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（杭州製氧機集團股份有限公司）

前言

對（duì）於現代企業來說，其在（zài）開（kāi）展（zhǎn）經營生（shēng）產活動過程中（zhōng）需要運（yùn）用到大量的現代設備（bèi），這些現代設備不僅種類繁多，而且結構非常精密（mì）、複雜，在現代（dài）企業的（de）總資（zī）產中也同樣占據著很高的（de）比例（lì），因（yīn）此，這也使得企業非常重視現代設備（bèi）的管理工作。

但是，現代設備的管理難度也是顯而易見的，事實上，高效的現代（dài）設（shè）備（bèi）管理工作對於促進企業長遠化（huà）發（fā）展具有重要意義（yì），通過加強現代設備管理工作，能夠使現代企業的財力、物力及人力等（děng）各方麵資源（yuán）得到（dào）充分地利（lì）用，同時也（yě）有助於提高企業產品的性（xìng）價比，推（tuī）動（dòng）了企業的可持續穩定（dìng）發展。現代企業在（zài）開（kāi）展設備管理工（gōng）作過（guò）程中（zhōng），需要確保管理人員能夠（gòu）對設備運行（háng）狀況進（jìn）行實時檢測與精確預測，在保證設備管理費用（yòng）得到有效節約的同時，限度（dù）的降低（dī）企業生產成本，以此提高企業經濟效益。為此，以下主要對狀態監測及故障診斷（duàn）技術進行簡要概述，並探討現在設（shè）備中狀態監測及故障（zhàng）診（zhěn）斷所需運用到的相關技術內容及其應（yīng）用指標，在此基礎上進一步探討狀態監測及故障診斷技術（shù）的未來發展方向。

一、狀態監測與（yǔ）故障診斷技術淺析

1.狀態監測（cè）

在現代設備運行過程中，其整個運行狀態都是通過狀態監測技術來實（shí）施全程化監控的，可以說，狀態監測（cè）技術是開展設備故障診斷過程中（zhōng）的一項基礎性工作。對於（yú）狀態監測技（jì）術而言，其能夠檢測和轉換設備在運行過程中產生的各種信號，並分析其（qí）信號特（tè）征，同時記錄設備（bèi）運行各項數據，通過分析這些數據來判斷設（shè）備的運行狀（zhuàng）態是否發生異常。在通過狀態監測技術來實施信（xìn）號檢測與轉（zhuǎn）換時，這些信號可以通過多種形式表現出來，例如（rú），聲音、振動、壓力、流（liú）量或溫度等，通（tōng）過這些信（xìn）號（hào）表現形式，便可通過狀態監測技術來提取具體的信號特征，進而準確判斷出設備的運行狀態，通過狀態監測技術能夠（gòu）分析這些信號的變化情況。比如，聲音大小的變化、振動頻（pín）率的變化、溫度升高或降低的變化等，通過采集（jí）這（zhè）些信號變化（huà）特（tè）征，並將其與正常的信號標準值（zhí）進行對比，即可判（pàn）斷（duàn）出（chū）設備的運行狀態是否存在異常，從而幫助工作人員能夠針對設備的實際運行（háng）狀態采取對應的應（yīng）對措施。

2.診斷分（fèn）析

在現代設備管理中，還經常應用到故障診斷技術，故障診（zhěn）斷技術對現代設備的診斷分析主要（yào）包（bāo）括兩個方麵，分別是設備（bèi）運行信號的處理和設備故障（zhàng）的診斷。在對（duì）設（shè）備運（yùn）行信號進（jìn）行分析處理過程中，需（xū）要對設備運行過程中產生的信息進行采（cǎi）集，並（bìng）進行相應的轉換和處理，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（zhí）觀地判斷。在信號分析（xī）處理中可以采（cǎi）取多種方法，也可以應用計算機或不同的專用（yòng）儀器，以不同方法、不同（tóng）角度、不同領域來進行分（fèn）析與（yǔ）處理（lǐ），當然，其（qí）分析與處理結果也是有不同差異的。隨著我國信號分析與處理方麵的不斷發展，故障診斷技術也由此衍生出來，通過將係統監（jiān）測及診（zhěn）斷數（shù）據（jù）作為依據，並對比於正常的數據指標，即可對設備的運行故障進行判斷，當設備出現故障（zhàng）以後（hòu），便可通過故障診斷技術來做出進一步診斷，由此便可（kě）對故障發（fā）生部位進行確定。

3.治理預防

在對現代設備進行故障診斷以後，還需（xū）要進行治理預防。通常（cháng）來說，設備如果出現故障，便需要通過治理預防來防範故障的再次發生。針對故障的產（chǎn）生原因、故障部位、故障風險大小等（děng），需要采取不同程度的防範措施，以此確保此類故障（zhàng）不會再次（cì）出現。在治理預防中，通常涉（shè）及到調整、檢修、更（gèng）換或（huò）改善等措施（shī），治理預（yù）防再（zài）經過分析以後，其結果（guǒ）往往有兩個，第一個結果是設備運行雖然存在一些問題（tí），但是仍舊能夠（gòu）正常工作，而這就需要企業對設備運行狀態（tài）及（jí）其故障發展趨勢進行強化監測，確保設備使用不會影（yǐng）響到正常生產。另一（yī）個結果則是設備在運行過程（chéng）中出現故（gù）障的概率較（jiào）高，並會嚴重影響到（dào）正常生產，此時企業便需要對設備進行立（lì）即維修，以此防止（zhǐ）故障發生。在治理預防（fáng）中（zhōng），可采取立即停機（jī）、監護運（yùn）行和巡回監測這 3 種方（fāng）式來開展具體工作。

二、狀態監（jiān）測工作涉及到的技術內容探討

在（zài）現代設備管理工作中，設備運行狀態（tài）的監測需（xū）要運用到各類傳（chuán）感器、信號采集器、分（fèn）析處理軟件以及計算（suàn）機等（děng），並且還要涉及到振動檢（jiǎn）測儀、紅外線溫度檢測儀（yí）等相關儀器的使用。在（zài）開展設（shè）備運行狀態監測過程中（zhōng），振動分析是一種重（chóng）要的（de）監測方式。在振動分析過程中，可以采取時域譜分析和頻域譜分析，通（tōng）過時域譜與頻域譜（pǔ）能夠對現代設備（bèi）運行中可能出現的軸不對（duì）中、齒輪箱故障、滑動軸承故障、機械鬆動（dòng）、轉子（zǐ）失衡、滾動軸承故障、電（diàn）機故（gù）障等故障做出可靠的分析與處理。通過觀察圖（tú）譜中表現出的故障特征，能夠幫助工作人員對設備故障的產生根源進行快速診斷。對於時域?來說，其能夠對設備處於振動狀態下具有的峭度指標（biāo）以及轉子動（dòng）、靜間碰磨情況進行客觀反映。

頻域譜除（chú）了能對時域圖中的全部內容進行客觀反映（yìng）以外，還可對（duì）設備運行過程中出現（xiàn）的各種異常（cháng）工況進行直觀體現，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（wò）設備故障類型、發生部位及其嚴重程（chéng）度，進而為（wéi）現代設備的故障檢修工作提供（gòng）重要（yào）的（de）數據支持與量化依據。通過采（cǎi）集和分析設備運行過程中的電流頻譜，能夠對交（jiāo）流電機故障進行準確診斷，並判斷設備中是否存在高阻接頭轉（zhuǎn）子、斷條端環裂縫（féng）等問題。借助於設備運行狀態監測係統，能夠實現對設備故障的自動化診斷，可以幫助員工依據自身的工作經驗來診斷設備故（gù）障，工（gōng）作人員可以通過（guò）手持紅外熱（rè）像儀或紅外線檢測（cè）儀等設備儀器，對現代設備進行非接觸式的故障診斷與狀態監（jiān）測，通過這些儀器能夠對摩（mó）擦付的溫度、設備運轉（zhuǎn）介質溫（wēn）度和重（chóng）點軸承溫度進行分析。設備檢修（xiū）人員還可通過簡易的振動監測儀（yí）來對（duì）設備的震動狀況進行定期監測（cè），簡易振動監測儀可實時采集（jí）設備的（de）振動數值，通過對振動數值進行（háng）匯總統計，以（yǐ）此獲得設備運行（háng）狀況的定論（lùn）。

三、狀態（tài）監測及故（gù）障診斷技術（shù）的發展方向

1.智能化的發展方向

近年（nián）來，各種類型的傳感器也相繼被應用到狀態監測及（jí）故障診斷（duàn）領域（yù），這也促使狀態監測及故障診斷領（lǐng）域中湧現出了許多更加先（xiān）進的新方法（fǎ）和新技術，比如，專家實時（shí）診斷、神經（jīng）網絡診斷等（děng）。而在狀態監測及故障診斷過（guò）程（chéng）中，人工智能技術的逐漸融入，使得人工智能的應（yīng）用程度不斷（duàn）提高（gāo），該領域也將向著智能（néng）化的（de）方向發展（zhǎn）。在人工智（zhì）能相關理論的指導下，狀態監測及故障診斷技術（shù）也將具備更加強（qiáng）大的理（lǐ）論基礎（chǔ），同時狀態監測及故障診（zhěn）斷技術在各（gè）種（zhǒng）複雜係統中的應用深度將逐步提高，從而使狀態監（jiān）測及故障診（zhěn）斷技術之間的結合變得愈發緊密，其應用效果也（yě）將變得更加明顯。

2.網絡化、實時（shí）化的發展方向

將網絡（luò）應用到故障診斷及狀態監測工作中已經到了勢在必行（háng）的階段。通過網絡化的應用，能夠使故障診斷及（jí）狀態監測技術實現對大型關鍵機組的（de）在線實時（shí）化監測，從而確保機組在（zài）運（yùn）行過程中產（chǎn）生的各（gè）類數據得（dé）到連續（xù）性的監測（cè），進而保（bǎo）證機組能夠始終處（chù）於正常運行狀態，企業也能根據機組的實際運行狀態、檢修情況等信息，以此對設備維修計劃進行靈（líng）活（huó）的定製與（yǔ）調整，從而在避免嚴重（chóng）故障發生的（de）同時，使企（qǐ）業（yè）不會因故障中斷機組運行而遭受不必要的經濟損失。

3.綜合化、信息化的發展方向

在以往的設備管理工作（zuò）中，需要由（yóu）不同專業人員來對不同的生產設（shè）備進行（háng）運行（háng）狀態監測。同時（shí），這些設備運行狀態信息也分別被存儲到不同位置。例如，企業在開展設備管理（lǐ）過（guò）工作中需要按照電氣專業、工藝專業（yè）及機械專業等，並根（gēn）據不同專業來（lái）進行管理人員、操（cāo）作人員、技術人員等工作崗位的設置（zhì），以此實現對設備運（yùn）行狀態的監測與診斷。在存儲設備運行數（shù）據時也較為分散化，這也使得這些存儲數據（jù）無法得到充分的利用。通過狀態監測及故障診（zhěn）斷技術，能夠打造出一個高度統（tǒng）一化、綜合（hé）化的設備管理信息係統，以此確（què）保這些獨立存（cún）儲（chǔ）的信息點得到有效串（chuàn）聯起（qǐ）來，進而使信息檢（jiǎn）測及存儲實現（xiàn）集中化，有效滿足了現代設備的運行狀（zhuàng）態檢測及故障診斷需求。可以（yǐ）說，通過狀態監測及故（gù）障診斷技術的（de）應用（yòng），使得設（shè）備信息管（guǎn）理工作變得（dé）更（gèng）加綜合化、集中化（huà）。

4.精（jīng）細化、專業化的發展方向

隨（suí）著（zhe）科學技術的發展（zhǎn），我國對科技人才的培養日益重視，這使得科技人才的分（fèn）工狀況更加精細化，監測設備也將向著網絡化的方向發展（zhǎn），狀態監測及故障診斷的專業化程度也將不（bú）斷提升。技術的快速（sù）革新，使狀態監測及故障診斷向著區域化和行業（yè）化的方（fāng）向發展，這也促使企業和設備生產商能夠與設備狀態監（jiān）測建立更加緊密的連接，進而使企業能夠提供異地專家團診斷服務。而互聯網的快速普及，也使分布於不同地區的企業，能夠共同針對某些設備故障來開展實時（shí）的交流探討與（yǔ）知識共享。

結語

總之，在現代企業設備（bèi）監控及管理過程中，對狀態監（jiān）測及故障診斷（duàn）技術進行運用已經成為企業未來發展的必然趨勢。而（ér）狀（zhuàng）態監測及故障診斷技術的智（zhì）能化（huà）、精細化發展，也將為企業提供更為廣闊的發展空間，使企（qǐ）業能夠從中獲取更（gèng）多的經濟效益，全麵提高企業市場（chǎng）競爭力。

來源：《中國設備工程》2021年第15期

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