設(shè)備在線監(jiān)測(cè)技術(shù)概述
來源: 本站 時(shí)間:2018 - 09 - 13
隨著現(xiàn)代化大生產(chǎn)的不斷發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,為了最大限度地提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量,作為主要生產(chǎn)工具的機(jī)械設(shè)備正朝著大型、高速、精密、連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)以及結(jié)構(gòu)復(fù)雜的方向發(fā)展。這樣,在滿足生產(chǎn)要求的同時(shí),設(shè)備發(fā)生故障的潛在可能性和方式也在相應(yīng)增加,并且設(shè)備一旦發(fā)生故障,就可能造成嚴(yán)重的甚至是災(zāi)難性的后果。如何確保機(jī)械設(shè)備的安全正常運(yùn)行已成為現(xiàn)代設(shè)備運(yùn)行維護(hù)和管理的一大課題。對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)是保障其安全、穩(wěn)定、長周期、滿負(fù)荷、高性能、高精度、低成本運(yùn)行的重要措施。
所謂在線監(jiān)測(cè)(on-line monitoring),是在生產(chǎn)線上對(duì)機(jī)械設(shè)備運(yùn)行過程及狀態(tài)所進(jìn)行的信號(hào)采集、分析診斷、顯示、報(bào)警及保護(hù)性處理的全過程。
設(shè)備在線監(jiān)測(cè)技術(shù)以現(xiàn)代科學(xué)理論中的系統(tǒng)論、控制論、可靠性理論、失效理論、信息論等為理論基礎(chǔ),以包括傳感器在內(nèi)的儀表設(shè)備、計(jì)算機(jī)、人工智能為技術(shù)手段,并綜合考慮各對(duì)象的特殊規(guī)律及客觀要求,因此它具有現(xiàn)代科技系統(tǒng)先進(jìn)性、應(yīng)用性、復(fù)雜性和綜合性的特征。
目前,在線監(jiān)測(cè)技術(shù)發(fā)展的主要趨勢(shì)如下:
整個(gè)系統(tǒng)向著高可靠性、智能化、開放性以及與設(shè)備融合為一體的方向發(fā)展,從單純監(jiān)測(cè)分析診斷向著主動(dòng)控制的方向發(fā)展。
采集器向著高精度、高速度、高集成度以及多通道方向發(fā)展。精度從8位發(fā)展到12為甚至16位,采集速度從幾赫發(fā)展到幾萬赫,采集器內(nèi)插件有所減少,從通用電子元件的組裝向?qū)S眯酒珹SIC的方向發(fā)展。
采樣方式從等時(shí)采樣向著等角度同步整周期采樣的方向發(fā)展,以獲取包括相位在內(nèi)的多種信息,采集的數(shù)據(jù)從只有穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)展到包括瞬態(tài)數(shù)據(jù)在內(nèi)的多種數(shù)據(jù)。
通道數(shù)量從單通道向多通道發(fā)展,信號(hào)類型從單個(gè)類型向著多種類型(包括轉(zhuǎn)速、振動(dòng)、位移、溫度、壓力、流量、速度、開關(guān)量以及加速度等)方向發(fā)展。
數(shù)據(jù)的傳輸從串行口和并行口通訊向著網(wǎng)絡(luò)通訊(波特率可達(dá)10兆、100兆甚至幾百兆)的方向發(fā)展。
監(jiān)測(cè)系統(tǒng)向?qū)τ脩粲押玫姆较虬l(fā)展,顯示直觀化,操作方便化,采用多媒體技術(shù)實(shí)現(xiàn)大屏幕動(dòng)態(tài)立體顯示。
分析系統(tǒng)向多功能發(fā)展,不僅能分析單組數(shù)據(jù),還可分析開停機(jī)等多組數(shù)據(jù)。
診斷系統(tǒng)向智能化診斷多種故障的方向發(fā)展,由在線采集離線診斷向在線采集和實(shí)時(shí)診斷的方向發(fā)展。
數(shù)據(jù)存儲(chǔ)向大容量方向發(fā)展,存儲(chǔ)方式向通用大型數(shù)據(jù)庫方向發(fā)展。
診斷與監(jiān)測(cè)的方式向基于Internet/Intranet的遠(yuǎn)程診斷與監(jiān)測(cè)的方向發(fā)展。
14.1.2 在線監(jiān)測(cè)的重點(diǎn)對(duì)象與基本要求
(1)在線監(jiān)測(cè)的主要對(duì)象
須在線監(jiān)測(cè)的重點(diǎn)設(shè)備主要如下:
對(duì)生產(chǎn)影響最大的關(guān)鍵設(shè)備,包括工藝要求十分嚴(yán)格及產(chǎn)品質(zhì)量要求十分嚴(yán)格的設(shè)備、連續(xù)運(yùn)行的設(shè)備、單一生產(chǎn)流程中的設(shè)備、沒有備用的設(shè)備、以及中間產(chǎn)品儲(chǔ)量最少的設(shè)備等。
隱含危險(xiǎn)的設(shè)備,包括在高溫或高壓或高電壓下工作的設(shè)備、裝有高速或大慣性運(yùn)動(dòng)部件的設(shè)備、處理危險(xiǎn)或有毒介質(zhì)的設(shè)備。
有嚴(yán)格的安全性要求的設(shè)備,包括故障發(fā)生可能引起爆炸的設(shè)備、故障一旦發(fā)生會(huì)造成災(zāi)難的設(shè)備等。
(2)監(jiān)測(cè)的重點(diǎn)部位
監(jiān)測(cè)的重點(diǎn)部位主要如下:
對(duì)機(jī)器的可靠性影響最大的薄弱環(huán)節(jié)。
負(fù)荷繁重且不可缺少的裝置。
數(shù)據(jù)表明壽命最短的零部件。
對(duì)整臺(tái)設(shè)備起安全保護(hù)作用的裝置。
環(huán)境惡劣,人員難以接近的部位。
(3)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的基本要求
用戶對(duì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的基本要求分別是:
先進(jìn)性。在系統(tǒng)建設(shè)過程中應(yīng)采用具有國際領(lǐng)先水平的技術(shù),主要包括:采用先進(jìn)的現(xiàn)場總線技術(shù)、OPC Server網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)的布線技術(shù)、先進(jìn)的Internet/Intranet技術(shù)等,把各種先進(jìn)技術(shù)融合在整個(gè)系統(tǒng)中。
實(shí)用性。首先是系統(tǒng)具有實(shí)用的功能,其次是系統(tǒng)硬件配置和軟件設(shè)計(jì)應(yīng)從使用者的角度出發(fā),盡可能方便、實(shí)用。應(yīng)根據(jù)設(shè)備維護(hù)和檢修的實(shí)際需求,嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn),使系統(tǒng)既能滿足生產(chǎn)需求,又做到用戶界面友好、操作方便。
有效性。應(yīng)保證分析、診斷結(jié)果的有效性,在被監(jiān)測(cè)的設(shè)備出現(xiàn)故障前能起到預(yù)防作用,而當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)能及時(shí)給出正確的判斷。
可靠性。在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的主要目的是保障生產(chǎn)機(jī)械的工作可靠性,因此其本身應(yīng)具有更高的可靠性。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上采用層次式分布結(jié)構(gòu),以實(shí)現(xiàn)故障分散,保證高可靠性,即在任一單元發(fā)生故障情況下,不影響診斷系統(tǒng)其他部分的運(yùn)行。并考慮生產(chǎn)現(xiàn)場的環(huán)境惡劣,采用高抗干擾性的措施。
安全性。應(yīng)采用完備的模擬量、數(shù)字量隔離(如三端隔離)技術(shù),正確的信號(hào)接地措施,以及系統(tǒng)的冗余性,確保整個(gè)系統(tǒng)的電氣安全性;在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)上采用防計(jì)算機(jī)病毒系統(tǒng);在系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理方面考慮整個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)系統(tǒng)的備份的完備性。
可擴(kuò)展性。系統(tǒng)應(yīng)具有可擴(kuò)展和自我開發(fā)性能,能適應(yīng)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和軟件的升級(jí)換代。系統(tǒng)必須提供與其它系統(tǒng)互聯(lián)的良好接口。
經(jīng)濟(jì)性。在保證滿足監(jiān)測(cè)與診斷要求的前提下,應(yīng)盡可能地節(jié)省投資。
14.1.3 在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的組成
各類在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可能由于應(yīng)用場合和服務(wù)對(duì)象的不同、采用技術(shù)的復(fù)雜程度不同而呈現(xiàn)較大的差異,但一般主要由以下部分組成:
1) 數(shù)據(jù)采集部分。它包括各種傳感器、適調(diào)放大器、A/D轉(zhuǎn)換器、以及存儲(chǔ)器等。其主要任務(wù)是信號(hào)采集、預(yù)處理及數(shù)據(jù)檢驗(yàn)。其中信號(hào)預(yù)處理包括電平變換、放大、濾波、疵點(diǎn)剔除和零均值化處理等,而數(shù)據(jù)檢驗(yàn)一般包括平穩(wěn)性檢驗(yàn)以及正態(tài)性檢驗(yàn)等。
2) 監(jiān)測(cè)、分析與診斷部分。這部分由計(jì)算機(jī)硬件和功能豐富的軟件組成,其中硬件構(gòu)成了監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的基本框架,而軟件則是整個(gè)系統(tǒng)的管理與控制中心,起著中樞的作用。狀態(tài)監(jiān)測(cè)主要是借助各種信號(hào)處理方法對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理,并對(duì)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行判別和分類,在超限分析、統(tǒng)計(jì)分析、時(shí)序分析、趨勢(shì)分析、譜分析、軸心軌跡分析、以及啟停機(jī)工況分析等的基礎(chǔ)上,給出診斷結(jié)論,更進(jìn)一步還要求指出故障發(fā)生的原因、部位、并給出故障處理對(duì)策或措施。
3) 結(jié)果輸出與報(bào)警部分。需要這部分的目的是將監(jiān)測(cè)、分析和診斷所得的結(jié)果和圖形通過屏幕顯示、打印等方式輸出。當(dāng)監(jiān)測(cè)特征值超過報(bào)警值后,可通過特定的色彩、燈光或聲音等進(jìn)行報(bào)警,有時(shí)還可進(jìn)行停機(jī)連鎖控制。結(jié)果輸出也包括機(jī)組日常報(bào)表輸出和狀態(tài)報(bào)告輸出等。
4) 數(shù)據(jù)傳輸與通訊部分。簡單的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)一般利用內(nèi)部總線或通用接口(如RS232C接口、GPIB接口)來實(shí)現(xiàn)部件之間或設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳遞和信息交換,對(duì)于復(fù)雜的多機(jī)系統(tǒng)或分布式集散系統(tǒng)往往需要從用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞與交換。有時(shí)還需要借助于調(diào)制解調(diào)器(MODEM)及光纖通訊方式來實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸。對(duì)于遠(yuǎn)程診斷,顯然要依賴Internet網(wǎng)絡(luò)。
14.1.4 Intranet/Internet 遠(yuǎn)程診斷與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
Internet/Intranet的發(fā)展,使其在測(cè)控領(lǐng)域的應(yīng)用日益受到關(guān)注。利用Internet/Intranet技術(shù)可將必要監(jiān)測(cè)信息送到企業(yè)內(nèi)任意的PC機(jī)或移動(dòng)計(jì)算機(jī)的屏幕上。利用簡單的HTML(超文本鏈結(jié)標(biāo)示語言)文本,使用通用的Web瀏覽器,可在通用的接口下顯示來自監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和其它軟件系統(tǒng)的信息。目前很多Web服務(wù)器軟件提供了對(duì)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的訪問方法,有些通用數(shù)據(jù)庫也將數(shù)據(jù)發(fā)布為HTML格式,以供Web訪問。隨著傳統(tǒng)的故障診斷技術(shù)的日漸成熟以及新興的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展,可以依托Web構(gòu)建軋機(jī)故障遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)使傳統(tǒng)的故障診斷技術(shù)集成化、網(wǎng)絡(luò)化、信息化,為設(shè)備安全提供更有力的保障。因此可通過Web技術(shù)訪問數(shù)據(jù)庫和獲取系統(tǒng)信息。決策、維修人員可以在任意遠(yuǎn)程或局域網(wǎng)上觀測(cè)實(shí)時(shí)的測(cè)控信息,并實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上遠(yuǎn)程診斷。
基于Internet的遠(yuǎn)程診斷,被稱為新一代的遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng),是在Internet的迅速發(fā)展及WWW成為其成熟的關(guān)鍵技術(shù)后發(fā)展起來的,它是將WWW信息檢索技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)和實(shí)際工程應(yīng)用的故障診斷技術(shù)結(jié)合起來,充分發(fā)揮它們的組合優(yōu)勢(shì)的一種診斷方式,它兼顧了點(diǎn)對(duì)點(diǎn)遠(yuǎn)程診斷的各自優(yōu)點(diǎn) ,借助于現(xiàn)有的教學(xué)科研網(wǎng)、企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)和Internet的資源,成本低 ,網(wǎng)絡(luò)傳輸速度快,具有更好的性能價(jià)格比,并且開放性好,各種資源能得到充分的共享 ,可為多用戶并行診斷。
國內(nèi)外專家學(xué)者對(duì)遠(yuǎn)程診斷技術(shù)的研究方興未艾,已經(jīng)推出了大量實(shí)用化的遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)。如將傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷技術(shù)與Web技術(shù)相結(jié)合,提出一種基于Web的航空發(fā)動(dòng)機(jī)故障遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)模型,系統(tǒng)的建立使航空發(fā)動(dòng)機(jī)的監(jiān)控、診斷和維護(hù)技術(shù)融入網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,可以極大地提高發(fā)動(dòng)機(jī)疑難故障診斷的準(zhǔn)確性和及時(shí)性,體現(xiàn)了故障診斷技術(shù)網(wǎng)絡(luò)化、信息化的發(fā)展趨勢(shì)。另一例子是以港口大型設(shè)備為主要研究對(duì)象,在探討現(xiàn)代港口設(shè)備控制系統(tǒng)的主要原理和提出基于網(wǎng)絡(luò)和信息技術(shù)的港口現(xiàn)代化管理與控制的四層遞階控制結(jié)構(gòu)模式概念的基礎(chǔ)上,論述了港口設(shè)備遠(yuǎn)程診斷技術(shù)的總體技術(shù)方案和特點(diǎn)。
單獨(dú)應(yīng)用某一診斷手段時(shí)診斷結(jié)果并不理想,然而每項(xiàng)手段都要求先進(jìn)的診斷設(shè)備以及具有深厚專家知識(shí)的診斷人員,配備這些診斷手段以形成綜合性的診斷系統(tǒng)需要大量的資金及人力投入,這對(duì)于廣大中、小型企業(yè)來說是力所不及的。近年來計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的出現(xiàn)與飛速發(fā)展為我們提供了解決這一矛盾的方法。遠(yuǎn)程故障診斷技術(shù)是通過傳統(tǒng)故障診斷技術(shù)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合,用若干臺(tái)中心計(jì)算機(jī)作為服務(wù)器,在企業(yè)的重要關(guān)鍵設(shè)備上建立狀態(tài)監(jiān)測(cè)點(diǎn),采集設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù);而在技術(shù)力量較強(qiáng)的科研院所建立分析中心,對(duì)設(shè)備運(yùn)行進(jìn)行分析診斷的一項(xiàng)新技術(shù)。
網(wǎng)絡(luò)化設(shè)備信息監(jiān)測(cè)與診斷分析技術(shù)是企業(yè)獲得社會(huì)有關(guān)技術(shù)人員支持,特別是全球性技術(shù)支持的必由之路。它對(duì)于企業(yè)適應(yīng)于網(wǎng)絡(luò)化社會(huì)和生活,提高企業(yè)設(shè)備管理和維護(hù)水平,直接得到有關(guān)設(shè)計(jì)單位、生產(chǎn)單位、研究單位的技術(shù)支持 ,提高企業(yè)效益和國際競爭能力具有巨大作用。此外,重要系統(tǒng)和設(shè)備的區(qū)域性和全球性遠(yuǎn)程診斷、控制、維護(hù)和管理是計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)、機(jī)電技術(shù)、管理技術(shù)等一體化的體現(xiàn),是世界高新技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)之一,具有普遍的理論研究價(jià)值和應(yīng)用前景。
所謂在線監(jiān)測(cè)(on-line monitoring),是在生產(chǎn)線上對(duì)機(jī)械設(shè)備運(yùn)行過程及狀態(tài)所進(jìn)行的信號(hào)采集、分析診斷、顯示、報(bào)警及保護(hù)性處理的全過程。
設(shè)備在線監(jiān)測(cè)技術(shù)以現(xiàn)代科學(xué)理論中的系統(tǒng)論、控制論、可靠性理論、失效理論、信息論等為理論基礎(chǔ),以包括傳感器在內(nèi)的儀表設(shè)備、計(jì)算機(jī)、人工智能為技術(shù)手段,并綜合考慮各對(duì)象的特殊規(guī)律及客觀要求,因此它具有現(xiàn)代科技系統(tǒng)先進(jìn)性、應(yīng)用性、復(fù)雜性和綜合性的特征。
目前,在線監(jiān)測(cè)技術(shù)發(fā)展的主要趨勢(shì)如下:
整個(gè)系統(tǒng)向著高可靠性、智能化、開放性以及與設(shè)備融合為一體的方向發(fā)展,從單純監(jiān)測(cè)分析診斷向著主動(dòng)控制的方向發(fā)展。
采集器向著高精度、高速度、高集成度以及多通道方向發(fā)展。精度從8位發(fā)展到12為甚至16位,采集速度從幾赫發(fā)展到幾萬赫,采集器內(nèi)插件有所減少,從通用電子元件的組裝向?qū)S眯酒珹SIC的方向發(fā)展。
采樣方式從等時(shí)采樣向著等角度同步整周期采樣的方向發(fā)展,以獲取包括相位在內(nèi)的多種信息,采集的數(shù)據(jù)從只有穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)展到包括瞬態(tài)數(shù)據(jù)在內(nèi)的多種數(shù)據(jù)。
通道數(shù)量從單通道向多通道發(fā)展,信號(hào)類型從單個(gè)類型向著多種類型(包括轉(zhuǎn)速、振動(dòng)、位移、溫度、壓力、流量、速度、開關(guān)量以及加速度等)方向發(fā)展。
數(shù)據(jù)的傳輸從串行口和并行口通訊向著網(wǎng)絡(luò)通訊(波特率可達(dá)10兆、100兆甚至幾百兆)的方向發(fā)展。
監(jiān)測(cè)系統(tǒng)向?qū)τ脩粲押玫姆较虬l(fā)展,顯示直觀化,操作方便化,采用多媒體技術(shù)實(shí)現(xiàn)大屏幕動(dòng)態(tài)立體顯示。
分析系統(tǒng)向多功能發(fā)展,不僅能分析單組數(shù)據(jù),還可分析開停機(jī)等多組數(shù)據(jù)。
診斷系統(tǒng)向智能化診斷多種故障的方向發(fā)展,由在線采集離線診斷向在線采集和實(shí)時(shí)診斷的方向發(fā)展。
數(shù)據(jù)存儲(chǔ)向大容量方向發(fā)展,存儲(chǔ)方式向通用大型數(shù)據(jù)庫方向發(fā)展。
診斷與監(jiān)測(cè)的方式向基于Internet/Intranet的遠(yuǎn)程診斷與監(jiān)測(cè)的方向發(fā)展。
14.1.2 在線監(jiān)測(cè)的重點(diǎn)對(duì)象與基本要求
(1)在線監(jiān)測(cè)的主要對(duì)象
須在線監(jiān)測(cè)的重點(diǎn)設(shè)備主要如下:
對(duì)生產(chǎn)影響最大的關(guān)鍵設(shè)備,包括工藝要求十分嚴(yán)格及產(chǎn)品質(zhì)量要求十分嚴(yán)格的設(shè)備、連續(xù)運(yùn)行的設(shè)備、單一生產(chǎn)流程中的設(shè)備、沒有備用的設(shè)備、以及中間產(chǎn)品儲(chǔ)量最少的設(shè)備等。
隱含危險(xiǎn)的設(shè)備,包括在高溫或高壓或高電壓下工作的設(shè)備、裝有高速或大慣性運(yùn)動(dòng)部件的設(shè)備、處理危險(xiǎn)或有毒介質(zhì)的設(shè)備。
有嚴(yán)格的安全性要求的設(shè)備,包括故障發(fā)生可能引起爆炸的設(shè)備、故障一旦發(fā)生會(huì)造成災(zāi)難的設(shè)備等。
(2)監(jiān)測(cè)的重點(diǎn)部位
監(jiān)測(cè)的重點(diǎn)部位主要如下:
對(duì)機(jī)器的可靠性影響最大的薄弱環(huán)節(jié)。
負(fù)荷繁重且不可缺少的裝置。
數(shù)據(jù)表明壽命最短的零部件。
對(duì)整臺(tái)設(shè)備起安全保護(hù)作用的裝置。
環(huán)境惡劣,人員難以接近的部位。
(3)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的基本要求
用戶對(duì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的基本要求分別是:
先進(jìn)性。在系統(tǒng)建設(shè)過程中應(yīng)采用具有國際領(lǐng)先水平的技術(shù),主要包括:采用先進(jìn)的現(xiàn)場總線技術(shù)、OPC Server網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)的布線技術(shù)、先進(jìn)的Internet/Intranet技術(shù)等,把各種先進(jìn)技術(shù)融合在整個(gè)系統(tǒng)中。
實(shí)用性。首先是系統(tǒng)具有實(shí)用的功能,其次是系統(tǒng)硬件配置和軟件設(shè)計(jì)應(yīng)從使用者的角度出發(fā),盡可能方便、實(shí)用。應(yīng)根據(jù)設(shè)備維護(hù)和檢修的實(shí)際需求,嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn),使系統(tǒng)既能滿足生產(chǎn)需求,又做到用戶界面友好、操作方便。
有效性。應(yīng)保證分析、診斷結(jié)果的有效性,在被監(jiān)測(cè)的設(shè)備出現(xiàn)故障前能起到預(yù)防作用,而當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)能及時(shí)給出正確的判斷。
可靠性。在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的主要目的是保障生產(chǎn)機(jī)械的工作可靠性,因此其本身應(yīng)具有更高的可靠性。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上采用層次式分布結(jié)構(gòu),以實(shí)現(xiàn)故障分散,保證高可靠性,即在任一單元發(fā)生故障情況下,不影響診斷系統(tǒng)其他部分的運(yùn)行。并考慮生產(chǎn)現(xiàn)場的環(huán)境惡劣,采用高抗干擾性的措施。
安全性。應(yīng)采用完備的模擬量、數(shù)字量隔離(如三端隔離)技術(shù),正確的信號(hào)接地措施,以及系統(tǒng)的冗余性,確保整個(gè)系統(tǒng)的電氣安全性;在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)上采用防計(jì)算機(jī)病毒系統(tǒng);在系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理方面考慮整個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)系統(tǒng)的備份的完備性。
可擴(kuò)展性。系統(tǒng)應(yīng)具有可擴(kuò)展和自我開發(fā)性能,能適應(yīng)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和軟件的升級(jí)換代。系統(tǒng)必須提供與其它系統(tǒng)互聯(lián)的良好接口。
經(jīng)濟(jì)性。在保證滿足監(jiān)測(cè)與診斷要求的前提下,應(yīng)盡可能地節(jié)省投資。
14.1.3 在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的組成
各類在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可能由于應(yīng)用場合和服務(wù)對(duì)象的不同、采用技術(shù)的復(fù)雜程度不同而呈現(xiàn)較大的差異,但一般主要由以下部分組成:
1) 數(shù)據(jù)采集部分。它包括各種傳感器、適調(diào)放大器、A/D轉(zhuǎn)換器、以及存儲(chǔ)器等。其主要任務(wù)是信號(hào)采集、預(yù)處理及數(shù)據(jù)檢驗(yàn)。其中信號(hào)預(yù)處理包括電平變換、放大、濾波、疵點(diǎn)剔除和零均值化處理等,而數(shù)據(jù)檢驗(yàn)一般包括平穩(wěn)性檢驗(yàn)以及正態(tài)性檢驗(yàn)等。
2) 監(jiān)測(cè)、分析與診斷部分。這部分由計(jì)算機(jī)硬件和功能豐富的軟件組成,其中硬件構(gòu)成了監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的基本框架,而軟件則是整個(gè)系統(tǒng)的管理與控制中心,起著中樞的作用。狀態(tài)監(jiān)測(cè)主要是借助各種信號(hào)處理方法對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理,并對(duì)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行判別和分類,在超限分析、統(tǒng)計(jì)分析、時(shí)序分析、趨勢(shì)分析、譜分析、軸心軌跡分析、以及啟停機(jī)工況分析等的基礎(chǔ)上,給出診斷結(jié)論,更進(jìn)一步還要求指出故障發(fā)生的原因、部位、并給出故障處理對(duì)策或措施。
3) 結(jié)果輸出與報(bào)警部分。需要這部分的目的是將監(jiān)測(cè)、分析和診斷所得的結(jié)果和圖形通過屏幕顯示、打印等方式輸出。當(dāng)監(jiān)測(cè)特征值超過報(bào)警值后,可通過特定的色彩、燈光或聲音等進(jìn)行報(bào)警,有時(shí)還可進(jìn)行停機(jī)連鎖控制。結(jié)果輸出也包括機(jī)組日常報(bào)表輸出和狀態(tài)報(bào)告輸出等。
4) 數(shù)據(jù)傳輸與通訊部分。簡單的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)一般利用內(nèi)部總線或通用接口(如RS232C接口、GPIB接口)來實(shí)現(xiàn)部件之間或設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳遞和信息交換,對(duì)于復(fù)雜的多機(jī)系統(tǒng)或分布式集散系統(tǒng)往往需要從用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞與交換。有時(shí)還需要借助于調(diào)制解調(diào)器(MODEM)及光纖通訊方式來實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸。對(duì)于遠(yuǎn)程診斷,顯然要依賴Internet網(wǎng)絡(luò)。
14.1.4 Intranet/Internet 遠(yuǎn)程診斷與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
Internet/Intranet的發(fā)展,使其在測(cè)控領(lǐng)域的應(yīng)用日益受到關(guān)注。利用Internet/Intranet技術(shù)可將必要監(jiān)測(cè)信息送到企業(yè)內(nèi)任意的PC機(jī)或移動(dòng)計(jì)算機(jī)的屏幕上。利用簡單的HTML(超文本鏈結(jié)標(biāo)示語言)文本,使用通用的Web瀏覽器,可在通用的接口下顯示來自監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和其它軟件系統(tǒng)的信息。目前很多Web服務(wù)器軟件提供了對(duì)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的訪問方法,有些通用數(shù)據(jù)庫也將數(shù)據(jù)發(fā)布為HTML格式,以供Web訪問。隨著傳統(tǒng)的故障診斷技術(shù)的日漸成熟以及新興的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展,可以依托Web構(gòu)建軋機(jī)故障遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)使傳統(tǒng)的故障診斷技術(shù)集成化、網(wǎng)絡(luò)化、信息化,為設(shè)備安全提供更有力的保障。因此可通過Web技術(shù)訪問數(shù)據(jù)庫和獲取系統(tǒng)信息。決策、維修人員可以在任意遠(yuǎn)程或局域網(wǎng)上觀測(cè)實(shí)時(shí)的測(cè)控信息,并實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上遠(yuǎn)程診斷。
基于Internet的遠(yuǎn)程診斷,被稱為新一代的遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng),是在Internet的迅速發(fā)展及WWW成為其成熟的關(guān)鍵技術(shù)后發(fā)展起來的,它是將WWW信息檢索技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)和實(shí)際工程應(yīng)用的故障診斷技術(shù)結(jié)合起來,充分發(fā)揮它們的組合優(yōu)勢(shì)的一種診斷方式,它兼顧了點(diǎn)對(duì)點(diǎn)遠(yuǎn)程診斷的各自優(yōu)點(diǎn) ,借助于現(xiàn)有的教學(xué)科研網(wǎng)、企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)和Internet的資源,成本低 ,網(wǎng)絡(luò)傳輸速度快,具有更好的性能價(jià)格比,并且開放性好,各種資源能得到充分的共享 ,可為多用戶并行診斷。
國內(nèi)外專家學(xué)者對(duì)遠(yuǎn)程診斷技術(shù)的研究方興未艾,已經(jīng)推出了大量實(shí)用化的遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)。如將傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷技術(shù)與Web技術(shù)相結(jié)合,提出一種基于Web的航空發(fā)動(dòng)機(jī)故障遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)模型,系統(tǒng)的建立使航空發(fā)動(dòng)機(jī)的監(jiān)控、診斷和維護(hù)技術(shù)融入網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,可以極大地提高發(fā)動(dòng)機(jī)疑難故障診斷的準(zhǔn)確性和及時(shí)性,體現(xiàn)了故障診斷技術(shù)網(wǎng)絡(luò)化、信息化的發(fā)展趨勢(shì)。另一例子是以港口大型設(shè)備為主要研究對(duì)象,在探討現(xiàn)代港口設(shè)備控制系統(tǒng)的主要原理和提出基于網(wǎng)絡(luò)和信息技術(shù)的港口現(xiàn)代化管理與控制的四層遞階控制結(jié)構(gòu)模式概念的基礎(chǔ)上,論述了港口設(shè)備遠(yuǎn)程診斷技術(shù)的總體技術(shù)方案和特點(diǎn)。
單獨(dú)應(yīng)用某一診斷手段時(shí)診斷結(jié)果并不理想,然而每項(xiàng)手段都要求先進(jìn)的診斷設(shè)備以及具有深厚專家知識(shí)的診斷人員,配備這些診斷手段以形成綜合性的診斷系統(tǒng)需要大量的資金及人力投入,這對(duì)于廣大中、小型企業(yè)來說是力所不及的。近年來計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的出現(xiàn)與飛速發(fā)展為我們提供了解決這一矛盾的方法。遠(yuǎn)程故障診斷技術(shù)是通過傳統(tǒng)故障診斷技術(shù)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合,用若干臺(tái)中心計(jì)算機(jī)作為服務(wù)器,在企業(yè)的重要關(guān)鍵設(shè)備上建立狀態(tài)監(jiān)測(cè)點(diǎn),采集設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù);而在技術(shù)力量較強(qiáng)的科研院所建立分析中心,對(duì)設(shè)備運(yùn)行進(jìn)行分析診斷的一項(xiàng)新技術(shù)。
網(wǎng)絡(luò)化設(shè)備信息監(jiān)測(cè)與診斷分析技術(shù)是企業(yè)獲得社會(huì)有關(guān)技術(shù)人員支持,特別是全球性技術(shù)支持的必由之路。它對(duì)于企業(yè)適應(yīng)于網(wǎng)絡(luò)化社會(huì)和生活,提高企業(yè)設(shè)備管理和維護(hù)水平,直接得到有關(guān)設(shè)計(jì)單位、生產(chǎn)單位、研究單位的技術(shù)支持 ,提高企業(yè)效益和國際競爭能力具有巨大作用。此外,重要系統(tǒng)和設(shè)備的區(qū)域性和全球性遠(yuǎn)程診斷、控制、維護(hù)和管理是計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)、機(jī)電技術(shù)、管理技術(shù)等一體化的體現(xiàn),是世界高新技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)之一,具有普遍的理論研究價(jià)值和應(yīng)用前景。
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□ 液壓站常見的故障診斷,有方法很簡單!(2021-09-17)
□ 液壓系統(tǒng)噪音解決方法(2021-09-17)
□ 液壓閥的知識(shí)要點(diǎn)和作用(2021-04-15)
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