设备在线状态监测与闭环管理

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1、设备在线监测与闭环管理设备管理的要素很多，涉及到设备从生产、制造、投入运营至失效的整个过程，其中各类技术、管理手段的应用也非常广泛，对企业来说是一项重要的系统工程。本文主要阐述设备状态的概念、设备状态信息的获取方式、在线监测技术、故障诊断技术、闭环管理、设备评估寿命技术。1.在线监测技术的发展2.设备状态管理状态信息：反映和评价设备功能、精度与可靠性以及效率的直接与间接信息。状态信息包括原始状态信息与结果状态信息两大类。2.1原始状态信息原始状态信息也就是设备的基本属性。风机：设备名称、设备代码、作用原理（离心式、轴流式等）、工作介质、支撑形式、风

2、机转速、风机叶片数、风机叶片固有频率、叶片直径、带轮节圆直径、皮带长度等。电动机：设备名称、设备代码、电动机类别、功率、转速、转差率、极数、调速方式、联轴器型号等。2.2中间信息通过传感器、仪器在运行中获取的动态数据经计算或处理后能表征状态的中间数据。如电流、电压、功率、频率等。表征状态的中间数据是指经计算或处理所得到的一引动对判断状态有帮助的信息，如特证频率、各类统计报警值等。1.1结果状态状态判定的结果不具体指明状态的细节，而是用正常、注意、异常等来表示。常用报警灯的颜色来区分。1.2状态信息获取1.2.1设备基本属性信息设备基本属性信息包括设

3、备的基本参数(代码信息、型号、功率、投入日期等)、设备的设计性能参数(性能曲线、额定转速、额定功率等)、设备各类部件型号规格(轴承、齿轮等通用备件的型号或参数、用油品种等)和设备的产能信息(产品的规格风种、生产能力、产品质量要求等)等。1.2.2设备运行过程中的物理量值和状态判断过程的中间信息主要包括两方面，安装尺寸等静态量的原始测量值及振动、湿度、应力、电流等动态量的原始测量值。—般在设备设计书中对部分参数作出规定，作为投运时反映设备制造、安装过程是否到达设计要求的依据。1.2.3设备运行中各类动态物理量对不同的设备类别而言，表征状态的动态物理量

4、也有较多的选择。如机械设备有振动、噪声、转速、温度、应力、磨损、变形等；电气设备有电压，电流、介损、耐压等；液压设备有清洁度、压力、流量、动态响应等。这些状态信息由各类设备维护、生产运行、专业检测人员等通过检查或测量获得。1.1.1经分析处理后能表征状态的中间数据包括与故障判断相关的各类统计值、特征值、图谱等，主要由各类计算方法、数据处理仪器(装备)对直接测量信息进行处理后获得，如运用振动诊断领域内的时域分析、领域分析、概率密度统计等产生的数值、谱图、曲线等，磨损分析的磨粒形貌，红外热成像的温度场分布图等。这些中间数据是故障判断的主要依据。2.设备

5、状态监测技术2.1设备状态监测与故障诊断的概念设备状态监测是对运转中的设备整体或其零部件的技术状态进行检查鉴定，以判断其运转是否正常，有无异常与劣化征兆，或对异常情况进行追踪，预测其劣化趋势，确定其劣化及磨损程度等，这种活动就称为状态监测。状态监测的目的在于掌握设备发生故障之前的异常征兆与劣化信息，以便事前采取针对性措施，控制和防止故障的发生，从而减少故障停机时间与停机损失，降低维修费用和提高设备的有效利用率。设备诊断技术又称设备状态诊断技术，是一种通过监测设备的状态参数，发现设备异常情况，分析设备故障原因，并预测预报设备未来状态的一种技术。其基本

6、功能是在不拆卸或基本不拆卸设备的情况下，掌控设备运行现状，定量地检测和评价设备的以下状态：①设备所承受的应力；②强度和性能；②故障和劣化；④预测设备的可靠性。在设备发生故障的情况下，对故障原因、故障部位、危险程度进行评定，并确定正确的修复方法。1.1设备监测诊断技术从技术流程来看，设备运行状态监测与诊断技术的进展分为信号采集、信号处理和故障诊断等几个阶段。1.1.1信号采集技术数据采集系统的任务，具体地说，就是采集传感器输出的模拟信号并转换成计算机能识别的数字信号，然后送入计算机，根据不同的需要由计算机进行相应的计算和处理，得出所需的数据。与此同时

7、，将计算得到的数据进行显示或打印，以便实现对某些物理量的监视，其中一部分数据还将被生产过程中的计算机控制系统用来控制某些物理量。1.1.1.1数据采集系统的功能数据采集系统有以下几方面的功能。1）数据采集计算机按照预先选定的采样周期，对输入到系统的模拟信号进行采样，有时还要对数字信号、开关信号进行采样。数字信号和开关信号不受采样周期的限制，当这类信号到来时，由相应的程序负责处理。2）模拟信号处理模拟信号是指随时间连续变化的信号，这些信号在规定的一段连续时间内，其幅值为连续值，即从一个量变到下一个量时，中间没有间断。模拟信号有两种类型：一种是由各种传

8、感器获得的低电平信号，另一种是由仪器、变送器输出的0—10mA或4—20mA的电流信号。这些模拟信号经过采样和A／D(模／