水泥行业中各个工艺车间都有润滑系统及液压系统例如自备电厂的汽轮机、回转窑、立磨减速齿轮箱、磨辊、辊压机、篦冷机、水泥磨齿轮箱、轴瓦油站等，是最为重要的关键主机润滑系统。我们以水泥厂众多大型机械设备中的汽轮机为例，润滑油系统的主要功能是向汽轮发电机组的各轴承（支承轴承和推力轴承）、盘车机构、顶轴装置提供润滑。汽轮机油EH系统是汽轮机及其重要辅机超速保护系统，能进行汽轮机及其重要辅机运行和启停时的监控等，通过这套高压的油系统来实现紧急情况下关闭各汽门的保安功能。这些油系统的正常工作对于保证汽轮机的安全运行具有极其重要的作用。
实际运行中，汽轮机，液压系统因液压油液压油或者润滑油污染（颗粒度）超标而被迫停机的事情常有发生，这就给冶金企业带来极大的损失。对于主机润滑来讲，在年华电集团内火电机组非停统计中，因主机润滑原因引起非停机事件占全年非停事件中的26.7%。因此，强化对汽轮机及其重要主设备的油系统的管理与监控，才能做到防患于未然。
一、现状
金属磨损在线监测应用于传动系统设备（轴承和齿轮）润滑油中磨损碎屑的实时监测，能够有效降低传动系统因磨损引起的故障发生的频率。润滑油中金属碎屑参数变化可以作为传动系统磨损状态的信息。通过在线监测滑油金属磨屑情况，可以在传动系统出现重大磨损故障之前诊断出早期磨损状况，还可以预测从出现故障征兆到出现严重故障的时间，以便采取主动的维护措施。
金属磨损在线监测使用范围广泛，可以用于汽轮机轴承、（增速或减速）齿轮箱、铁路机车、重型机械、大型发动机、船舶、钢铁、石化等领域的润滑系统磨损监测。
油液状态在线监测已经成为新的前沿技术并加以推广。未来的技术提升已将预测性维修，改善可靠性作为主要目标。因此实时在线监测润滑系统的磨损状况，能及时发现早期故障征兆，采用相应的解决措施以防止重大事故的发生。这也是目前国际上提倡的“预防性维护”措施；如美孚石油（Mobil）的Signum的项目和壳牌公司(Shell)的润滑管理均是以此为基础。
二、解决方法
液压油和润滑油的油质好坏以及轴承的磨损情况直接关系到机组运行的安全性和经济性。
另外，液压油系统供油污染度超标、压力不足或者油中的杂质阻塞油路使供油量不足等等的材质和设备方面的问题都需要一种状态检修的手段。所以，液压油主要监测油的污染度以及水分粘度等理化特性。
因此，在主机设备机组长期的运行中，应采用一种能对润滑油和液压油系统（油质）的状态进行在线连续监测的系统，可以实时、自动、连续地采集和存储主机设备机组轴系动力系统的各种数据，提供完整的轴系运行和设备磨损档案，这对克服润滑油和液压油系统在线了解甚少的状况很有必要。比如对液压油的清洁度进行在线监测，在清洁度超标时监测设备输出开关量，实时控制离线精滤机进行滤油，不仅可以将油质控制在系统所要求的方针清洁度范围内，还可凭据油液清洁度的变化情况实时发现机组运行中泛起的异常情况，在故障早期阶段接纳措施，避免油污染风险的发生，保证机组平安靠得住的运行。
再比如针对每一个设备的润滑油系统中，都可以在该设备油箱的进出油管之间并联部署轴承磨损监测，用于实时观测设备（轴承、齿轮）的磨损情况，形成设备（轴承、齿轮）健康磨损档案，对设备的健康状况形成量化分析，为设备（轴承、齿轮）故障做预警。
现阶段在线监测系统往往监测的参数比较单一，国内现在集中在对油的水分检测上。水泥厂应安装油质（颗粒度、水分和粘度）和磨损量在线监测装备，在机组安装、维修后进行油系统冲洗及在补充新油进程中对设备机组油质进行检测，以保证设备机组油质合适要求，基于油液和磨损的综合监测水泥行业机械设备方案拓扑图：
图1机械设备综合监测拓扑
三、规范标准
系统的硬件和软件技术符合有关的国家标准和行业标准，达到或超过项目规定的技术指标。当有多种标准、准则和规定可以执行时，必须采用最严格的标准来完成。
表1系统相关的部分标准
四、可行性分析
针对上述设备存在的问题，设备机组润滑油系统以及液压油系统的油液在线监测势在必行，采用能够实时在线监测油液状态的技术，就能够达到准确掌握设备运行确实的目的。该在线监测技术是基于主动的维护模式PAP（PredictandPrevent），重点在于应需式监测（以信息传送为主）、信息融合分析、产品全生命周期检测、系统维护优化的技术开发与应用。产品和设备的维护体现了预防性要求，达到近乎于零的故障及自我维护，提高水泥企业安全生产能力。
该技术能够实时的监测润滑油和液压油的污染度（金属颗粒度）指标、水分指标、粘度指标以及油液品质指标（油液介电常数油液温度油液密度），同时更进一步的监测设备的磨损变化，形成关于设备的两套健康档案（磨损档案以及油品档案）。通过以上途径，在系统的应用层建立设备运行状态数据库，就能够实时描绘出油液老化的趋势以及设备运行的磨损程度，从而指导设备的运维以及更换油液，避免突发以及非计划停机事故（诸如液压油颗粒度超标导致EH设备停机）的发生。而是把注意力更多放在提高设备的可靠性上，希望通过对机组运行参数全面的连续监测分析，获取机组每时每刻运行状况的信息，做出正确的判断和预测，达到实现状态检修的目的。
⑴ 该项目实施后，能够极大地提高设备机组油质在线监测能力，通过实时检测油液中磨损颗粒的大小和数目，实时监测油液系统中的油液粘度、温度和水分，综合计算油液主要参数结果，进而对油液的实时工作状态做出评估，并结合历史数据以及故障诊断技术，实现机组及其辅机油液系统的实时在线监测和故障诊断，为汽轮发电机组视情维护研究奠定基础，降低检修维护费用。
⑵ 在不停机的情况下对设备机组轴系以及液压油系统的状态进行自动的数据采集和分析，对其机械状态给出评估，并给运行和检修人员提出可操作的信息，避免或减少非正常停机，提高机组的可靠性。
⑶ 早期故障识别及时采取措施，改善水泥厂设备运行安全性。
⑷ 优化运行过程提高机组使用寿命，延长机组使用时间。
⑸ 及时发现和监测非正常和故障运行状况并确定原因，对维修进行事先计划布置，达到延长维修间隔，缩短维修时间，提高设备利用率，减少维修费用。
⑹ 智能自学习系统，可以自动学习每种油品的换油参数，当油品到了需要更换的时候，系统可自动提示。
⑺ 采用大数据以及基于细胞自动机的数据融合算法（系统独有），形成时刻修正的故障边界。统计汽轮机设备在不同工作环境（磨粒浓度/尺寸、温度、粘度等等）下的有效工作时间，透过随机因素的干扰，将传感器监测到的实时性状态数据转变为能够直接反映设备运行寿命的统计型概要信息，基于此构造潜在故障预测模型是大型发电机组运维的关键。
视情维修、风险维修、以可靠性为中心的维修等预测性维修方法，是复杂的系统工程方法，此类方法非常注重使用检查模型、功能检测模型、定期更换模型、故障风险模型、可用度模型、费用模型等数学模型的支持作用。没有对设备实际状况、故障模式、危害因素的精确掌握，没有对包含故障开始发生点、潜在故障点、功能故障点及由潜在故障发展到功能故障的时间历程的准确把握，预测性维修根本无从谈起，组成的一个综合性的在线自动监测体系。
（一）油液与磨损监测技术可行性
该技术能够实时的监测润滑油水分指标、粘度指标以及油液品质指标（油液介电常数油液温度油液密度），同时更进一步的监测设备的磨损变化，形成关于设备的两套健康档案（磨损档案以及油品档案）。通过以上途径，在系统的应用层建立设备运行状态数据库，就能够实时描绘出油液老化的趋势以及设备运行的磨损程度，从而指导设备的运维以及更换油液，避免突发以及非计划停机事故的
通过对润滑系统的油液实时在线监测能够达到以下监测益处，并具有充足的可行性：
1．磨粒监测
润滑油中的磨粒是有关磨损状态的重要信息载体,通过监测、测量和分析机械装置产生的磨损颗粒,可以得到工作表面的状态,以及是否可承受进一步的磨损等有用信息,大多数机器失效期的磨粒特征尺寸,多在40um--um之间。而这些信息是充分发挥磨损部件的工作寿命的重要依据。
2．粘度监测
粘度就是液体的内摩擦力，粘度是油品劣化的重要报警指标。油品被其他油品或杂质污染，粘度会降低或者增高；粘度偏高，则预示润滑油被高粘度有或水污染，同时油品氧化严重时，粘度会增高；粘度偏低，则预示润滑油被燃油、低粘度油污染。粘度监测的警告量级是出厂油品的±5%，失效量级是出厂油品的±10%。
．水分监测
润滑油中混入水后，会与水发生亲合作用而使油液乳化生成乳化液，降低了润滑性能；同时水与润滑油中的硫、氯离子作用生成硫酸和盐酸，将加速润滑油的劣化，使润滑油失去润滑作用。
水分来源一般为：冷却地水管渗漏使水进入油中；密封不好，外部水经密封不良处进入；湿热气候及温差变化大情况下，油箱呼吸带入。一般情况下，油品水分含量的警告量级为大于新油的0.1%，失效量级为大于新油的0.%。
研究表明，减少润滑油的含水量，可以显著延长滚动轴承的疲劳寿命。Timken研究结果表明：含水量ppm水分的油品比含ppm水分的油品使轴承寿命降低48%；SKF研究结果表明：含ppm水分的油品比含ppm水分的油品使轴承寿命降低50%。下图为Timken研究结果
4．介电常数监测
介电常数是整体反映在用油整体品质的指标，通过实验结果表明:随着润滑油含水、总酸值、含铁的增加，润滑油介电常数变化趋势一致。故使用介电常数作为评价润滑油衰变程度的综合指标。
图2介电常数与油液理化指标的联带关系
5．清洁度监测
水泥行业动力机构的液压系统中的液压油不可避免地含有各种杂质。其主要来源有：虽经清洗仍然残留在液压系统中的机械杂质，如水垢、铸砂、铁屑、油漆皮和棉纱屑等；外部进入液压系统的杂志，如经加油口、防尘圈等处进入的灰尘；工作过程中产生的杂质，如密封件受液压作用形成的碎片、运动件相对磨损产生的金属粉末、油液因氧化变质产生的胶质、沥青质、碳渣等。上述杂质混入液压油后，随着液压油的循环作用，将到处起破坏作用，严重妨碍液压机构的正常工作。如：使液压元件中相对运动部件之间的很小间隙以及节流小孔和缝隙卡死或者堵塞；破坏相对运动部件之间的油膜，划伤间隙表面，增大内部泄露，降低效率；加剧油液的化学作用，使油液变质。统计表明，液压系统75%以上的故障起源于油液的颗粒污染，因此对油液污染状况进行测定便成为液压系统发展的一个重要课题。下图表示控制污染和延长的设备寿命的关系：
从图中可以看出随着污染物等级的下降，不同的机械结构延长的使用寿命不等，尤其在液压系统（红色曲线）增加的寿命较高。
（二）综合监测技术可行性
在不停机的情况下对汽轮机系统的状态进行自动的数据采集和分析，对其机械状态给出评估，并给运行和检修人员提出可操作的信息，避免或减少非正常停机，提高机组的可用性。早期故障识别及时采取措施，改善设备运行安全性。优化运行过程提高机组使用寿命，延长机组使用时间。及时发现和监测非正常和故障运行状况并确定原因，对维修进行事先计划布置，达到延长维修间隔，缩短维修时间，提高设备利用率，减少维修费用。
在本综合监测系统实施中，对于油液与磨损监测系统的部署，该前端监测模块需要接入机组的润滑系统中，并建立串联主路或者并联旁路取油的方式，需要对管路进行改造。由于油液与磨损监测前端监测模块配备了可以定制的安装转接头，这使油液监测系统的安装工作简便。
五、主要技术指标
（一）产品概述
油液在线监测系统是一套以在线自动分析仪器为核心，运用现代化传感器技术、自动化测量技术、自动控制技术、计算机应用技术以及相关的专用分析软件和通讯网络所组成的一个综合性的在线自动监测体系如下图所示。
油液与磨损综合在线状态监测诊断系统由现场数据采集模块（包括通讯网关、清洁度监测传感器、磨损监测传感器、油液水分传感器、油液品质传感器、信号传输线缆等）、本地服务器、远程诊断中心构成。通过安装在润滑油路安装在线磨损监测传感器与油液传感器实现对机械的监测，利用信号线缆实现机组运行数据与在线状态监测系统采集器之间传输，通过通信网络将前端采集数据发送至中控室本地服务器进行处理和储存，并进行初步的数据分析与诊断。对于报警数据，在外网开通情况下，利用VPN等方式将数据传输至远程诊断中心，以便诊断专家查看和分析数据以及生成检测报告，保证设备安全运行。
（二）使用环境
该系统满足海拔高度为0m内稳定运行，生存温度：-50℃~+85℃，工作温度为：-40℃~+70℃。
适用于长期机械振动、多沙尘、高盐雾等环境，高性能防雷击保护和电子兼容能力，提高了系统环境适用能力。
（三）外形尺寸和安装要求
数据采集模块指标如下：
1）通讯网关
工业采集网关主动采集PLC设备、现场仪表、大型设备、DCS系统等数据、内部进行边缘采集，数据有变化则主动上报到装备云平台，从而实现远程监控、数据分析和故障报警的功能。通讯网关满足以下技术要求：
接口及电气参数
供电电源：
a)额定工作电压：DC8-2V；
b)工作电流：≤0mA。
工作环境条件：
a)环境温度：0℃～+70℃；
b)平均相对湿度：不大于95％（+25℃）；
c)大气压力：80kPa～kPa；
d)无显著振动和冲击、无破坏绝缘的腐蚀性气体场所。
e)SIM卡：支持联通，移动，电信
产品接口
1)4G天线：外接4G天线。
2)Micro-USB接口：通过USB数据线与设备连接，进行系统。
)SIM卡槽：用于插入SIM卡，支持移动、联通、电信的2G、G、4G。
4)RS串口：接串口PLC等设备。
5)RS22串口：接串口设备。
6)网口1(RJ45)：WAN/LAN1，默认是WAN，用来接入互联网；也可以配置成LAN。
7)网口2（10/Mbps）：LAN2，设备的LAN口，用来接PLC/HMI，也可以接交换机扩展LAN口数量。
8)电源适配器接口（DC8V-2V）：连接适配器。
9)WIFI天线：外接WIFI天线。
10）恢复出厂设置按钮：长按秒可以将IP恢复成..8.1。
指示灯介绍
PWR：CPU指示灯，指示灯常亮。
WIFI：指示灯闪烁作为WIFI网络连通。
SIG1：可以由用户自己设置显示信息。
SIG2：可以由用户自己设置显示信息。
2）润滑油油液数据采集模块
图油液品质与磨损监测传感器
磨损传感器对于铁磁性颗粒、非铁磁性颗粒检测范围和检测率应满足表的要求。
表铁磁性颗粒和非铁磁性颗粒检测范围和检测率
表4油液品质传感器参数
表5油液水分检测传感器参数
）液压油油液监测装置
图4液压油监测模块
表6油液综合采集控制箱参数
4）软件分析模块
ICBM油液在线监测系统与故障诊断平台以多种油液监测传感器为基础，并使用我司专利CDT与ICDT智能分析算法实现早期的润滑失效和磨损超标预警，为设备故障最早期预警提供决策依据。ICBM软件安装并运行在主控室，并且可以通过安全的方式在云上运行，可以实现远程与移动监测的结合。它具有以下优点：
l磨损与油品多种参数图形化显示
l阈值报警与CDT和ICDT趋势算法报警
l自动生成设备健康报告
l移动客户端与报警信息实时推送
l各种传感器工作状态自检IBT
l多种油品参数校准
l远程升级程序与远程校准
l接口丰富，便于扩展和集成
软件分析模块具备丰富的可扩展性，能够将第三方传感器或设备数据进行集成，可形成一套完备的集控系统。另外，ICBM具备诸多接口，可以接入至用户的DCS或者PLC系统中，成为用户智能工厂建设的一部分。
软件分析模块界面六、具体实施方案
下面对典型的系统安装在线油液监测系统进行图示:(实际安装方案以现场测量为准）
1、立磨减速机齿轮油监测
油液监测拟使用润滑系统油路管道中在温度仪表上进行改造（传感器自带温度监测）做取油口，在油路顶部预留口做回油口进行安装，如下图所示：
现场安装拓扑图2、立磨液压站油液监测
油液监测拟使用液压系统油路管道中在温度仪表上进行改造（传感器自带温度监测）做取油口，在油箱顶部预留口做回油口进行安装，如下图所示：
现场安装拓扑图