在预防性维护的应用中,振动是大型旋转等设备即将发生故障的重要指标,一是在大型旋转机械设备的所有故障中,振动问题出现的概率比较高;另一方面,振动信号包含了丰富的机械及运行的状态信息;第三,振动信号易于拾取,便于在不影响机械运行的情况下实行在线监测和诊断。旋转类设备的预防性维护需要重点监控振动量变化。其预测性诊断技术对于制造业、风电等的行业的运维具有非常重大的意义。通过设备振动等状态的预测性维护,可以及时发现并解决系统及零部件存在问题。但是对于一些不是因为设备问题而存在的固有振动,振动强度不必要增加会对部件产生有害的力,危及设备的使用寿命和质量。在这种情况下,则需要采用振动隔离技术来解决和干预,有效抑制振动和噪声危害,避免设备故障和流程关闭。工业监测系统可以实现远程监控和管理,提高企业运营效率。上海电机监测台

针对刀具磨损状态在实际生产加工过程中难以在线监测这个问题,提出一种通过通信技术获取机床内部数据,对当前的刀具磨损状态进行识别的方法。通过采集机床内部实时数据并将其与实际加工情景紧密结合,能直接反映当前的加工状态。将卷积神经网络用于构建刀具磨损状态识别模型,直接将采集到数据作为输入,得到了和传统方法精度近似的预测模型,模型在训练集和在线验证试验中的表现都符合预期。刀具磨损状态识别的方法在投入使用时还有一些问题有待解决:①现有数据是在相同的加工条件下测得的,而实际加工过程中,加工参数以及加工情景是不断变化的,因此需要在下一步的研究中,进行变参数试验,考虑加工参数对于刀具磨损的影响,并针对常用的一些加工场景,建立不同的模型库。变换加工场景时,通过获取当前场景,及时匹配相应的预测模型即可。②本研究中的模型是一个固定的模型。今后需要根据实时的信号以及已知的磨损状态,对模型进行实时更新,从而在实时监测过程中实现自学习,不断提升模型的精度和预测效果。绍兴变速箱监测控制策略设备监测可以满足对部件疲劳程度诊断、机械摩擦磨损、机械冲击、部件过热等健康状况问题的实时预警。

作为工业领域的一种关键旋转设备,对于终端用来说,关于电机维护的主要是电气班组的设备工程师、电机维护工程师、检修人员等;对于电机厂家以及电机经销商来说,主要是电机售后服务工程师、电机销售人员,会涉及到电机的运行维护;险此之外,还有第三方检修人员等。目前已经有很多智能产品号称可以实现电机的预测性维护,但问题也非常多。1)传感器安装难。设备状态监测需要振动、噪声、温度传感器,通讯协议并不统一,自成体系,安装、使用、维护成本高昂。2)技术成本高。工业场景设备类型多,运行工况复杂,预测性维护算法涉及数据预处理、工业机理、机器学习,技术要求很高。3)时间成本高。预测性维护要实现,前期需要大量历史数据的支撑,数据采集、归纳、分析是一个漫长的过程。电机智能运维,虽然被各大宣传媒体提得很多,但还远远未到落地很好乃至普及的程度,不论是预测性维护的预测效果,还是电机的智能运维的市场推广以及市场接受程度,对于电机运维来说,都还有很远的一段距离!
电机状态监测和故障诊断技术是一种了解和掌握电机在使用过程中状态,确定其整体或局部正常或异常,早期发现故障及其原因,并能预报故障发展趋势的技术,电机状态监测与故障诊断技术包括识别电机状态监测和预测发展趋势两方面。设备状态是指设备运行的工况,由设备运行过程中的各种性能参数以及设备运行过程中产生的二次效应参数和产品质量指标参数来描述。设备状态的类型包括:正常、异常和故障三种。设备状态监测是通过测定以上参数,并进行分析处理,根据分析处理结果判定设备状态。对设备进行定期或连续监测,包括采用各种测试、分析判别方法,结合设备的历史状况和运行条件,弄清设备的客观状态,获取设备性能发展的趋势规律,为设备的性能评价、合理使用、安全运行、故障诊断及设备自动控制打下基础。电机故障现代分析方法:基于信号变换的诊断方法电机设备的许多故障信息是以调制的形式存在于所监测的电气信号及振动信号之中,如果借助于某种变换对这些信号进行解调处理,就能方便地获得故障特征信息,以确定电机设备所发生的故障类型。常用的信号变换方法有希尔伯特变换和小波变换。监测技术有助于发现潜在问题、预测设备故障并采取维护措施,从而降低损坏风险,提高系统的可靠性和效率。

基于数据的故障检测与诊断方法能够对海量工业数据进行统计分析和特征提取,将系统的状态分为正常运行状态和故障状态,可视为模式识别任务。故障检测是判断系统是否处于预期的正常运行状态,判断系统是否发生异常故障,相当于一个二分类任务。故障诊断是在确定发生故障的时候判断系统处于哪一种故障状态,相当于一个多分类任务。因此,故障检测和诊断技术的研究类似于模式识别,分为4个的步骤:数据获取、特征提取、特征选择和特征分类。1)数据获取步骤是从过程系统收集可能影响过程状态的信号,包括温度、流量等过程变量;2)特征提取步骤是将采集的原始信号映射为有辨识度的状态信息;3)特征选择步骤是将与状态变化相关的变量提取出来;4)特征分类步骤是通过算法将前几步中选择的特征进行故障检测与诊断。在大数据这一背景下,传统的基于数据的故障检测与诊断方法被广泛应用,但是,这些方法有一些共同的缺点:特征提取需要大量的知识和信号处理技术,并且对于不同的任务,没有统一的程序来完成。此外,常规基于机器学习的方法结构较浅,在提取信号的高维非线性关系方面能力有限。设备状态监测对有关参数加以分析,从而有效地对设备运行状态进行系统自动监测分析或人工分析。耐久监测设备
利用数据分析和机器学习算法处理监测数据,建立模型以预测电机的寿命和性能。上海电机监测台
传统方法通常无法自适应提取特征, 同时需要一定的离线数据训练得到检测模型, 但目标对象在线场景下采集到的数据有限, 且其数据分布与训练数据的分布可能因随机噪声、变工况等原因而存在差异, 导致离线训练的模型并不完全适合于在线数据, 容易降低检测结果的准确性; 其次, 上述方法通常采用基于异常点的检测算法, 未充分考虑样本前后的时序关系, 容易因数据微小波动而产生误报警, 降低检测结果的鲁棒性; 再次, 为降低误报警, 这类方法需要反复调整报警阈值. 此外, 基于系统分析的故障诊断方法利用状态空间描述建立机理模型, 可获得理想的诊断和检测结果, 但这类方法通常需要提前知道系统运动方程等信息, 对于轴承运行来说, 这类信息通常不易获知. 近年来, 深度神经网络已被成功应用于早期故障特征自动提取和识别, 可自适应地提取信息丰富和判别能力强的深度特征, 因此具有较好的普适性. 但是, 这类方法一方面需要大量辅助数据进行模型训练, 而历史采集的辅助数据与目标对象数据可能存在较大不同, 直接训练并不能有效提升在线检测的特征表示效果; 另一方面, 在训练过程中未能针对早期故障引发的状态变化而有目的地强化相应特征表示. 因此, 深度学习方法在早期故障在线监测中的应用仍存在较大的提升空间.上海电机监测台