本期Vibration News
具备无线传输功能的
趋势分析系统TM2000（Trendmaster® 2000）

贾亦斌
机械故障诊断工程师
美国本特利内华达公司北京办事处
e-mail: yibin.jia@bently.com
    为了实现整个工厂效益的最优化，非关键设备的管理已经受到越来越多的重视。对于诸如泵、风机这类非关键设备，很多工厂仍采用数据采集器离线巡检的方式进行管理。这种管理方式，一方面需要耗费大量的人力去实施，另一方面，由于这种管理方法的本身特点，对设备的巡检周期较长，往往是按星期或按月进行。所以采用这种管理方法，运行人员和管理人员不能及时了解设备的运行状态，一些设备故障可能无法在早期发现，从而错过了处理问题的最佳时机。在某些场合，由于地理、环境、气候等原因，由人去巡检甚至是不可能的。

    对于这些非关键设备，很多故障是和工艺操作相关的，例如泵吸入量不足，可能会造成气蚀或机械密封失效，进而对设备造成损害，运行人员如果及时发现振动异常，通过对工艺参数的调整，就可以消除这个故障，避免故障的进一步扩展。就离线巡检的管理方式而言，显然是无法满足这个要求的，但为每一台设备安装连续的在线数据采集系统显然又是不经济的，也是没有必要的。所以要有效地对这类非关键设备进行管理，就需要一种费用相对低廉的在线巡检系统，应用这套系统，就可以大大缩短巡检周期，运行人员就可以通过对振动幅值和趋势的浏览随时了解设备的运行状态，并这就是本特利公司开发趋势管理系统Trendmaster® 2000的原因。
趋势分析系统Trendmaster® 2000    
    Trendmaster® 2000是本特利公司专门针对非关键设备管理开发的一种在线巡检式趋势管理系统，它可以按预先设置的巡检周期对每个测点进行数据采集，巡检周期可以小到几分钟，并且每个测点的巡检周期可以单独设置。采用这种工作方式，与离线巡检方式相比，减少了对人力的需求，数据的重复性和可信度得以提高，减少了人为的误差，而数据采集周期大大缩短，提高了数据的时效性。

    通过趋势管理系统Trendmaster® 2000的软件，运行人员和管理人员可以浏览各测点的幅值趋势以及用各种图表表达的动态数据。通过对幅值和趋势的浏览，运行人员可以很容易地了解机器状态是否发生变化，并通过调整过程参数来优化设备的运行状态。而管理人员可以利用动态数据的各种图表确定机器发生了什么故障，这样机器故障就可以在早期发现，并制定相应的处理措施，从而大大提高了维修计划的准确性，进而可以促进整个工厂管理水平的提高。

    图1为趋势管理系统Trendmaster® 2000的系统结构图，整个系统主要由永久安装的传感器、传感器接口模块、安装在数据采集计算机中的SPA卡、电缆以及趋势管理系统软件组成。趋势管理系统Trendmaster® 2000数据采集服务器安装数据采集软件，用来采集和处理现场安装的传感器的信号。用户可以通过网络或远程访问的方式来对数据进行浏览。
图1 趋势管理系统Trendmaster® 2000系统结构图
趋势管理系统Trendmaster® 2000无线网桥系统
    对于工厂内设备布置分散，距离较远的场合，系统的连线的费用会比较高，为了降低电缆连线以及施工和维护的费用，本特利公司专门开发了具有数据无线传输功能的无线网桥系统，以解决这个问题。其系统结构图如图2所示。
图2 趋势管理系统Trendmaster® 2000无线网桥系统结构图
    Trendmaster® 2000无线网桥系统采用的传感器和传感器接口模块（TIM）与有线的Trendmaster® 2000系统相同，但取消了从现场到数据采集计算机之间的连线，采用无线传输的方式进行通讯，从而可以大大减少系统的安装费用。Trendmaster® 2000无线网桥系统可以支持现有的所有种类的传感器接口模块（TIM）。

    Trendmaster® 2000无线网桥系统与有线的Trendmaster® 2000系统使用同一数据采集和显示软件，可以连接到同一数据采集计算机。所不同的是有线的Trendmaster® 2000系统通过安装在计算机内部的SPA卡通讯，无线网桥系统则采用数据采集服务器的串行口通讯。

    Trendmaster® 2000无线网桥系统运行在2.4GHZ ISM频点，并且使用跳频扩展谱来在最大程度上减少噪声、多路衰减及干扰信号。这个通讯频点在北美地区为免费通讯频段，不需要申请许可。在其它国家可能需要经过测试来证明其通讯频段和强度在政府允许的范围内，或者由用户申请使用许可。
无线网桥系统的主要组件
1. 远程模块（Remote Module Kit）：
    安装在现场，通过电缆与传感器接口模块（TIM）连接。每个远程模块连接60个传感器接口模块（TIM）或30个flexiTIM，也就是说可以接受60个传感器的信号。远程模块可以使用电池和24V直流供电，耗电量仅为110mW，如果连接4个测点，静态数据采集周期为15分钟，动态数据采集周期为1天，电池至少支持远程模块一年的工作。
2. RF网桥基站（Base Module Kit）：
    安装在数据采集计算机附近，接受来自现场远程模块的RF信号，通过一个适配器与数据采集计算机的串行口相连。每台数据采集计算机配置一台RF网桥基站，数据采集计算机同时可以通过内部安装的SPA卡与有线的测点相连。每个RF网桥基站支持60个远程模块，最多可以连接3600个无线测点。
3. RF网桥转发器（Repeater Kit）：
    为可选组件，在传输距离很长或有强屏蔽物的场合下使用，安装在RF网桥基站和远程模块之间，用来延长信号传输的距离。
结束语
1. 对于非关键设备的管理，在线巡检的管理方式可以及时地为运行人员和管理人员提供设备的状态信息，与离线巡检的方式相比有着无法比拟的优势。
2. RF无线网桥系统的问世为趋势管理系统Trendmaster® 2000增加了无线数据传输功能，从而可以为用户提供更加灵活的系统配置方案，有效地降低了系统的安装费用。
3. 具有无线通讯能力的趋势管理系统Trendmaster® 2000（图3）可以对3600个无线测点、2040个有线测点进行在线的巡检，为大量非关键设备的管理提供了灵活的、低成本的解决方案。
    图3 具有无线通讯能力的趋势管理系统Trendmaster® 2000