基于網絡的機械設備遠程監測與故障診斷

陳偉偉

摘 要：機械設備在工業生產過程中發揮著重要的作用，但是機械在長時間的運轉過程中存在著各種各樣的故障，基于網絡的機械設備遠程監測與故障診斷可以有效解決這個問題，從而保障工業生產的正常運轉，因此本文在此基礎上就基于網絡的機械設備遠程監測與故障診斷的相關問題做了一定的探究，從而更好促進我國機械行業的發展。

關鍵詞：網絡 機械設備遠程監測 故障診斷

一.基于網絡的機械設備遠程監測方法和故障診斷

（一）技術特征分析。機械設備的常用的監測方法和監測措施主要是從工業系統的參數入手，通過監測電力參數的變化來判斷電力裝置是否發生異常，常用的監測電力參數主要有電壓、電流以及功率因素。因此在開展機械設備監測方法和監測措施的研究之前首先要對于工業系統中的電力參數的特征進行充分分析，從而為機械設備的監測打下堅實的基礎。因為在工業系統工作過程中，如果電能計量裝置發生異常或者出現故障，那么就會影響這條線路的工作狀態、相關信號的能量狀態、或者參數發生變化，這些異常就會影響著回路相關參數的變化，那么工業系統通過對于回路的電壓、計量電流、功率因素三個方面的分析，就可以判斷機械設備是否出現異常現象，如果出現計算的數值超過一定的閾值，機械設備就會發生指示信號或者進行相應的報警，但是不同的電力裝置都存在著優點和確定，在靈敏性和精度方面也是存在著很大的差距的。

（二）計量電壓異常監測。計量電壓異常監測方法時機械設備中最常用的一種監測手段，不同的回路電壓在變現方面存在著很大的差異。這種電壓監測的方法主要是通過監測回路中的不平衡電壓、相電壓、相電壓的突變量、斷路器位置的相關變化情況來進行相應工作的，如果工業系統通過相關傳感器監測到支路之間的相電壓的數值在一段時間內一直小于額定電壓30%，同時回路中的電流（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械設備可能出現異常情況。另外一種情況下也可以判斷計量裝置出現異常，通過監測回路中的三相不平衡電壓、相電壓突變量兩個參數，如果這兩個參數在一定的時間內均超過了一定的閾值且在一定的時間沒有恢復正常，那么就可以確定機械設備出現了異常情況。

（三）計量電流異常監測。計量電流異常監測的方法類似于計電壓的監測方法，主要也是通過測量回路中的不同參數的突變量來判斷機械設備是否發生異常。與計量電壓異常監測方法不同的是，計量電流的監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、斷路器位置來進行相應的分析。如果通過監測發現回路中的三相不平衡電流、相電流突變在一定的范圍內均超過一定的閾值，同時在一定的時間內沒有恢復正常，那么同樣也可以判斷機械設備很可能出現異常。另外一種情況也可以判斷機械設備是否發生異常，通過電能表電流回路監測元件是否發生動作來判斷，如果電流回路監測元件發生動作而且回路中的斷路器分閘沒有動作的情況下，那么同樣能夠判斷出機械設備出現異常。

（四）功率因數異常監測。功率因數異常監測和前兩種方法存在著很多的差異，它在判斷機械設備是否發生異常主要是通過判斷斷路器位置、荷載功率因數這兩個參數，同時結合著圖一所總結的功率因數異常特征，從而進行得出相應的結論。比如在回路中的功率因數在一定時間內超過所設定的余只能夠，而且沒有斷路器分閘與檢修信息，且延時沒有恢復正常，那么通過圖一的結論就可以判斷電力裝置出現異常。

二.基于網絡的機械設備故障診斷技術分析

（一）故障診斷分析。對于船舶的運行而言，柴油機故障的概率較大。在分析故障原因時，要根據故障的結構復雜性和運行環境的特殊性，綜合分析各種因素，提高故障診斷結果的準確性。船用柴油機運動部件多，結構復雜。故障診斷技術比較困難。需要對傳統診斷技術進行更新，積極應用新技術和新概念，準確診斷各種故障，為故障的解決提供依據。對于船用柴油機的故障診斷，需要根據不同的故障表現掌握故障產生機理。從物理、化學方面，根據振動、油耗、噪聲、變形、磨損、氣味等性能特征進行綜合分析，選擇合適的故障特征參數，完成故障診斷。

（二）熱力參數分析法。將該方法應用于船舶柴油機的故障診斷，即利用船舶柴油機在運行過程中熱參數的變化來確定其運行狀態。例如氣缸壓力指示圖、轉速、排氣溫度、冷卻水進出口溫度、排氣溫度、油溫等，經過綜合分析，確定柴油機性能。其中，各種熱參數，指示地圖包含最多的信息，和壓力增加率，該指標的權力，和壓縮壓力可以根據計算，計算和柴油機的燃燒質量和各缸的力量是用來確定燃燒質量是否平衡。然而，測功機的測量是比較困難的，特別是需要使用測功機對壓力傳感器的壽命和可靠性進行診斷，這方面的研究是很有必要的。就船用柴油機故障診斷技術的發展水平而言，通過曲軸轉速波動對柴油機的運行狀態進行監測和診斷，可以得到可靠的結果。柴油機運行時，曲軸的扭轉波動產生轉速波動，與各缸的點火有關。通過對轉速波動的研究，可以判斷缸內工作壓力，實現故障監測。

（三）振動分析法。振動分析方法的應用原理是通過對船用柴油機振動信號的測試、分析和處理，判斷各部件的內部狀態，有效地進行故障診斷，具有精度高、速度快的特點。目前，我國將該方法應用于船用柴油機的故障診斷。可在缸蓋上安裝振動傳感器，采集并分析振動信號，判斷缸體故障，判斷是否為柴油機主軸承故障，并使用潤滑油管道。在線壓力波信號診斷軸承故障。通過設備表面的振動信號來完成柴油機氣缸、活塞、主軸承和氣閥故障診斷技術，研制了柴油機智能診斷儀器DCM-II，該儀器無需拆卸柴油機即可實現故障診斷。

（四）油液分析法。油液分析法對船用柴油機進行故障診斷，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。對柴油機的整體磨損狀態進行油品質量變化分析，以確定柴油機的工作狀態是否存在異常。石油分析方法包括石油本身的理化性質分析和石油中不潔凈物質的分析兩種類型，常用的方法是光譜分析、鐵譜分析、顆粒計數等。與其他故障診斷技術相比，油液分析方法更便于采集和提取船用柴油機的故障特征，可以有效地避免噪聲技術而引起的頻譜干擾的影響。

三.結語

綜上所述，基于網絡的設備遠程監測主要是通過智能傳感器對于設備的相關參數監測和診斷從而有效監控整個系統，能夠在最快的時間內能夠將故障從工業系統中切除。做好機械設備的故障診斷對保障工業生產系統發揮著重要的作用。

參考文獻：

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