刀具監(jiān)測技術主要可以分為兩大類:直接監(jiān)測方法和間接監(jiān)測方法。直接監(jiān)測方法通常是通過使用光學或觸覺傳感器直接觀察刀具的磨損情況。這種方法精度高,但必須進行停機檢測,時間成本較高,因此不適用于工業(yè)生產。間接監(jiān)測方法則是通過監(jiān)測與刀具磨損或破損密切相關的傳感器信號,如振動、切削力、電流功率和聲發(fā)射等,并利用建立的數學模型間接獲得刀具磨損量或刀具破損狀態(tài)。這種方法可以在機床加工過程中持續(xù)進行,不影響加工進度,因此更適用于在線監(jiān)測。其中,基于振動的監(jiān)測法是一種常用的間接監(jiān)測方法。切削過程中,振動信號包含豐富的與刀具狀態(tài)密切相關的信息。通過測量和分析振動信號,可以有效地監(jiān)測刀具的磨損和破損情況。此外,切削力監(jiān)測法也是一種常用的間接監(jiān)測方法。加工過程中,切削力會隨著刀具狀態(tài)的變化而改變,因此通過監(jiān)測切削力的變化也可以有效地判斷刀具的狀態(tài)??偟膩碚f,刀具監(jiān)測技術對于確保加工質量和提高生產效率具有重要意義。在實際應用中,應根據具體的加工需求和條件選擇合適的監(jiān)測方法和技術。通過監(jiān)測電機振動的頻率和振幅,可以評估電機軸承和其他旋轉部件的狀況。嘉興減振監(jiān)測應用
傳統(tǒng)方法通常無法自適應提取特征, 同時需要一定的離線數據訓練得到檢測模型, 但目標對象在線場景下采集到的數據有限, 且其數據分布與訓練數據的分布可能因隨機噪聲、變工況等原因而存在差異, 導致離線訓練的模型并不完全適合于在線數據, 容易降低檢測結果的準確性; 其次, 上述方法通常采用基于異常點的檢測算法, 未充分考慮樣本前后的時序關系, 容易因數據微小波動而產生誤報警, 降低檢測結果的魯棒性; 再次, 為降低誤報警, 這類方法需要反復調整報警閾值. 此外, 基于系統(tǒng)分析的故障診斷方法利用狀態(tài)空間描述建立機理模型, 可獲得理想的診斷和檢測結果, 但這類方法通常需要提前知道系統(tǒng)運動方程等信息, 對于軸承運行來說, 這類信息通常不易獲知. 近年來, 深度神經網絡已被成功應用于早期故障特征自動提取和識別, 可自適應地提取信息豐富和判別能力強的深度特征, 因此具有較好的普適性. 但是, 這類方法一方面需要大量輔助數據進行模型訓練, 而歷史采集的輔助數據與目標對象數據可能存在較大不同, 直接訓練并不能有效提升在線檢測的特征表示效果; 另一方面, 在訓練過程中未能針對早期故障引發(fā)的狀態(tài)變化而有目的地強化相應特征表示. 因此, 深度學習方法在早期故障在線監(jiān)測中的應用仍存在較大的提升空間.上海功能監(jiān)測系統(tǒng)常用的電機監(jiān)測方法包括振動監(jiān)測、溫度監(jiān)測、潤滑油監(jiān)測、電流監(jiān)測和聲音監(jiān)測等。這些方法可以結合使用。
基于數據的故障檢測與診斷方法能夠對海量的工業(yè)數據進行統(tǒng)計分析和特征提取,將系統(tǒng)的狀態(tài)分為正常運行狀態(tài)和故障狀態(tài)。故障檢測是判斷系統(tǒng)是否處于預期的正常運行狀態(tài),判斷系統(tǒng)是否發(fā)生異常故障,相當于一個二分類任務。故障診斷是在確定發(fā)生故障的時候判斷系統(tǒng)處于哪一種故障狀態(tài),相當于一個多分類任務。因此,故障檢測和診斷技術的研究類似于模式識別,分為4個的步驟:數據獲取、特征提取、特征選擇和特征分類。1)數據獲取步驟是從過程系統(tǒng)收集可能影響過程狀態(tài)的信號,包括溫度、流量等過程變量;2)特征提取步驟是將采集的原始信號映射為有辨識度的狀態(tài)信息;3)特征選擇步驟是將與狀態(tài)變化相關的變量提取出來;4)特征分類步驟是通過算法將前幾步中選擇的特征進行故障檢測與診斷。在大數據這一背景下,傳統(tǒng)的基于數據的故障檢測與診斷方法被廣泛應用,但是,這些方法有一些共同的缺點:特征提取需要大量的知識和信號處理技術,并且對于不同的任務,沒有統(tǒng)一的程序來完成。此外,常規(guī)的基于機器學習的方法結構較淺,在提取信號的高維非線性關系方面能力有限。
隨著電力電子技術、自動化控制技術的不斷發(fā)展,電機在工業(yè)生產以及家用電器中得到了應用,在市場競爭中正逐步顯示自己的優(yōu)勢。傳統(tǒng)的電機在線監(jiān)測裝置多采用電流表、電壓表、功率表等較為原始的儀表來進行測量,采用人工讀數的方式進行數據的測量、記錄和分析,這不僅硬件冗余,系統(tǒng)雜亂,而且操作極為不便,更有甚者,讀數誤差大,測試結果不準確。有些場合需要進行電機多種參數的監(jiān)測,這樣就勢必會加大各種測量儀器的使用以及人力資源的投入。傳統(tǒng)的監(jiān)測方法要求監(jiān)測人員具有較高的技能和水平,由于人為誤差的不可避免,這種監(jiān)測方法無法做定量分析,無法更加準確、實時的掌握電機的運行狀態(tài)和故障。技術實現要素:本發(fā)明提出了一種電機在線監(jiān)測裝置和方法,通過對扭矩、轉速、各相電流、電壓、溫度、功率和效率進行實時動態(tài)的監(jiān)測以及對過電壓、過電流、過熱進行報警停機,解決現有技術中監(jiān)測參數不能定量分析以及無法更加準確、實時的掌握電機運行狀態(tài)和故障的技術問題。監(jiān)測技術有助于發(fā)現潛在問題、預測設備故障并采取維護措施,從而降低損壞風險,提高系統(tǒng)的可靠性和效率。
目前設備狀態(tài)監(jiān)測及故障預警若干關鍵技術可歸納如下:(1)揭示設備運行狀態(tài)機械動態(tài)特性劣化演變規(guī)律。設備由非故障運行狀態(tài)劣化為故障運行狀態(tài),其機械動態(tài)特性通常有一個發(fā)展演變過程(2)提取設備運行狀態(tài)發(fā)展趨勢特征。在役設備往往具有復雜運行狀態(tài),在長歷程運行中工況和負載等非故障因素會造成信號能量變化,故障趨勢信息往往被非故障變化信息淹沒,需較大程度上消除非故障變化造成的冗余信息,進而構建預測模型。動力裝備全壽命周期監(jiān)測診斷方面:實現了支持物聯(lián)網的智能信息采集與管理、全生命周期動態(tài)自適應監(jiān)測、早期非線性故障特征提取。優(yōu)化重構出綜合體現裝備運行工況及表現的新參數,提高異常狀態(tài)辨識的適應性與可靠性,基于運行過程信息反映裝備劣化趨勢與故障發(fā)展規(guī)律,來提高故障早期辨識能力?;谖锫?lián)網和網絡化監(jiān)測診斷將產品監(jiān)測診斷與運行服務支持有機集成一體,在應用中實現動力裝備常見故障診斷準確率達80%以上。應用于風力大電機、空壓機等大型動力裝備的集群化診斷領域。提供了基于物聯(lián)網的動力裝備全生命周期監(jiān)測與服務支持創(chuàng)新模式,提供了其生命周期的遠程監(jiān)測診斷與維護等專業(yè)化服務。電機監(jiān)測需要實時獲取和處理數據,以及及時發(fā)出警報。要求數據采集和處理要高性能的硬件和快速的算法。常州動力設備監(jiān)測特點
通過在線監(jiān)測系統(tǒng)來實現,實時地收集和分析電機運行數據。通過電機狀態(tài)監(jiān)測,可以提高電機的可靠性。嘉興減振監(jiān)測應用
故障預測與健康管理是以工業(yè)監(jiān)測數據為基礎,通過高等數學、數學優(yōu)化、統(tǒng)計概率、信號處理、機器學習和統(tǒng)計學習等技術搭建模型算法,實現產品和裝備的狀態(tài)監(jiān)測、故障診斷及壽命預測,為產品和裝備的正常運行保駕護航,從而提高其安全性和可靠性。故障預測與健康管理是以工業(yè)監(jiān)測數據為基礎,通過高等數學、數學優(yōu)化、統(tǒng)計概率、信號處理、機器學習和統(tǒng)計學習等技術搭建模型算法,實現產品和裝備狀態(tài)監(jiān)測、故障診斷及壽命預測,為產品和裝備的正常運行保駕護航,從而提高其安全性和可靠性。近年來我們提出的標準化平方包絡和數學框架以及準算數均值比數學框架指引了稀疏測度構造的新方向,同時發(fā)現了大量基尼指數、峭度、香農熵等具有等價性能的稀疏測度。基于標準化平方包絡和數學框架以及凸優(yōu)化技術,提出了在線更新模型權重可解釋的機器學習算法,可以利用模型權重來實時確認故障特征頻率,解決了狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷領域傳統(tǒng)機器學習只能輸出狀態(tài),而無法提供故障特征來確認輸出狀態(tài)的難題。嘉興減振監(jiān)測應用