機(jī)械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷技術(shù).ppt

第四小組 何歡 設(shè)備狀況監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)設(shè)備狀況監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù) 目錄 * 2 起源與含義 意義與優(yōu)勢(shì) 監(jiān)測(cè)與診斷技術(shù)基礎(chǔ)原理 監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)應(yīng)用 監(jiān)測(cè)與診斷技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) 結(jié)束語 技術(shù)概述與用途 起源 4 現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)對(duì)機(jī)械設(shè)備的要求: 可靠性 可用性 維修性 經(jīng)濟(jì)性 安全性 進(jìn)行全壽命管理，實(shí)行全面質(zhì)量保證體系制度 機(jī)械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)在滿足上述這些要求 中，扮演著越來越重要的角色 起源 5 機(jī)械設(shè)備是現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)，設(shè)備管理 則是企業(yè)管理中的重要領(lǐng)域 也就是說，企業(yè)管理的現(xiàn)代化必然要以設(shè)備管理的現(xiàn)代 化作為其重要組成部分 機(jī)械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)在設(shè)備管理與維修現(xiàn) 代化中占有重要的地位 我國已將設(shè)備診斷技術(shù)、修復(fù)技術(shù)和潤滑技術(shù) 列為設(shè)備管理和維修工作的三項(xiàng)基礎(chǔ)技術(shù) 起源 * 上海交通大學(xué) 振動(dòng)、沖擊、噪聲國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn) 室 6 維修方式歸納起來有三大類，共五種形式： 事后維修(BM) 改善維修(CM) 預(yù)防維修(PM)視情維修(COM)、狀態(tài)維修(CBM)和 計(jì)劃(定期)維修(TBM) 7 8 9 10 基本工作原理及優(yōu)勢(shì) 技術(shù)結(jié)構(gòu)關(guān)系 * 上海交通大學(xué) 振動(dòng)、沖擊、噪聲國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn) 室 12 13 14 信號(hào)采集 15 信號(hào)處理 16 17 基于振動(dòng)(噪聲)測(cè)量與分析 * 上海交通大學(xué) 振動(dòng)、沖擊、噪聲國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn) 室 18 在這里所提及的狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷，均是指基于 振動(dòng)測(cè)量與分析方面的技術(shù) 事實(shí)上狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷是一門綜合性極強(qiáng)、涉及 面非常廣泛、學(xué)科交叉滲透十分豐富的技術(shù) 除了應(yīng)用振動(dòng)分析方法之外，還可采用油液分析、紅 外熱像、超聲探傷以及溫度、壓力分析等多種不同技 術(shù) 基于振動(dòng)(噪聲)測(cè)量與分析 * 上海交通大學(xué) 振動(dòng)、沖擊、噪聲國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn) 室 19 機(jī)械振動(dòng)信號(hào)中包含了豐富的機(jī)器狀態(tài)信息，它是機(jī)械 設(shè)備故障特征信息的良好載體 利用振動(dòng)信號(hào)來獲取機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)并進(jìn)行故障診 斷具有如下優(yōu)點(diǎn)： 方便性：利用各種振動(dòng)傳感器及分析儀器，可以很方便地 獲得振動(dòng)信號(hào) 在線性：振動(dòng)監(jiān)測(cè)可在現(xiàn)場(chǎng)不停機(jī)的情況下進(jìn)行 無損性：在振動(dòng)監(jiān)測(cè)過程中，不會(huì)對(duì)被測(cè)對(duì)象造成損傷 除了應(yīng)用振動(dòng)分析方法之外，還可采用油液分析、紅外熱像 、超聲探傷以及溫度、壓力分析等多種不同技術(shù) 信號(hào)處理技術(shù) * 上海交通大學(xué) 振動(dòng)、沖擊、噪聲國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn) 室 20 特征提取必不可少的工具 傳統(tǒng)：以FFT為核心的信號(hào)分析技術(shù) 現(xiàn)代：在故障特征提取方面 現(xiàn)代信號(hào)處理技術(shù) * 上海交通大學(xué) 振動(dòng)、沖擊、噪聲國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn) 室 21 現(xiàn)代信號(hào)處理的本質(zhì)可用七個(gè)“ 非”字來高度概括， 即研究： 非線性、非因果、非最小相位系統(tǒng) 非高斯、非平穩(wěn)、非整數(shù)維(分形)信號(hào) 非白色加性噪聲 為準(zhǔn)確、有效地獲得故障特征信息，目前重點(diǎn)是： 研究和發(fā)展基于非高斯、非平穩(wěn)及非線性故障信號(hào) 的分析理論及方法 時(shí)頻分布、小波分析、高階統(tǒng)計(jì)量分析、循環(huán)平穩(wěn)信 號(hào)處理、非線性分析、 可視化聲源定位技術(shù) * 上海交通大學(xué) 振動(dòng)、沖擊、噪聲國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn) 室 22 通過重建設(shè)備輻射的噪聲場(chǎng)以直觀的動(dòng)態(tài)圖像來進(jìn) 行噪聲源的識(shí)別和定位，為噪聲控制、預(yù)測(cè)及故障 診斷等提供依據(jù) 常用的聲場(chǎng)可視化方法 * 上海交通大學(xué) 振動(dòng)、沖擊、噪聲國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn) 室 23 近場(chǎng)聲全息（NAH）傳統(tǒng)方法 基于邊界元建模（BEM）的NAH HELS方法（Helmholtz方程最小平方誤差） 波疊加方法（Wave Superposition） 波束形成（Beamforming） 可視化聲源定位實(shí)例 * 上海交通大學(xué) 振動(dòng)、沖擊、噪聲國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn) 室 24 汽車發(fā)動(dòng)機(jī) 電機(jī) 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)聲場(chǎng)圖 Beamforming(66) * 上海交通大學(xué) 振動(dòng)、沖擊、噪聲國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn) 室 25 6300 Hz R 5 cm 3150 Hz R 10 cm 4000 Hz R 8 cm 5000 Hz R 6 cm 近場(chǎng)聲全息需要約 3300 個(gè)測(cè)點(diǎn)，才能識(shí)別這樣的高頻 目的和意義 目的 * 上海交通大學(xué) 振動(dòng)、沖擊、噪聲國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn) 室 27 目標(biāo)：保證設(shè)備的安全、可靠和高效、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行 主要目的： 及時(shí)、正確、有效地對(duì)設(shè)備的各種異常或故障狀態(tài)作 出診斷，預(yù)防或消除故障；同時(shí)對(duì)設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)進(jìn) 行必要的指導(dǎo)。確保可靠性、安全性和有效性 制定合理的監(jiān)測(cè)維修制度，保證設(shè)備發(fā)揮最大設(shè)計(jì)能 力,同時(shí)在允許的條件下充分挖掘設(shè)備潛力，延長其 服役期及使用壽命，降低設(shè)備全壽命周期費(fèi)用 通過檢測(cè)、分析、性能評(píng)估等，為設(shè)備修改結(jié)構(gòu)、優(yōu) 化設(shè)計(jì)、合理制造及生產(chǎn)過程提供數(shù)據(jù)和信息 任務(wù) 28 狀態(tài)監(jiān)測(cè)： 了解和掌握設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。 故障診斷： 根據(jù)狀態(tài)監(jiān)測(cè)所得信息，結(jié)合已知的結(jié)構(gòu)特性和參數(shù) 、環(huán)境條件及運(yùn)行歷史，對(duì)故障進(jìn)行預(yù)報(bào)和分析、判 斷，確定故障的性質(zhì)、類別、程度、原因、部位，指 出故障發(fā)生和發(fā)展的趨勢(shì)及其后果 指導(dǎo)設(shè)備管理和維修 用途 29 設(shè)備維修管理 保障設(shè)備運(yùn)行安全，防止突發(fā)事故 保證設(shè)備工作精度，提高產(chǎn)品質(zhì)量 實(shí)施狀態(tài)維修(或預(yù)防維修)，節(jié)約維修費(fèi)用 避免設(shè)備事故帶來的環(huán)境污染及其它危害 給企業(yè)部門帶來較大的間接經(jīng)濟(jì)效益 B/S模式在線監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)-總體功能 * 上海交通大學(xué) 振動(dòng)、沖擊、噪聲國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn) 室 30 B/S模式在線監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)-監(jiān)測(cè)界面 * 上海交通大學(xué) 振動(dòng)、沖擊、噪聲國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn) 室 31 波形監(jiān)測(cè)波形監(jiān)測(cè) 頻譜監(jiān)測(cè)頻譜監(jiān)測(cè) 波形頻譜監(jiān)測(cè)波形頻譜監(jiān)測(cè) B/S模式在線監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)-分析界面 * 上海交通大學(xué) 振動(dòng)、沖擊、噪聲國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn) 室 32 應(yīng)用和適用性 34 適用性 35 發(fā)展趨勢(shì) 發(fā)展趨勢(shì) * 上海交通大學(xué) 振動(dòng)、沖擊、噪聲國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn) 室 37 離線系統(tǒng)與在線系統(tǒng)相互交融，最終形成基于 Internet/Intranet的一體化遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)，其 中： 分析方法和算法等共享 數(shù)據(jù)庫、知識(shí)庫共享 設(shè)備管理機(jī)制共享 在線系統(tǒng)負(fù)責(zé)關(guān)鍵機(jī)組設(shè)備 巡檢系統(tǒng)面向尚無固定測(cè)點(diǎn)的中小設(shè)備 發(fā)展趨勢(shì) 38 監(jiān)測(cè)與分析新技術(shù)的不斷引入 硬件方面 功能強(qiáng)化 便攜式數(shù)采增加整周期采樣、雙通道 可靠性提高 在線系統(tǒng)采用VXI或PXI總線 性能提高 高速多通道并行，DSP器件 軟件方面 功能更加豐富完善、準(zhǔn)確有效 現(xiàn)代信號(hào)處理技術(shù)成果實(shí)用化 分布式計(jì)算技術(shù)運(yùn)用 發(fā)展趨勢(shì) 39 系統(tǒng)中故障診斷功能完善 故障分析指導(dǎo)系統(tǒng)：針對(duì)有關(guān)的機(jī)械設(shè)備及參數(shù)，給 出若干可能故障的說明和分析依據(jù)，最后由操作者或 分析人員來確定結(jié)論 故障診斷輔助系統(tǒng)：在給出分析處理結(jié)果和故障特征 提示的情況下，利用人機(jī)結(jié)合的方式進(jìn)行故障分析與 判斷 故障診斷專家系統(tǒng)：利用知識(shí)庫和推理機(jī)由計(jì)算機(jī)自 主（配合一定的人機(jī)交互）完成故障分析與診斷，并 提出相應(yīng)的處理措施 發(fā)展趨勢(shì) 40 設(shè)備管理功能占重要地位 開發(fā)智能維護(hù)系統(tǒng)(IMS, Intelligent Maintenance System) IMS是指采用性能衰退分析和預(yù)測(cè)分析方法，結(jié)合信 息電子技術(shù)(包括：互聯(lián)網(wǎng)、非接觸式通訊技術(shù)、嵌 入式智能電子技術(shù))，使設(shè)備達(dá)到近乎零故障的性能 的一種新型維護(hù)系統(tǒng) 該系統(tǒng)將企業(yè)的設(shè)備管理、備品備件管理、以及設(shè)備 信息化管理等融為一體 The End 41 謝謝謝謝 ! ! 請(qǐng)批評(píng)指正請(qǐng)批評(píng)指正