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解决方案

重型机械—设备健康监测系统


 

现状和问题(ti):

国际(ji)上(shang),大型冶金(jin)机械(xie)和电气装备制造商,如SMSVAI、三菱、SiemensABB、东(dong)芝等都有完备的设备远程信(xin)息检(jian)测和故障诊断系(xi)统(tong)设备(bei)运行状(zhuang)态(tai)和故障信(xin)息(xi)通(tong)过网络(luo)传递到远(yuan)程的制造商设备(bei)监测中心(xin),对(dui)设备(bei)状(zhuang)态(tai)实施在线(xian)监测。另(ling)外,监测中心(xin)将装备信息与工艺紧密结合,对(dui)设(she)(she)备(bei)故(gu)障进(jin)行精密分(fen)析和诊断,为设(she)(she)备(bei)健(jian)康(kang)维护提供(gong)了(le)良好平(ping)(ping)台(tai),提升(sheng)了(le)设(she)(she)备(bei)的现(xian)代(dai)化(hua)管理水平(ping)(ping),有利于充分(fen)挖掘设(she)(she)备(bei)潜力,延长设(she)(she)备(bei)使(shi)用期限。而国内引进(jin)装(zhuang)备(bei)信(xin)息(xi)与工艺结(jie)合应用不够充分(fen),缺少数字化(hua)仿真和模型化(hua)设(she)(she)计(MBD)的配合(he)。很多设(she)备运营商即使有(you)PLMPDM等系统,但(dan)缺少将设备(bei)群大量数据(ju)积累、整合、利用的(de)(de)能(neng)力(li),对设备(bei)状(zhuang)态的(de)(de)预(yu)判力(li)不足。不能(neng)完(wan)全(quan)做到在线实时监测(ce)预(yu)警。

解决方案

    设备健康监测智能决(jue)策系统包括模(mo)(mo)拟(ni)仿真和(he)大(da)数(shu)(shu)据可(ke)靠性(xing)双预测(ce)数(shu)(shu)字(zi)(zi)平(ping)台(如(ru)图所示)。该双平(ping)台是(shi)与真实机(ji)器结合(he)的(de)(de)数(shu)(shu)字(zi)(zi)化(hua)平(ping)台,并在云平(ping)台上运行(xing),结合(he)数(shu)(shu)据驱动(dong)的(de)(de)分(fen)析算法和(he)其他(ta)物理量(liang),来模(mo)(mo)拟(ni)健康状态,预测(ce)使用寿命和(he)故障。此系统首先从(cong)早期设计阶(jie)段即建立起一(yi)个(ge)数(shu)(shu)字(zi)(zi)图像,同(tong)时在设计阶(jie)段,系统信息和(he)物理量(liang)就被(bei)输入进去(qu),如(ru)此,模(mo)(mo)拟(ni)模(mo)(mo)型(xing)被(bei)建立起来,这将为未来的(de)(de)分(fen)析做(zuo)坚实的(de)(de)工具(ju)基(ji)础(chu)。初(chu)始量(liang)可(ke)以由统计产生,也可(ke)以从(cong)测(ce)试或(huo)(huo)者使用数(shu)(shu)据的(de)(de)制造工艺过程中(zhong)得(de)到。模(mo)(mo)拟(ni)模(mo)(mo)型(xing)可(ke)以被(bei)看作(zuo)是(shi)一(yi)个(ge)真实机(ji)械(xie)设备(bei)的(de)(de)镜像,或(huo)(huo)者虚拟(ni)传感器,能够(gou)不断地记(ji)录(lu)在之后(hou)的(de)(de)使用过程中(zhong)的(de)(de)各种(zhong)机(ji)械(xie)状态。最终,它将同(tong)PLMERP等(deng)生(sheng)产数据(ju)管(guan)理软件结合,联同云计(ji)算技术和可靠性算法(fa),这样的(de)模型可使(shi)管理者(zhe)在有限的(de)数据和(he)恶(e)劣(lie)的(de)设备(bei)使(shi)用环境中,随时知道机械的(de)物理状(zhuang)态(tai),预(yu)测设备(bei)使(shi)用寿命和(he)故障,更(geng)好的(de)制(zhi)定维(wei)修保(bao)养计划。振华(hua)港(gang)机希望提高(gao)自身维(wei)保(bao)技(ji)术服务能力,提高(gao)维(wei)保(bao)业务效益和(he)利润率,期望未来设备(bei)维(wei)保(bao)成为新(xin)的(de)利润增长点。

通过运(yun)用先(xian)进的(de)检测技术,实时检测起重机(ji)状态(tai)(tai),通过对岸(an)吊机(ji)房内小(xiao)车及(ji)提(ti)升机(ji)构(gou)的(de)电机(ji)、齿轮箱、卷(juan)筒的(de)装填,对钢丝(si)绳磨损监测实现(xian)小(xiao)车状态(tai)(tai)受控(kong), 对(dui)(dui)起重机(ji)(ji)盐雾度(du)、水分等(deng)通过传(chuan)感器进(jin)(jin)行检测,对(dui)(dui)岸(an)吊小车(che)车(che)轮(lun)的(de)(de)状态进(jin)(jin)行振动监测,采用(yong)大(da)数据传(chuan)输(shu)处理(li)分析技(ji)术,分析起重机(ji)(ji)的(de)(de)金属结构,可以科学准确(que)地评(ping)估预测起重机(ji)(ji)的(de)(de)剩余疲劳(lao)寿(shou)命(ming),尤其(qi)是大(da)型起重机(ji)(ji)的(de)(de)剩余寿(shou)命(ming)。提前预知岸(an)桥故(gu)障隐(yin)患、判断故(gu)障严重程度(du),精确(que)定位故(gu)障部位,避免飞机(ji)(ji)划停机(ji)(ji),同(tong)时为维护提供决策支持。进(jin)(jin)行有(you)针(zhen)对(dui)(dui)性的(de)(de)预防(fang)(fang),防(fang)(fang)止伤亡事故(gu)的(de)(de)发生,减少(shao)经济损(sun)失。此外,通过整合设备管理(li)规(gui)章制(zhi)度(du)和业务流(liu)程,紧密结合状态监测、维修(xiu)(xiu)、使用(yong)和环境等(deng)信息,对(dui)(dui)涉(she)及(ji)设备健康的(de)(de)因素进(jin)(jin)行全面过程控制(zhi),对(dui)(dui)维修(xiu)(xiu)活动进(jin)(jin)行计划和优化。

系统架构(gou)组成包(bao)括如下几(ji)部分:

(1) 监测(ce)信号采集(ji)处(chu)理(li)系统

   (2) 性能退(tui)化模(mo)型

   (3) 寿命预测:

   (4) 故障(zhang)预警

   (5) 性(xing)能评价(jia)智能子(zi)模型分析及设备寿命预测

   (6) 维(wei)修专家系统

   (7) 数值仿真系统

   (8) 数据(ju)利用服务:健(jian)康相关的工业数据(ju)集中存储(chu),并按照(zhao)利用模(mo)型以(yi)多维方式(shi)进行(xing)清(qing)洗(xi)和处理,以(yi)供应数据(ju)利用。

 (9) 管理决策(ce)服务