應用領域
石油化工

挑戰
對于石油化工行業中泵站機組的振動測試，工程師通常會遇到一些挑戰…

挑戰一 系統便攜性
泵站機組與石油鉆井的分布有關。通常石油在某一地區的分部并不均勻，鉆井的分布受石油分部影響也較為分散。測試工程師經常要攜帶測試設備奔赴不同的地點對泵站機組設備進行測試。測試設備的便攜性成為泵站測試系統的一大挑戰。

挑戰二 系統供電
泵站機組所在戶外環境情況和條件不一，多數環境很難為測試設備提供獨立供電條件。機組震動測試通常需要持續數十秒至數分鐘。為測試系統提供數十分鐘持續的電源成為泵站機組測試的另一個挑戰。

挑戰三 數據傳輸
某些環境下，測試系統中數據采集設備與上位機距離較遠從幾米至幾十米不等，設備布局也較為復雜。數采設備與上位機數據傳遞成為了泵站機組測試的第三大挑戰。

使用產品
硬件
CDAQ-9188（CDAQ機箱）
NI-9237（震動信號采集模塊）
PS CRIO-3072（C系列外置電池卡）
AT-5150（無線數據發射、接收器）
軟件
LabVIEW （圖形化編程平臺）
MAX（交互式測試工具）

解決方案
面對挑戰一 CDAQ系列產品
首先，考慮到系統的便攜性，工程師選擇CDAQ系列產品。CDAQ系列產品集便攜性、靈活性可擴展性于一身，既可以方便工程師將測試設備攜帶至各測試點，又可以通過更換模塊輕松實現測試需求的擴展。
面對挑戰二 PS CRIO-3072電池模塊
其次，考慮到系統供電問題，工程師選擇外置PS CRIO-3072電池模塊。cRIO-3072以cRIO模塊的形式，可裝配在cRIO、CDAQ機箱中使用。其輕便、小巧、簡潔的特性，使系統從外觀到內置更專業。
面對挑戰三 AT-5150高速無線數據采集系列產品
第三，數據采集部分（包含傳感器）與上位機距離較遠，現場設備布局較為復雜，不便于通訊線纜的鋪設。因此，工程師選擇了無線數據傳輸方式 AirTerminal 。AirTerminal是高速無線數據采集系列產品。該產品旨在為用戶提供高速無線數據采集的最佳解決方案，具有高穩定性、高速率、使用距離遠、抗干擾強及支持多地點同時采集的優點。

簡介
針對泵站機組在工作運行過程中出現的振動問題，利用虛擬儀器技術相關軟、硬件結合傳感技術測試了不同工況下的泵站機組震動情況。通過對測試數據進行分析，初步找出了機組振動的原因，并給出了相應的減振方案。

正文
        石油化學工業是基礎性產業，它為農業、能源、交通、機械、電子、紡織、輕工、建筑、建材等工農業和人民日常生活提供配套和服務，在國民經濟中占有舉足輕重的地位。其中石油開采是該行業的重要環節之一。泵站機組為石油開采及運輸提供源源不斷的動力，機組的健康狀況及使用壽命受到業內人士高度的重視。影響泵站機組使用壽命及穩定運轉的一項因素是“振動“。本系統以虛擬儀器技術為核心結合傳感技術完成了對石化行業泵站機組的振動情況進行測試及分析等工作。
 

某泵站外景圖

        任何測試系統都有一定難點，泵站系統也不例外。石油鉆井的分布不均、泵站機組所在環境的特殊性以及測試設備與上位機相對位置、傳輸距離的不確定性等因素使測試工程師在泵站測試系統的便攜性、系統外供電支持和數據傳輸等方面面臨重重挑戰。面對這些挑戰泛華測控協助協助工程師們確定最佳解決方案。
        針對“便攜性”這一需求，工程師最終使用CDAQ系統。CDAQ即Compact DAQ ，該系統最大的特點就是便攜性，目前CDAQ-9188（8槽機箱，也是NI目前槽數最多的CDAQ機箱），插滿模塊后的總重量不超過5Kg，方便工程師攜帶設備在不同地點進行測試。針對“系統外供電 “的需求，工程師選擇使用PS CRIO-3072電池模塊，cRIO-3072是為cRIO機箱（CDAQ機箱也可使用）配置的供電電池卡，單卡提供5400mAh的電池容量，在輸出功率為20W時可連續工作1.5-2小時，支持熱插拔且允許多卡級聯，輪流供電，提高系統續航能力，充放電次數大于500次。該卡無需連接外部電源線或攜帶沉重的外置鉛蓄電池組，方便在野外環境下使用便攜式機箱作業。針對“測試系統與上位機位置、距離的不確定性”的特點，工程師使用了AirTerminal高速無線數據采集解決方案。其中的核心產品時AT-5150。 AT-5150是高速無線數據采集基站。AT-5150配合數據采集設備以及電腦，即可搭建起無線數據采集網絡。該網絡呈星型拓撲關系。每個AT-5150無線基站在網絡中兩個模式可選。或者作Access Point，或者作Station。當用作無線數據采集的數據接收端，和PC機相連時，它即作Access Point模式；當用作無線數據采集的數據接收端，和PC機相連時，它即作Access Point模式。

系統硬件連接圖

        本系統以虛擬儀器技術為核心、傳感技術為支撐，通過高效的圖形化開發平臺LabVIEW與靈活的CDAQ 模塊化硬件的無縫結合對泵站機組震動信號進行數據采集并在后期進行離線分析，為泵站機組的振源定位，振動特點分析以及減振方案的制定提供了強有力的保障。

作者：張毅