隨著現(xiàn)代化生產(chǎn)的發(fā)展和科學技術(shù)的進步,設(shè)備的結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜,功能越來越完善,自動化程度也越來越高。由于許許多多無法避免的因素的影響,有時設(shè)備會出現(xiàn)各種各樣故障,以致降低或失去預(yù)定的功能,甚至造成嚴重的以致災(zāi)難性的事故。國內(nèi)外曾經(jīng)發(fā)生的各種空難、海難、爆炸、斷裂、倒塌、毀壞、泄漏等惡性事故,造成了人員傷亡,產(chǎn)生了嚴重的社會影響;即使是經(jīng)常生產(chǎn)中的事故,也因生產(chǎn)過程不能正常運行或機器設(shè)備損壞而造成巨大的經(jīng)濟損失。嚴重的災(zāi)難性事故觸目驚心,不但造成巨大的經(jīng)濟損失,而且造成很大的人員傷亡和環(huán)境污染。 設(shè)備故障診斷的目的是: 能及時的、準確的對各種異常狀態(tài)或故障狀態(tài)做出診斷,預(yù)防或消除故障,對設(shè)備的運行進行必要的指導(dǎo),提高設(shè)備運行的可靠性、安全性和有效性以及把故障損失降低到最低水平; 保證設(shè)備發(fā)揮最大的設(shè)計能力,制定合理的檢查維修制度,以便在允許的條件下,充分挖掘設(shè)備潛力,延長服役期限和使用壽命,降低設(shè)備全壽命周期費用; 通過檢測監(jiān)視、故障分析、性能評估等,為設(shè)備結(jié)構(gòu)修改、優(yōu)化設(shè)計、合理制造及生產(chǎn)過程提供數(shù)據(jù)和信息。
基于人工智能的故障診斷系統(tǒng)就是設(shè)備故障診斷的集成化、高精度化和智能化。
集成化是指采用虛擬儀器技術(shù)的平臺將各類采集技術(shù)、信號處理技術(shù)和診斷理論方法有效地集成在一起,這樣可根據(jù)實際需要對診斷系統(tǒng)進行升級和擴大系統(tǒng)的測試范圍。目前很多故障診斷系統(tǒng)的診斷測試功能相對固定,難以升級,因此隨著虛擬儀器技術(shù)在設(shè)備故障診斷領(lǐng)域的應(yīng)用不斷廣泛,集成化將成為其發(fā)展一個趨勢。
高精度化是指運用先進的信號處理方法從原始信號中提取敏感反映機器狀態(tài)的特征因子。可以說,信號處理中每一項新技術(shù)在設(shè)備診斷中的應(yīng)用,都是對診斷技術(shù)的一次重大推動。如利用多段時域平均法提高當前信號的強度,利用小波分析法良好的時頻局部化特性進行奇異信號檢測,其目的都在去除原始信號中的噪音干擾,提取設(shè)備故障診斷精度。
智能化是指診斷系統(tǒng)具有專家系統(tǒng)和智能化功能,能對設(shè)備技術(shù)狀況進行檢測,并能診斷出設(shè)備故障發(fā)生的部位和原因,引導(dǎo)維修人員迅速排除故障。人工智能技術(shù)的發(fā)展及其在診斷推理中的應(yīng)用,將使得診斷系統(tǒng)智能化程度不斷提高。如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)推理方法的出現(xiàn),有效解決了專家系統(tǒng)出現(xiàn)的“規(guī)則組合爆炸”的難題,而近期已有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的完善和新神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的出現(xiàn),又將推動著故障診斷系統(tǒng)向高度智能化方向發(fā)展。
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的設(shè)備故障診斷首先它是通過對各種感知技術(shù)的廣泛應(yīng)用,感知技術(shù)也就是利用各種傳感器、RFID、二維碼,甚至其他的各種能夠隨時采集物體動態(tài)情況的手段。通過感知技術(shù)采集到的設(shè)備數(shù)據(jù)再通過物聯(lián)網(wǎng)進行實時的傳送,并對信號進行處理、狀態(tài)識別,實現(xiàn)故障診斷和預(yù)測。
本系統(tǒng)采用動態(tài)仿真圖或動態(tài)透視圖動態(tài)展示設(shè)備的各種實際傳動關(guān)系,出現(xiàn)故障時模擬故障現(xiàn)象直觀的顯示在監(jiān)測界面。
對每個測點不僅可以監(jiān)測其通頻值,還可以監(jiān)控192個特診故障頻率的趨勢,根據(jù)實際發(fā)生的故障也可專門設(shè)定頻段及該頻段的報警值及危險值做實時追蹤。
變工況設(shè)備在不區(qū)分工況時的趨勢分析意義不大,系統(tǒng)可取變工況設(shè)備在某一個工況(如某一轉(zhuǎn)速或功率)時的振幅來做趨勢分析,這樣可以排除變工況影響做故障預(yù)測。
無論轉(zhuǎn)速如何變化,可直觀的展示各階次在不同轉(zhuǎn)速下的振動幅值,從而判定各階次的故障嚴重程度。
在常規(guī)伯德圖不僅只針對單一頻率(常見1f)監(jiān)測的基礎(chǔ)上,還可以對任意倍頻(分倍頻)或任意倍頻段(分倍頻段)的伯德圖進行精準追蹤監(jiān)測。
通過監(jiān)測超過上萬種齒輪箱和軸承的基準運行狀態(tài)及故障形式,可以針對水泵機組的不同負荷運行模式設(shè)定相應(yīng)的報警曲線(而非報警值,因為變工況設(shè)備難以設(shè)定報警值),按具體工況對機組進行報警和保護。
監(jiān)控界面同時顯示多達192臺機組同一位置測點的振幅、時域波形、頻域波形、時間三維譜、轉(zhuǎn)速三維譜、伯德圖、趨勢圖、階次分析等,可直觀瞬時找出振動異常設(shè)備。(可節(jié)省95%以上的分析診斷時間,并有利于提高準確率,快速確定故障設(shè)備)。
監(jiān)控界面同時顯示一個測點的多達10種分析功能,如同時顯示有效值、視頻、時域、頻域、波峰因數(shù)、趨勢、三維圖、伯德圖等,可針對一個部位利用不同分析功能快速分析故障(在同一界面從各個側(cè)面分析故障,節(jié)省70%時間并有利于綜合評估故障提高準確率,快速確定故障類型)。
在若干測點(可高達數(shù)十條)時間趨勢圖上點中一個時間點,可以對比這些測點該時間點的時域、頻域、各分頻、各頻段、三維、極坐標、階次分析等圖譜分析功能。此功能可輕松查看數(shù)十個測點的多達上100萬條數(shù)據(jù),輕松極速查看關(guān)注點。
專家診斷系統(tǒng)融合了數(shù)十年的故障診斷經(jīng)驗,具有其他企業(yè)不可比擬的優(yōu)勢;專家系統(tǒng)根據(jù)設(shè)備結(jié)構(gòu)、齒輪傳動關(guān)系和齒數(shù)、軸承類型、型號、轉(zhuǎn)速確定診斷邏輯模式輸入設(shè)備資料庫;根據(jù)診斷知識、故障現(xiàn)象、行業(yè)標準、歷史趨勢、相對比較等針對各類設(shè)備、各種故障設(shè)置門檻值和診斷權(quán)重,智能診斷系統(tǒng)自動得出診斷結(jié)論并給出維修建議。
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