宁波状态监测台

现代化生产企业为了极大限度地提高生产水平和经济效益，不断地向规模化和高技术技术含量发展，因此生产装置趋向大型化、高速高效化、自动化和连续化，人们对设备的要求不仅是性能好，效率高，还要求在运行过程中少出故障，否则因故障停机带来的损失是十分巨大的。国内外化工、石化、电力、钢铁和航空等部门，从许多大型设备故障和事故中逐渐认识到开展设备故障诊断的重要性。管理好用好这些大型设备，使其安全、可靠地运行，成为设备管理中的突出任务。对于单机连续运行的生产设备，停机损失巨大的大型机组和重大设备，不宜解体检查的高精度设备以及发生故障后会引起公害的设备。传统的事后维修和定期维修带来的过剩维修或失修，使维修费用在生产成本中所占比重很大。状态监测维修是在设备运行时，对它的各个主要部位产生的物理、化学信号进行状态监测，掌握设备的技术状态，对将要形成或已经形成的故障进行分析诊断，判定设备的劣化程度和部位，在故障产生前制订预知性维修计划，确定设备维修的内容和时间。因此状态监测维修既能经常保持设备的完好状态，又能充分利用零部位的使用寿命，从而延长大修间隔，缩短大修时间，减少故障停机损失。电机监测和故障预判系统助力实现工业设备数智化管理和预测性维护。宁波状态监测台

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的状态，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。南京仿真监测设备大型旋转机械振动状态在线监测系统监测对象涵盖汽轮机、燃气轮机、发电机、泵群、风机等大型旋转设备。

基于数据的故障检测与诊断方法能够对海量的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系统状态信息；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专家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，常规的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。

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一问题，提出一种通过OPCUA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OPCUA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，直接将采集到的数据作为输入，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OPCUA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。监测系统可以实现在任何运行条件下，高精细地监测多种类型的重要机组。

不停机情况下的早期故障在线监测问题.这种方式有助于实时评估轴承工作状态,避免因等待停机检查而产生延误、造成经济损失,因此对早期故障的在线检测越来越受到工业界的重视.由于在线应用场景的制约,与一般故障检测相比,早期故障在线检测具有如下需求:1)检测结果应具有较好的实时性,能尽可能快速准确地识别出早期故障;2)检测结果应具有较好的鲁棒性,能尽可能避免正常状态下轻微异常波动的影响,相比于漏报警(现有方法对成熟故障检测已较成熟),更需避免误报警;3)检测模型应具有较高的可靠性,在线检测过程中无需反复进行阈值设定和模型优化.上述需求对检测方法提出了新的挑战.在线场景下的早期故障监测基本是采用现有的早期故障监测方法、直接用于在线环境, 其通常做法包括: 从振动信号等监测数据中提取时频特征、小波特征、包络谱特征等早期故障特征, 进而构建支持向量机(Support vector machine, SVM)、朴素Bayes分类器、Fisher判别分析、人工神经网络, 单类(One-class) SVM等机器学习模型进行异常检测,盈蓓德科技通过在机测量和检测，进行数控机床的刀具质量监测。南京耐久监测控制策略

振动检测仪应用于设备状态监测，在设备预知维修中起到了重要的作用。宁波状态监测台

故障诊断可以使系统在一定工作环境下根据状态监测系统提供的信息来查明导致系统某种功能失调的原因或性质，判断劣化发生的部位或部件，以及预测状态劣化的发展趋势等。电机故障诊断的基本方法主要有：1、电气分析法，通过频谱等信号分析方法对负载电流的波形进行检测从而诊断出电机设备故障的原因和程度；检测局部放电信号；对比外部施加脉冲信号的响应和标准响应等；2、绝缘诊断法，利用各种电气试验装置和诊断技术对电机设备的绝缘结构和参数、工作性能是否存在缺陷做出判断,并对绝缘寿命做出预测；3、温度检测方法，采用各种温度测量方法对电机设备各个部位的温升进行监测,电机的温升与各种故障现象相关；4、振动与噪声诊断法，通过对电机设备振动与噪声的检测,并对获取的信号进行处理,诊断出电机产生故障的原因和部位,尤其是对机械上的损坏诊断特别有效。5、化学诊断的方法，可以检测到绝缘材料和润滑油劣化后的分解物以及一些轴承、密封件的磨损碎屑，通过对比其中一些化学成分的含量，可以判断相关部位元件的破坏程度。宁波状态监测台

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