液压设备在线监测技术与应用.doc

液压设备在线监测技术及应用 在线监测是液压设备及工艺过程故障诊断与状态监测的重要途径。这一章结合实例论述多媒体与网络技术背景下液压装置在线监测系统的组成、功能、基本要求、相关因素与应用方法。 第1节 设备在线监测技术概述 14.1.1 综述 随着现代化大生产的不断发展和科学技术的不断进步，为了最大限度地提高生产效率和产品质量，作为主要生产工具的机械设备正朝着大型、高速、精密、连续运转以及结构复杂的方向发展。这样，在满足生产要求的同时，设备发生故障的潜在可能性和方式也在相应增加，并且设备一旦发生故障，就可能造成严重的甚至是灾难性的后果。如何确保机械设备的安全正常运行已成为现代设备运行维护和管理的一大课题。对机械设备进行在线监测是保障其安全、稳定、长周期、满负荷、高性能、高精度、低成本运行的重要措施。 所谓在线监测（on-line monitoring），是在生产线上对机械设备运行过程及状态所进行的信号采集、分析诊断、显示、报警及保护性处理的全过程。 设备在线监测技术以现代科学理论中的系统论、控制论、可靠性理论、失效理论、信息论等为理论基础，以包括传感器在内的仪表设备、计算机、人工智能为技术手段，并综合考虑各对象的特殊规律及客观要求，因此它具有现代科技系统先进性、应用性、复杂性和综合性的特征。 目前，在线监测技术发展的主要趋势如下： 整个系统向着高可靠性、智能化、开放性以及与设备融合为一体的方向发展，从单纯监测分析诊断向着主动控制的方向发展。 采集器向着高精度、高速度、高集成度以及多通道方向发展。精度从8位发展到12为甚至16位，采集速度从几赫发展到几万赫，采集器内插件有所减少，从通用电子元件的组装向专用芯片ASIC的方向发展。 采样方式从等时采样向着等角度同步整周期采样的方向发展，以获取包括相位在内的多种信息，采集的数据从只有稳态数据发展到包括瞬态数据在内的多种数据。 通道数量从单通道向多通道发展，信号类型从单个类型向着多种类型（包括转速、振动、位移、温度、压力、流量、速度、开关量以及加速度等）方向发展。 数据的传输从串行口和并行口通讯向着网络通讯（波特率可达10兆、100兆甚至几百兆）的方向发展。 监测系统向对用户友好的方向发展，显示直观化，操作方便化，采用多媒体技术实现大屏幕动态立体显示。 分析系统向多功能发展，不仅能分析单组数据，还可分析开停机等多组数据。 诊断系统向智能化诊断多种故障的方向发展，由在线采集离线诊断向在线采集和实时诊断的方向发展。 数据存储向大容量方向发展，存储方式向通用大型数据库方向发展。 诊断与监测的方式向基于Internet/Intranet的远程诊断与监测的方向发展。 14.1.2 在线监测的重点对象与基本要求 （1）在线监测的主要对象 须在线监测的重点设备主要如下： 对生产影响最大的关键设备，包括工艺要求十分严格及产品质量要求十分严格的设备、连续运行的设备、单一生产流程中的设备、没有备用的设备、以及中间产品储量最少的设备等。 隐含危险的设备，包括在高温或高压或高电压下工作的设备、装有高速或大惯性运动部件的设备、处理危险或有毒介质的设备。 有严格的安全性要求的设备，包括故障发生可能引起爆炸的设备、故障一旦发生会造成灾难的设备等。 （2）监测的重点部位 监测的重点部位主要如下： 对机器的可靠性影响最大的薄弱环节。 负荷繁重且不可缺少的装置。 数据表明寿命最短的零部件。 对整台设备起安全保护作用的装置。 环境恶劣，人员难以接近的部位。 （3）在线监测系统的基本要求 用户对在线监测系统的基本要求分别是： 先进性。在系统建设过程中应采用具有国际领先水平的技术，主要包括：采用先进的现场总线技术、OPC Server网络数据采集技术、标准的布线技术、先进的Internet/Intranet技术等，把各种先进技术融合在整个系统中。 实用性。首先是系统具有实用的功能，其次是系统硬件配置和软件设计应从使用者的角度出发，尽可能方便、实用。应根据设备维护和检修的实际需求，严格按照国家标准，使系统既能满足生产需求，又做到用户界面友好、操作方便。 有效性。应保证分析、诊断结果的有效性，在被监测的设备出现故障前能起到预防作用，而当设备出现故障时能及时给出正确的判断。 可靠性。在线监测系统的主要目的是保障生产机械的工作可靠性，因此其本身应具有更高的可靠性。监测系统结构上采用层次式分布结构，以实现故障分散，保证高可靠性，即在任一单元发生故障情况下，不影响诊断系统其他部分的运行。并考虑生产现场的环境恶劣，采用高抗干扰性的措施。 安全性。应采用完备的模拟量、数字量隔离(如三端隔离)技术，正确的信号接地措施，以及系统的冗余性，确保整个系统的电气安全性；在网络系统上采用防计算机病毒系统；在系