1、系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

泥泵是典型的旋轉(zhuǎn)往復(fù)型機(jī)械，振動(dòng)分析法是進(jìn)行旋轉(zhuǎn)機(jī)械監(jiān)測(cè)與診斷的主要方法，它直接、有效，并且可靠度高，在機(jī)械行業(yè)得到普遍應(yīng)用；泥泵在線振動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（船載服務(wù)器系統(tǒng)）由前端的設(shè)備傳感器群、中間的信號(hào)采集系統(tǒng)和后端的故障分析與診斷系統(tǒng)軟件組成，包括傳感器、數(shù)據(jù)采集儀和計(jì)算機(jī)，其結(jié)構(gòu)分為3層：

（1）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)第1層，即泥泵現(xiàn)場，在泥泵設(shè)備適當(dāng)位置安裝振動(dòng)加速度傳感器和轉(zhuǎn)速傳感器，用于實(shí)時(shí)測(cè)量采集泥泵的振動(dòng)和轉(zhuǎn)速參數(shù)。

（2）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的第2層，即船舶施工作業(yè)控制室（駕駛室）。機(jī)械監(jiān)測(cè)系統(tǒng)裝備放置在控制室內(nèi)環(huán)境較好的地方，從泥泵安裝的傳感器傳輸回來的信號(hào)經(jīng)過處理后，根據(jù)信號(hào)的強(qiáng)弱轉(zhuǎn)換成相應(yīng)大小的電流（4～20mA）信號(hào)輸出，通過與預(yù)先設(shè)定的警戒值相比較，在屏幕上通過紅、黃、綠指示燈來顯示設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，通過這種直觀的方式，讓現(xiàn)場施工管理人員、操作人員實(shí)時(shí)掌握泥泵的運(yùn)行狀況。

（3）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)第3層，即各種擴(kuò)展功能所需。電流信號(hào)可以通過電纜傳輸至其他配置的中控系統(tǒng)或者拓展功能設(shè)備，船載服務(wù)器系統(tǒng)的服務(wù)器再通過移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)與陸岸監(jiān)測(cè)中心進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，陸岸監(jiān)測(cè)中心和客戶端設(shè)備構(gòu)成廣域局域網(wǎng)。陸岸監(jiān)測(cè)中心集中處理從挖泥船上收集的數(shù)據(jù)，客戶端設(shè)備可以是臺(tái)式計(jì)算機(jī)、筆記本電腦、平板電腦或者智能手機(jī)。在互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，通過訪問陸岸監(jiān)測(cè)中心及在用戶權(quán)限系統(tǒng)的監(jiān)督控制下，相關(guān)人員根據(jù)自己的權(quán)限，監(jiān)控挖泥船上的測(cè)量數(shù)據(jù)。通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、傳輸或下載，以滿足后續(xù)進(jìn)行數(shù)據(jù)回放、報(bào)警查看、狀態(tài)趨勢(shì)記錄或數(shù)據(jù)分析研究。泥泵在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)流程如圖1所示。

2、系統(tǒng)硬件與安裝

本文研究對(duì)象是設(shè)計(jì)產(chǎn)量為4500m3/h的絞吸船，船上2臺(tái)甲板泥泵，額定轉(zhuǎn)速325r/min，額定功率3626kW，屬于大型、低速的旋轉(zhuǎn)機(jī)械。鑒于泥泵工作環(huán)境惡劣，選用頻率范圍0.1~10000Hz的工業(yè)ICP加速度傳感器。所選擇的數(shù)據(jù)采集設(shè)備必須具備較強(qiáng)的可靠性，同時(shí)主要考慮以下兩個(gè)方面的要求：1）采集設(shè)備的處理能力，采集系統(tǒng)不僅需要合適的采樣頻率、較大的存儲(chǔ)空間，還需要快速的數(shù)據(jù)計(jì)算處理能力；2）數(shù)據(jù)采集精度，這是保證獲取可靠分析數(shù)據(jù)的重要因素。

系統(tǒng)中泥泵測(cè)點(diǎn)選擇依據(jù)主要參考標(biāo)準(zhǔn)為GB10889—1989《泵的振動(dòng)測(cè)量與評(píng)價(jià)方法》。每個(gè)測(cè)點(diǎn)都要在3個(gè)相互垂直的方向（水平、垂直、軸向）進(jìn)行振動(dòng)測(cè)量。系統(tǒng)中約定：泥泵主軸方向?yàn)閄軸，水平方向?yàn)閅軸，垂直方向?yàn)閆軸。傳感器布置分主測(cè)點(diǎn)和輔助測(cè)點(diǎn)，主測(cè)點(diǎn)位于泥泵齒輪箱輸入和輸出的軸承座處和靠近軸承處，輔助測(cè)點(diǎn)布置在泥泵基座和出口法蘭處。測(cè)點(diǎn)位置布置如圖2所示。

因監(jiān)測(cè)系統(tǒng)工作環(huán)境惡劣，系統(tǒng)硬件必須采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施：鎧裝工業(yè)型ICP加速度傳感器配備的信號(hào)線適用于長距離信號(hào)的傳輸，雙層屏蔽層能夠有效的屏蔽外界干擾信號(hào)，更適用于長距離信號(hào)傳輸；采集儀專用防護(hù)箱采用特殊設(shè)計(jì)，能夠防電磁干擾、防潮。