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1、一、 问题的提出： 风电事业部从成立到目前，已投运的风力发电机组已多达4000多台，共计有80 多个风场，随着风力发电机组的投入时间的加长，风力发电机组由于加工、安装、系统调节的原因引起风力发电机组的轴承、齿轮箱、电机损坏，从而引起风力发电机停车的事故时有发生，更严重的还引起风力发电机组叶片断裂，给风场及东汽造成巨大损失，而且给东汽风电事业带来极为不利的影响。为解决风力发电机组运行存在的问题，风电事业部投入了大量的人力及物力在风力发电机的现场服务上。 风力发电机组的服务从大的方向来看主要分为两方面：一方面是基于控制的电气系统的维护，另一方面是基于风力发电机组机械设备的服务。电气系统的服务由于现
2、目今均有非常成熟的应用及可靠的质量、标准的维修、维护流程，因此从服务上来看还是容易实现。但是机械设备的服务就不哪么简单，由于机械设备的传动链是封装在外壳内的，现场服务人员没办法看到内部情况，只能通过眼看、手摸、耳听的方式来判定设备的好坏，这种凭经验的服务方式给设备的维护带来非常大的不确定性，从而使风场的平均服务成本大大的增加，经统计，每台风机的平均服务成本超过十万以上。 因此建立一套能全面评估机械设备状态，收集机械设备状态信息、并能通过机械设备状态信息作出设备状态评估、能为现场维护人员提供维护依据的CMS系统成为现目今风场业主以及风力发电机组生产厂商的必要选择。二、风力发电机组在线机械状态监测
3、CMS系统描述风力发电机组在线机械状态监测系统（简称CMS系统）是通过在风电机组的特定位置加装振动传感器，获得齿轮箱、发电机等关键设备的振动信号，并通过专用的数据采集分析系统进行振动信号的定时采集和分析处理，由此获得风电机组各主要设备的运行和磨损状况，并对风电机组可能发生的故障、隐患和使用寿命进行判断和预估，为机组的维修提供指导和建议。目前，由于针对风机监测手段的落后及维护人员的经验不足，造成风电机组关键设备（例如齿轮箱、发电机）损坏的案例在国内时有发生。这些关键设备的损坏，将给风电运营商带来极大地直接间接经济损失。传统的维修方式已越来越无法满足现代大型风电机组安全、稳定运行的要求，因此，采用
4、风电机组在线机械状态监测技术对风电机组进行实时监测，对机组的故障隐患提前做出准确的分析诊断，已成为风电技术发展的必要选择。三、 风电服务处CMS服务体系构想在风电服务处建立远程CMS服务中心，服务中心安装专业的罗克韦尔自动化提供的CMS系统分析诊断软件，利用这个分析软件提供风力发电机组的分析平台。风电服务处抽专人从事CMS系统的使用维护工作，人员的数量前期可考虑3-4人，这几个人要接受系统的CMS分析培训，在一到两年内要成为专业的CMS系统状态维修工程师，使其具备如下的基本技能：熟悉并了解振动的基本原理及基于振动的分析方法、特别了解风力发电机组轴承、齿轮箱常见故障的特征频谱，并能通过特征频谱能
5、快速识别风力发电机组的故障原因及部位，并能为维修提出合理的维修意见，并能出具状态监测维修报告。熟悉并了解罗克韦尔自动化CMS系统的构成，了解整个CMS系统中的一次传感器原件、数据采集硬件、CMS系统分析软件的工作原理、系统设置及应用。并能通过罗克韦尔自动化的CMS系统在远程或就地就能对风力发电机组进行状态诊断，比如实时监测齿轮箱、主轴、发电机等部件的振动频谱，定期对上述部件的状态进行监测、记录、分析，及时发现隐患，找出导致问题出现的原因，采取相应措施加以解决。有效实现前期预警、精确诊断、专家诊断、智能评估。状态维修工程师的主要职责就是对来自远程在线CMS系统或是便携式的CMS数据采集系统的数据
6、进行分析和评估，并作出评估报告。现场服务人员要严格按照状态检修流程来实施风力发电机组的检修及维护，并及时记录及反馈实际维修情况与CMS建议报告的差异，从而逐步提高CMS分析报告的准确性及可靠性。对于风场现场的服务人员，需要接受CMS系统的基本培训，使其具备以下基本技能：熟悉并了解振动的基本原理及基于振动的分析方法、特别了解风力发电机组轴承、齿轮箱常见故障的特征频谱，熟悉并了解罗克韦尔自动化CMS系统的构成，了解整个CMS系统中的一次传感器原件、数据采集硬件、CMS系统分析软件的工作原理、系统设置及应用。并能通过罗克韦尔自动化的CMS系统在线或便携式数据采集系统采集并传送至风电服务处的远程诊断中
7、心。 远程服务中心风力发电机组数据来源有二：对于安装有罗克韦尔自动化CMS在线监测系统的风场，CMS状态维修工程师可以通过以太网远程访问风场就地CMS服务器，获取风场风力发电机组实时机械设备的状态信息，并对风力发电机组的状态进行评估及作出相应有维修建议报告。对于没有安装CMS系统在线监测系统的风场，可以由现场服务人员通过便携式的数据采集器采集疑是有问题风力发电机组的状态信息，并通过以太网将数据传回远程服务中心，由状态维修工程师来做评估分析。 CMS服务系统要解决的问题：及时了解被监测机器当前的运行状况、判断被监测机器未来的发展趋势、诊断被监测机器故障的发生部位，以及检查和验收大修或临时维修的效
8、果。以实现对设备故障早知道、早预报、早诊断，把故障消灭在萌芽之中。最终达到提高设备运行完好率、减少设备停机时间及降低维修成本的效果。CMS系统的整体架构如下：服务处CMS远程服务中心风场CMS就地服器风场CMS就地服器风场CMS就地服器风场CMS就地服器风场CMS就地服器风场CMS就地服器便携式数据采集便携式数据采集以太网以太网以太网以太网以太网以太网拟建的CMS状态检修流程：状态监测设备状况评估提供运行及维修建议设备维修计划与实施备件资源及管理生产调度执行生产计划调整生产过程维修建议设备状态维修进程状态调整CMS服务体系统实施步骤l 根据状态检修流程，搭建标准的状态维修管理平台，使状态维修常
9、态化及流程化、标准化。l 建立专门的CMS维修小组，初期成员约为3-5人，备选人员最好具备机电一体化的专业背景，让CMS小组成员接受专业的CMS系统培训使其在规定的时间内具备相应有技能。l 在风电服务处大力推广状态维修的理念，并为现场服务人员作相应的CMS系统的基本培训。l 与罗克韦尔自动化建立联合实验室，为东汽风力发电机组服务及设计的技术人员积累相关的振动理论基理、了解风力发电机组故障的类型、故障发生的原因、常发故障的部位、常发故障的基理、如何来预防及处理这些故障，并为如何处这些故障提出指导性的意见。四、合作伙伴罗克韦尔公司简介 ROCKWELL AUTOMATION（罗克韦尔自动化）集团是
10、一家专业从事自动化控制系统解决方案的跨国公司，在世界各地都有分支机构，在国内行政总部设在北京，在上海，沈阳，大连，厦门等地都有分公司，全球年销售额在50多亿美元。罗克韦尔自动化大连分公司的前身是恩泰克-爱迪公司:一家专门从事机械设备状态监测和故障诊断系统的公司，是本行业的领跑者。许多数据采集方面的专利都来自于恩泰克-爱迪公司。恩泰克爱迪公司的前身最早始于1952年，以提供硬件制造，如数据采集器，自动巡检式在线监测系统和高速监测诊断系统等，和提供高水平的机械设备故障分析软件等著称。本公司用户拥有量位于世界第一名,销售额位居同行业世界第二名，并在不断发展，随着2000年本公司加入罗克韦尔自动化集团
11、，我们可以为用户提供更为完善配套的产品,是目前世界上该行业能提供最全诊断技术的专业公司。恩泰克-爱迪公司中国办事机构成立于1989年，分别在大连，北京，上海，广州等地设立办事机构或技术服务中心，加入罗克韦尔自动化后，恩泰克产品部门仍然从事预测性维修业务，恩泰克的产品已在石油化工、化工、石油、电力、冶金、机械制造、造纸、水泥、电子等行业得到广泛地应用。恩泰克在机器设备状态监测和评估领域有50年的领先地位，这使其在一些核心技术方面有了很大的发展，拥有70余项与此相关的专利。这些技术和质量的统一保证了罗克韦尔-恩泰克独一无二的领先地位。恩泰克专利的gSE峰值能量测试技术能方便快捷的发现轴承及齿轮箱的
12、故障。五、合作伙伴罗克韦尔自动化针对东汽CMS系统的承诺：l 建立基于风光机的联合试验室。l 提供专业的罗克韦尔自动化CMS的技术基础培训，培训内容如下：对于不同的故障类型有其特有的特性：罗克韦尔状态监测技术集成了对上述所有故障类型的处理经验及理论，结合罗克韦尔过硬的数集采集及分析技术，通过对风机轴承、齿轮箱及电机轴承的状态进行监测及分析，可以方便的找到设备这些故障的原因及部位，并提现解决办法。l 罗克韦尔自动化CMS系统振动传感器培训 主要内容为：风力发电机组低速端及高速端所用低频及通用加速度传感器的工作原理、安装使用及维护；l 罗克韦尔自动化CMS系统数据采集硬件培训 数据采集系统的培训包括以下内容：数据采集系统的系统设计及维护；XM121低频振动模块的组态设置；XM122gSE模块的组态设置；1788-EN2DN网络通讯模块的使用设置l 罗克韦尔自动化CMS系统分析软件培训 CMS系统的分析软件培训的内容包括：EMONTIOR 软件的安装、使用及维护、基于风力发电机组状态监测的组态定义及设置、风力发电机组常见故障特征频谱的识别及校正
