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2024-02-29
樓肖杭
(杭州制氧機集團股份有限公司)
前言
對于現(xiàn)代企業(yè)來說,其在開展經(jīng)營生產(chǎn)活動過程中需要運用到大量的現(xiàn)代設備,這些現(xiàn)代設備不僅種類繁多,而且結(jié)構(gòu)非常精密、復雜,在現(xiàn)代企業(yè)的總資產(chǎn)中也同樣占據(jù)著很高的比例,因此,這也使得企業(yè)非常重視現(xiàn)代設備的管理工作。
但是,現(xiàn)代設備的管理難度也是顯而易見的,事實上,高效的現(xiàn)代設備管理工作對于促進企業(yè)長遠化發(fā)展具有重要意義,通過加強現(xiàn)代設備管理工作,能夠使現(xiàn)代企業(yè)的財力、物力及人力等各方面資源得到充分地利用,同時也有助于提高企業(yè)產(chǎn)品的性價比,推動了企業(yè)的可持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。現(xiàn)代企業(yè)在開展設備管理工作過程中,需要確保管理人員能夠?qū)υO備運行狀況進行實時檢測與精確預測,在保證設備管理費用得到有效節(jié)約的同時,限度的降低企業(yè)生產(chǎn)成本,以此提高企業(yè)經(jīng)濟效益。為此,以下主要對狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷技術(shù)進行簡要概述,并探討現(xiàn)在設備中狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷所需運用到的相關(guān)技術(shù)內(nèi)容及其應用指標,在此基礎(chǔ)上進一步探討狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷技術(shù)的未來發(fā)展方向。
一、狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)淺析
1.狀態(tài)監(jiān)測
在現(xiàn)代設備運行過程中,其整個運行狀態(tài)都是通過狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)來實施全程化監(jiān)控的,可以說,狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)是開展設備故障診斷過程中的一項基礎(chǔ)性工作。對于狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)而言,其能夠檢測和轉(zhuǎn)換設備在運行過程中產(chǎn)生的各種信號,并分析其信號特征,同時記錄設備運行各項數(shù)據(jù),通過分析這些數(shù)據(jù)來判斷設備的運行狀態(tài)是否發(fā)生異常。在通過狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)來實施信號檢測與轉(zhuǎn)換時,這些信號可以通過多種形式表現(xiàn)出來,例如,聲音、振動、壓力、流量或溫度等,通過這些信號表現(xiàn)形式,便可通過狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)來提取具體的信號特征,進而準確判斷出設備的運行狀態(tài),通過狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)能夠分析這些信號的變化情況。比如,聲音大小的變化、振動頻率的變化、溫度升高或降低的變化等,通過采集這些信號變化特征,并將其與正常的信號標準值進行對比,即可判斷出設備的運行狀態(tài)是否存在異常,從而幫助工作人員能夠針對設備的實際運行狀態(tài)采取對應的應對措施。
2.診斷分析
在現(xiàn)代設備管理中,還經(jīng)常應用到故障診斷技術(shù),故障診斷技術(shù)對現(xiàn)代設備的診斷分析主要包括兩個方面,分別是設備運行信號的處理和設備故障的診斷。在對設備運行信號進行分析處理過程中,需要對設備運行過程中產(chǎn)生的信息進行采集,并進行相應的轉(zhuǎn)換和處理,同時采取不同形式來展示這些信息,以此幫助工作人員對這些信息做出準確、直觀地判斷。在信號分析處理中可以采取多種方法,也可以應用計算機或不同的專用儀器,以不同方法、不同角度、不同領(lǐng)域來進行分析與處理,當然,其分析與處理結(jié)果也是有不同差異的。隨著我國信號分析與處理方面的不斷發(fā)展,故障診斷技術(shù)也由此衍生出來,通過將系統(tǒng)監(jiān)測及診斷數(shù)據(jù)作為依據(jù),并對比于正常的數(shù)據(jù)指標,即可對設備的運行故障進行判斷,當設備出現(xiàn)故障以后,便可通過故障診斷技術(shù)來做出進一步診斷,由此便可對故障發(fā)生部位進行確定。
3.治理預防
在對現(xiàn)代設備進行故障診斷以后,還需要進行治理預防。通常來說,設備如果出現(xiàn)故障,便需要通過治理預防來防范故障的再次發(fā)生。針對故障的產(chǎn)生原因、故障部位、故障風險大小等,需要采取不同程度的防范措施,以此確保此類故障不會再次出現(xiàn)。在治理預防中,通常涉及到調(diào)整、檢修、更換或改善等措施,治理預防再經(jīng)過分析以后,其結(jié)果往往有兩個,第一個結(jié)果是設備運行雖然存在一些問題,但是仍舊能夠正常工作,而這就需要企業(yè)對設備運行狀態(tài)及其故障發(fā)展趨勢進行強化監(jiān)測,確保設備使用不會影響到正常生產(chǎn)。另一個結(jié)果則是設備在運行過程中出現(xiàn)故障的概率較高,并會嚴重影響到正常生產(chǎn),此時企業(yè)便需要對設備進行立即維修,以此防止故障發(fā)生。在治理預防中,可采取立即停機、監(jiān)護運行和巡回監(jiān)測這 3 種方式來開展具體工作。
二、狀態(tài)監(jiān)測工作涉及到的技術(shù)內(nèi)容探討
在現(xiàn)代設備管理工作中,設備運行狀態(tài)的監(jiān)測需要運用到各類傳感器、信號采集器、分析處理軟件以及計算機等,并且還要涉及到振動檢測儀、紅外線溫度檢測儀等相關(guān)儀器的使用。在開展設備運行狀態(tài)監(jiān)測過程中,振動分析是一種重要的監(jiān)測方式。在振動分析過程中,可以采取時域譜分析和頻域譜分析,通過時域譜與頻域譜能夠?qū)ΜF(xiàn)代設備運行中可能出現(xiàn)的軸不對中、齒輪箱故障、滑動軸承故障、機械松動、轉(zhuǎn)子失衡、滾動軸承故障、電機故障等故障做出可靠的分析與處理。通過觀察圖譜中表現(xiàn)出的故障特征,能夠幫助工作人員對設備故障的產(chǎn)生根源進行快速診斷。對于時域?來說,其能夠?qū)υO備處于振動狀態(tài)下具有的峭度指標以及轉(zhuǎn)子動、靜間碰磨情況進行客觀反映。
頻域譜除了能對時域圖中的全部內(nèi)容進行客觀反映以外,還可對設備運行過程中出現(xiàn)的各種異常工況進行直觀體現(xiàn),從而幫助工作人員對設備故障進行精確的診斷,了解和掌握設備故障類型、發(fā)生部位及其嚴重程度,進而為現(xiàn)代設備的故障檢修工作提供重要的數(shù)據(jù)支持與量化依據(jù)。通過采集和分析設備運行過程中的電流頻譜,能夠?qū)涣麟姍C故障進行準確診斷,并判斷設備中是否存在高阻接頭轉(zhuǎn)子、斷條端環(huán)裂縫等問題。借助于設備運行狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng),能夠?qū)崿F(xiàn)對設備故障的自動化診斷,可以幫助員工依據(jù)自身的工作經(jīng)驗來診斷設備故障,工作人員可以通過手持紅外熱像儀或紅外線檢測儀等設備儀器,對現(xiàn)代設備進行非接觸式的故障診斷與狀態(tài)監(jiān)測,通過這些儀器能夠?qū)δΣ粮兜臏囟?、設備運轉(zhuǎn)介質(zhì)溫度和重點軸承溫度進行分析。設備檢修人員還可通過簡易的振動監(jiān)測儀來對設備的震動狀況進行定期監(jiān)測,簡易振動監(jiān)測儀可實時采集設備的振動數(shù)值,通過對振動數(shù)值進行匯總統(tǒng)計,以此獲得設備運行狀況的定論。
三、狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷技術(shù)的發(fā)展方向
1.智能化的發(fā)展方向
近年來,各種類型的傳感器也相繼被應用到狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷領(lǐng)域,這也促使狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷領(lǐng)域中涌現(xiàn)出了許多更加先進的新方法和新技術(shù),比如,專家實時診斷、神經(jīng)網(wǎng)絡診斷等。而在狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷過程中,人工智能技術(shù)的逐漸融入,使得人工智能的應用程度不斷提高,該領(lǐng)域也將向著智能化的方向發(fā)展。在人工智能相關(guān)理論的指導下,狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷技術(shù)也將具備更加強大的理論基礎(chǔ),同時狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷技術(shù)在各種復雜系統(tǒng)中的應用深度將逐步提高,從而使狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷技術(shù)之間的結(jié)合變得愈發(fā)緊密,其應用效果也將變得更加明顯。
2.網(wǎng)絡化、實時化的發(fā)展方向
將網(wǎng)絡應用到故障診斷及狀態(tài)監(jiān)測工作中已經(jīng)到了勢在必行的階段。通過網(wǎng)絡化的應用,能夠使故障診斷及狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)實現(xiàn)對大型關(guān)鍵機組的在線實時化監(jiān)測,從而確保機組在運行過程中產(chǎn)生的各類數(shù)據(jù)得到連續(xù)性的監(jiān)測,進而保證機組能夠始終處于正常運行狀態(tài),企業(yè)也能根據(jù)機組的實際運行狀態(tài)、檢修情況等信息,以此對設備維修計劃進行靈活的定制與調(diào)整,從而在避免嚴重故障發(fā)生的同時,使企業(yè)不會因故障中斷機組運行而遭受不必要的經(jīng)濟損失。
3.綜合化、信息化的發(fā)展方向
在以往的設備管理工作中,需要由不同專業(yè)人員來對不同的生產(chǎn)設備進行運行狀態(tài)監(jiān)測。同時,這些設備運行狀態(tài)信息也分別被存儲到不同位置。例如,企業(yè)在開展設備管理過工作中需要按照電氣專業(yè)、工藝專業(yè)及機械專業(yè)等,并根據(jù)不同專業(yè)來進行管理人員、操作人員、技術(shù)人員等工作崗位的設置,以此實現(xiàn)對設備運行狀態(tài)的監(jiān)測與診斷。在存儲設備運行數(shù)據(jù)時也較為分散化,這也使得這些存儲數(shù)據(jù)無法得到充分的利用。通過狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷技術(shù),能夠打造出一個高度統(tǒng)一化、綜合化的設備管理信息系統(tǒng),以此確保這些獨立存儲的信息點得到有效串聯(lián)起來,進而使信息檢測及存儲實現(xiàn)集中化,有效滿足了現(xiàn)代設備的運行狀態(tài)檢測及故障診斷需求??梢哉f,通過狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷技術(shù)的應用,使得設備信息管理工作變得更加綜合化、集中化。
4.精細化、專業(yè)化的發(fā)展方向
隨著科學技術(shù)的發(fā)展,我國對科技人才的培養(yǎng)日益重視,這使得科技人才的分工狀況更加精細化,監(jiān)測設備也將向著網(wǎng)絡化的方向發(fā)展,狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷的專業(yè)化程度也將不斷提升。技術(shù)的快速革新,使狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷向著區(qū)域化和行業(yè)化的方向發(fā)展,這也促使企業(yè)和設備生產(chǎn)商能夠與設備狀態(tài)監(jiān)測建立更加緊密的連接,進而使企業(yè)能夠提供異地專家團診斷服務。而互聯(lián)網(wǎng)的快速普及,也使分布于不同地區(qū)的企業(yè),能夠共同針對某些設備故障來開展實時的交流探討與知識共享。
結(jié)語
總之,在現(xiàn)代企業(yè)設備監(jiān)控及管理過程中,對狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷技術(shù)進行運用已經(jīng)成為企業(yè)未來發(fā)展的必然趨勢。而狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷技術(shù)的智能化、精細化發(fā)展,也將為企業(yè)提供更為廣闊的發(fā)展空間,使企業(yè)能夠從中獲取更多的經(jīng)濟效益,全面提高企業(yè)市場競爭力。
來源:《中國設備工程》2021年第15期
(版權(quán)歸原作者或機構(gòu)所有)
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