机电设备的状态监测、故障诊断与远程维护技术7-25---复件

机电设备的状态监测、故障诊断与远程维护技术2020/3/16故障诊断及远程维护技术2结束语5一、故障诊断与维护的信息化年德国政府的工业推进计划“工业4.0”引发了关于第四次工业革命的热议。以大数据、云计算、物联网技术为核心，通过机器智能化、物质信息化、环境数字化等，人类将进入全新时代—第四次工业革命时代。第四次工业革命工业互联网两化融合智能制造2025互联网+……从“德国制造”说起1.1引言•新一轮的全球工业革命实际上是工业和互联网融合。对此美国和德国提出了各自政策，具有各自不同的关注点，但两者的目标是一致的，就是实现智能制造，实现互联网和工业的融合。2020/3/165工业互联网工业4.0设备互联大数据分析云计算过程智能化过程虚拟化从“德国制造”说起1.1引言广义上讲，两化融合是信息化与工业化的融合、信息化与服务产业的融合及信息化与整个经济社会的融合。两化融合，是信息化和工业化的高层次的深度结合，是指以信息化带动工业化、以工业化促进信息化，走新型工业化道路；两化融合的核心就是信息化支撑，追求可持续发展模式。狭义上讲，信息化与工业化融合是指电子信息技术广泛应用到工业生产的各个环节，信息化成为工业企业经营管理的常规手段。“两化融合内涵”：要用信息技术与信息化方式来创新企业的新品研发、生产设计，实现产品、技术升级，并强化生产流程、产品检测、产品销售和服务等等的管理。从“德国制造”说起1.2两化融合工业信息化已是大势之趋，机械设备使用及维护的信息化是其中的重要板块，我国今年提出了“互联网+”，这是两化融合的升级版。研发设计信息化信息化与工业化深度融合企业和行业管理信息化生产过程信息化产品流通和市场信息化使用及设备维护信息化技术融合业务融合产品融合互联网+状态监测互联网+故障诊断互联网+远程维护以信息经济为主流的经济模式8什么是互联网+→通俗来说，“互联网+”就是“互联网+各个传统行业”，但这并不是简单的两者相加，而是利用信息通信技术以及互联网平台，让互联网与传统行业进行深度融合，创造新的发展生态。每一个传统行业都孕育着“互联网+”的机会→如今说起“互联网+”，谁都会联想到互联网金融、电子商务、电子支付、在线教育、在线旅游、云计算、大数据、网络安全、物联网、车联网、移动医疗、云平台等从“德国制造”说起1.3互联网+互联网+智能电动汽车智能汽车智能家电“互联网+”合作案例互联网汽车从“德国制造”说起1.4故障诊断与维护的信息化随着工业技术与规模的不断发展，当今的设备的状态监测、故障诊断、维护有了一些新特点与要求。分布广结构复杂预防为主大数据人性化高效化实时性智能化分布广：地理上分布在全国乃至全世界结构复杂：机械设备的结构、电气设备、功能越来越复杂预防为主：生产不停机，减少维护的成本大数据：传感器众多，采集频率大，数据类型多高效化：设备管理更加高效，诊断更加便捷实时性：能及时将数据采集并展示监测、诊断结果智能化：充分利用计算机的智能，利用目前的智能预测方法、计算方法，能代替人给出诊断结果人性化：呈现给技术人员更易懂形象的数据，•在线监测：对用户机组进行24小时实时在线监测分析。•定期评估：为用户提供机组运行状态分析评估报告。•故障预警：及时为用户提交机组早期故障预警，分析故障征兆、故障类型、故障根源以及处理方案。•远程维护：随时对现场机组各种故障进行远程会诊，提供系统服务和完整的解决方案。•现场服务：各种设备相关问题处理现场各种故障的诊断和维护指导。•定期回访：将定期用户回访，第一时间掌握用户的建议和要求。•数据管理：为每一个用户、每一台设备建立完备的，并持续不断地跟踪管理。故障诊断与维护技术功能更加成熟2020/3/161111从“德国制造”说起1.4故障诊断与维护的信息化从“德国制造”说起1.4故障诊断与维护的信息化作为机械设备全生命周期中重要的环节，设备的状态监测、故障诊断、维护在目前网络化的大背景下具有了新的发展方向，同时反过来也是促进技术进步的重要动力。故障诊断与维护的信息化发展的四个关键词：互联数据集成转型关键词一：互联——物联网与服务互联网的融合物联网服务互联网装置与设备嵌入式系统信息物理系统（CPS）+传感器，驱动+高性能集成化微型计算机+英特网+物联网（M2M）▪无线通信▪语义描述+IP地址资源扩展大型主机多用户，一台计算机数据仓库英特网个人计算机一个用户，一台计算机大数据云计算智能装置一个用户，多台计算机从“德国制造”说起1.4故障诊断与维护的信息化关键词二：集成——多门技术交叉组合故障诊断与远程维护系统有多种设备集成，这些设备通过CPS（信息物理系统）形成网络。传感器嵌入式系统控制系统通信设施显示终端……从“德国制造”说起1.4故障诊断与维护的信息化关键词三：数据——无处不在快速锁定所需信息工业大数据高效管理海量数据数据库数据库管理从“德国制造”说起1.4故障诊断与维护的信息化关键词四：转型——面向服务为用户创造价值模式、业态、组织等方面的创新一站式服务从数据采集、处理到监控软件的开发远程服务快速解决用户问题终身服务不断提供服务的升级维护从“德国制造”说起1.6小结第四次工业革命，是产品生命周期中整个组织、管理的飞跃。在一个“智能、网络化的世界”里，物联网和服务网将渗透到所有的关键领域。对于机械设备制造领域，同样应该意识到信息化技术的重大意义，利用基于信息物理系统、物联网和互联服务，产生的大量数据流能够被搜集和分析用于指导高效生产以及指导设备的监测、诊断与维护。二、故障诊断及远程维护技术对设备开展故障诊断和维护工作是保证设备正常运行、提高设备工作效率、延长设备使用寿命的主要手段。设备故障诊断和维护的任务是及时地、准确地对各种异常状态或故障状态做出诊断，预防或消除故障，对设备的运行进行必要的指导，提高设备运行的可靠性、安全性和有效性，把故障损失降到最低水平。因此，对设备开展故障诊断和维护工作具有重要的意义。1.1引言从“德国制造”说起2.1引言故障分类机械系统故障液压系统故障电气系统故障从“德国制造”说起2.2机械设备故障设备发生故障而停工造成的损失巨大，维修费用大幅上升；同时可能招致重大事故。设备故障产生的原因设计、制造安装的原因维护方法的不当超负荷使用机械结构变形重要部位裂纹磨损其它2.3常见故障形式如减速器齿轮磨损故障：短时间过载或受到冲击载荷，多次重复弯曲引起的疲劳折断；齿面不光滑，有凸起点产生应力集中，或润滑剂不清洁；由于温度过高引起润滑失效；由于硬的颗粒进入摩擦面引起磨损。机械系统故障：从“德国制造”说起2.2机械设备故障液压系统故障：如液压系统油温过高：设计不当或使用时压力调整不当；周围环境温度较高；系统缺少卸荷回路或卸荷回路动作不良；散热性能不良；油液粘度过高，引起液流压力损失过大。滤油堵塞油温过高油压过高或过低其它从“德国制造”说起2.2机械设备故障电气系统故障：电机、接触器等故障；变频器、控制器等故障线路故障其它如力矩限制器故障：传感器损坏；增益电路或控制器故障；执行机构故障如电磁阀线圈损坏；显示器工作异常。2.3常见故障从“德国制造”说起2.2机械设备故障设备诊断与维护的常见问题检验前缺乏预见过维修与欠维修的矛盾设备事故发生后，缺乏设备的历史运行数据容易造成非计划停机故障点查找困难，维修周期长检验后缺乏检验从“德国制造”说起2.3状态监测与故障诊断在设备运行中或在基本不拆卸的情况下，通过各种手段，掌握设备运行状态，判定产生故障的部位和原因，并预测、预报设备未来的状态。什么是状态监测和故障诊断？防止事故和计划外停机的有效手段。设备维护的基础。从“德国制造”说起2.3状态监测与故障诊断状态监测（简易诊断）内容：•识别有无故障•明确故障严重程度•作出故障趋势分析故障诊断（精密诊断）内容：确定故障部位确定故障原因提出维修建议2020/3/1626从“德国制造”说起2.2故障监测与诊断从“德国制造”说起2.3状态监测与故障诊断从“德国制造”说起2.4状态监测检修前缺乏预见检修时缺乏依据检修后缺乏检验根据不同设备的特点和重要性进行各个关键部位的状态监测状态监测状态监测是指对规定的监测对象进行间断或连续的(周期)监测，掌握设备运行所处于的状态，判定设备是处于正常状态还是异常状态的一种方法。可监测的设备动态参数有压力、流量、温度、振动、油液与噪声等。状态检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，对设备运行状态进行评估，判定其处于正常或非正常状态，以便事前采取针对性措施，控制和防止故障的发生。设备状态监测任务的要素与组成状态监测的任务主要由三部分组成：信号拾取、信号处理和监测决策。可用的传感器信号包括力、变形、加速度、温度、压力、声发射、电流或电压、光学信号等，与传感器有关的主要指标包括成本、可靠性、有效性和信噪比。图1-1设备与过程的监测传感器传感器计算机系统传感器信号传感器设备及过程信号处理监测决策输出所估计的过程状态2020/3/1628从“德国制造”说起2.4状态监测故障诊断是根据状态检测所获得的信息，对设备可能要发生的故障进行预报、分析和判断，确定故障的性质、类别、程度、原因和部位，并预测设备状态今后的变化趋势，提出控制故障继续发展和消除故障的调整、维修的对策措施，为设备维修提供正确的技术支持。由某一故障引起的设备状态的变化称为故障的征兆。故障诊断的过程就是从已知征兆判定设备上存在故障的类型及其所在部位的过程。因此，故障诊断的方法实质上是一种状态识别方法。与状态监测的区别：设备状态监测是状态维修的初级阶段，通俗的说，它描述、反应的是设备运行状态的好与坏。而设备诊断技术是状态监测后的识别和判断阶段，能够确定设备“生病”的部位与原因。故障诊断从“德国制造”说起2.5故障诊断设备故障诊断技术包括状态监测、分析诊断和故障预测几个方面的内容。但在其具体的实施的过程中，主要可以归纳为信息采集、信息处理、状态识别和诊断决策几个环节。信息采集信号处理状态识别诊断决策从“德国制造”说起2.5故障诊断信息采集：它是故障诊断的基础，设备在运行过程中必然会有力、振动、热等各种量的变化，从而产生各种不同信息。根据不同的诊断需求，选择能够表征设备工作状态的不同信号，如压力、振动和温度等。这些不同的信号常常采用不同的传感器来采集获取。从“德国制造”说起2.5故障诊断信号处理：将采集到的信号进行分类处理、加工，从而获得能够表征机器特征的过程，也称为特征提取，如振动信号从时域变成频域进行频谱分析的过程。从“德国制造”说起2.5故障诊断状