基于網(wǎng)絡(luò)的機(jī)械設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)測與故障診斷

陳偉偉

摘 要：機(jī)械設(shè)備在工業(yè)生產(chǎn)過程中發(fā)揮著重要的作用，但是機(jī)械在長時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中存在著各種各樣的故障，基于網(wǎng)絡(luò)的機(jī)械設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)測與故障診斷可以有效解決這個(gè)問題，從而保障工業(yè)生產(chǎn)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，因此本文在此基礎(chǔ)上就基于網(wǎng)絡(luò)的機(jī)械設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)測與故障診斷的相關(guān)問題做了一定的探究，從而更好促進(jìn)我國機(jī)械行業(yè)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò) 機(jī)械設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)測 故障診斷

一.基于網(wǎng)絡(luò)的機(jī)械設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)測方法和故障診斷

（一）技術(shù)特征分析。機(jī)械設(shè)備的常用的監(jiān)測方法和監(jiān)測措施主要是從工業(yè)系統(tǒng)的參數(shù)入手，通過監(jiān)測電力參數(shù)的變化來判斷電力裝置是否發(fā)生異常，常用的監(jiān)測電力參數(shù)主要有電壓、電流以及功率因素。因此在開展機(jī)械設(shè)備監(jiān)測方法和監(jiān)測措施的研究之前首先要對于工業(yè)系統(tǒng)中的電力參數(shù)的特征進(jìn)行充分分析，從而為機(jī)械設(shè)備的監(jiān)測打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。因?yàn)樵诠I(yè)系統(tǒng)工作過程中，如果電能計(jì)量裝置發(fā)生異?；蛘叱霈F(xiàn)故障，那么就會(huì)影響這條線路的工作狀態(tài)、相關(guān)信號(hào)的能量狀態(tài)、或者參數(shù)發(fā)生變化，這些異常就會(huì)影響著回路相關(guān)參數(shù)的變化，那么工業(yè)系統(tǒng)通過對于回路的電壓、計(jì)量電流、功率因素三個(gè)方面的分析，就可以判斷機(jī)械設(shè)備是否出現(xiàn)異常現(xiàn)象，如果出現(xiàn)計(jì)算的數(shù)值超過一定的閾值，機(jī)械設(shè)備就會(huì)發(fā)生指示信號(hào)或者進(jìn)行相應(yīng)的報(bào)警，但是不同的電力裝置都存在著優(yōu)點(diǎn)和確定，在靈敏性和精度方面也是存在著很大的差距的。

（二）計(jì)量電壓異常監(jiān)測。計(jì)量電壓異常監(jiān)測方法時(shí)機(jī)械設(shè)備中最常用的一種監(jiān)測手段，不同的回路電壓在變現(xiàn)方面存在著很大的差異。這種電壓監(jiān)測的方法主要是通過監(jiān)測回路中的不平衡電壓、相電壓、相電壓的突變量、斷路器位置的相關(guān)變化情況來進(jìn)行相應(yīng)工作的，如果工業(yè)系統(tǒng)通過相關(guān)傳感器監(jiān)測到支路之間的相電壓的數(shù)值在一段時(shí)間內(nèi)一直小于額定電壓30%，同時(shí)回路中的電流（額定電流）小于回路中的相電流15%，這樣就可以判斷回路中機(jī)械設(shè)備可能出現(xiàn)異常情況。另外一種情況下也可以判斷計(jì)量裝置出現(xiàn)異常，通過監(jiān)測回路中的三相不平衡電壓、相電壓突變量兩個(gè)參數(shù)，如果這兩個(gè)參數(shù)在一定的時(shí)間內(nèi)均超過了一定的閾值且在一定的時(shí)間沒有恢復(fù)正常，那么就可以確定機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)了異常情況。

（三）計(jì)量電流異常監(jiān)測。計(jì)量電流異常監(jiān)測的方法類似于計(jì)電壓的監(jiān)測方法，主要也是通過測量回路中的不同參數(shù)的突變量來判斷機(jī)械設(shè)備是否發(fā)生異常。與計(jì)量電壓異常監(jiān)測方法不同的是，計(jì)量電流的監(jiān)測方法主要是通過判斷回路中的三相不平衡電流、相電流、相電流突變量、斷路器位置來進(jìn)行相應(yīng)的分析。如果通過監(jiān)測發(fā)現(xiàn)回路中的三相不平衡電流、相電流突變在一定的范圍內(nèi)均超過一定的閾值，同時(shí)在一定的時(shí)間內(nèi)沒有恢復(fù)正常，那么同樣也可以判斷機(jī)械設(shè)備很可能出現(xiàn)異常。另外一種情況也可以判斷機(jī)械設(shè)備是否發(fā)生異常，通過電能表電流回路監(jiān)測元件是否發(fā)生動(dòng)作來判斷，如果電流回路監(jiān)測元件發(fā)生動(dòng)作而且回路中的斷路器分閘沒有動(dòng)作的情況下，那么同樣能夠判斷出機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)異常。

（四）功率因數(shù)異常監(jiān)測。功率因數(shù)異常監(jiān)測和前兩種方法存在著很多的差異，它在判斷機(jī)械設(shè)備是否發(fā)生異常主要是通過判斷斷路器位置、荷載功率因數(shù)這兩個(gè)參數(shù)，同時(shí)結(jié)合著圖一所總結(jié)的功率因數(shù)異常特征，從而進(jìn)行得出相應(yīng)的結(jié)論。比如在回路中的功率因數(shù)在一定時(shí)間內(nèi)超過所設(shè)定的余只能夠，而且沒有斷路器分閘與檢修信息，且延時(shí)沒有恢復(fù)正常，那么通過圖一的結(jié)論就可以判斷電力裝置出現(xiàn)異常。

二.基于網(wǎng)絡(luò)的機(jī)械設(shè)備故障診斷技術(shù)分析

（一）故障診斷分析。對于船舶的運(yùn)行而言，柴油機(jī)故障的概率較大。在分析故障原因時(shí)，要根據(jù)故障的結(jié)構(gòu)復(fù)雜性和運(yùn)行環(huán)境的特殊性，綜合分析各種因素，提高故障診斷結(jié)果的準(zhǔn)確性。船用柴油機(jī)運(yùn)動(dòng)部件多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。故障診斷技術(shù)比較困難。需要對傳統(tǒng)診斷技術(shù)進(jìn)行更新，積極應(yīng)用新技術(shù)和新概念，準(zhǔn)確診斷各種故障，為故障的解決提供依據(jù)。對于船用柴油機(jī)的故障診斷，需要根據(jù)不同的故障表現(xiàn)掌握故障產(chǎn)生機(jī)理。從物理、化學(xué)方面，根據(jù)振動(dòng)、油耗、噪聲、變形、磨損、氣味等性能特征進(jìn)行綜合分析，選擇合適的故障特征參數(shù)，完成故障診斷。

（二）熱力參數(shù)分析法。將該方法應(yīng)用于船舶柴油機(jī)的故障診斷，即利用船舶柴油機(jī)在運(yùn)行過程中熱參數(shù)的變化來確定其運(yùn)行狀態(tài)。例如氣缸壓力指示圖、轉(zhuǎn)速、排氣溫度、冷卻水進(jìn)出口溫度、排氣溫度、油溫等，經(jīng)過綜合分析，確定柴油機(jī)性能。其中，各種熱參數(shù)，指示地圖包含最多的信息，和壓力增加率，該指標(biāo)的權(quán)力，和壓縮壓力可以根據(jù)計(jì)算，計(jì)算和柴油機(jī)的燃燒質(zhì)量和各缸的力量是用來確定燃燒質(zhì)量是否平衡。然而，測功機(jī)的測量是比較困難的，特別是需要使用測功機(jī)對壓力傳感器的壽命和可靠性進(jìn)行診斷，這方面的研究是很有必要的。就船用柴油機(jī)故障診斷技術(shù)的發(fā)展水平而言，通過曲軸轉(zhuǎn)速波動(dòng)對柴油機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測和診斷，可以得到可靠的結(jié)果。柴油機(jī)運(yùn)行時(shí)，曲軸的扭轉(zhuǎn)波動(dòng)產(chǎn)生轉(zhuǎn)速波動(dòng)，與各缸的點(diǎn)火有關(guān)。通過對轉(zhuǎn)速波動(dòng)的研究，可以判斷缸內(nèi)工作壓力，實(shí)現(xiàn)故障監(jiān)測。

（三）振動(dòng)分析法。振動(dòng)分析方法的應(yīng)用原理是通過對船用柴油機(jī)振動(dòng)信號(hào)的測試、分析和處理，判斷各部件的內(nèi)部狀態(tài)，有效地進(jìn)行故障診斷，具有精度高、速度快的特點(diǎn)。目前，我國將該方法應(yīng)用于船用柴油機(jī)的故障診斷?？稍诟咨w上安裝振動(dòng)傳感器，采集并分析振動(dòng)信號(hào)，判斷缸體故障，判斷是否為柴油機(jī)主軸承故障，并使用潤滑油管道。在線壓力波信號(hào)診斷軸承故障。通過設(shè)備表面的振動(dòng)信號(hào)來完成柴油機(jī)氣缸、活塞、主軸承和氣閥故障診斷技術(shù)，研制了柴油機(jī)智能診斷儀器DCM-II，該儀器無需拆卸柴油機(jī)即可實(shí)現(xiàn)故障診斷。

（四）油液分析法。油液分析法對船用柴油機(jī)進(jìn)行故障診斷，即油濃度、磨粒形狀和尺寸、鐵含量變化、油含量、鐵含量分析、鐵譜分析等。對柴油機(jī)的整體磨損狀態(tài)進(jìn)行油品質(zhì)量變化分析，以確定柴油機(jī)的工作狀態(tài)是否存在異常。石油分析方法包括石油本身的理化性質(zhì)分析和石油中不潔凈物質(zhì)的分析兩種類型，常用的方法是光譜分析、鐵譜分析、顆粒計(jì)數(shù)等。與其他故障診斷技術(shù)相比，油液分析方法更便于采集和提取船用柴油機(jī)的故障特征，可以有效地避免噪聲技術(shù)而引起的頻譜干擾的影響。

三.結(jié)語

綜上所述，基于網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)測主要是通過智能傳感器對于設(shè)備的相關(guān)參數(shù)監(jiān)測和診斷從而有效監(jiān)控整個(gè)系統(tǒng)，能夠在最快的時(shí)間內(nèi)能夠?qū)⒐收蠌墓I(yè)系統(tǒng)中切除。做好機(jī)械設(shè)備的故障診斷對保障工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)發(fā)揮著重要的作用。

參考文獻(xiàn)：

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