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使用无线振荡传感器完成接连牢靠的进程监控

工厂自动化和总体效率理所当然地受到巨大的关注,原因不仅是生产率提高(哪怕一点点)能带来正面效益,而且同样重要的是,它能降低或消除设备

工厂自动化和整体功率天经地义地遭到巨大的重视,原因不只是出产率前进(哪怕一点点)能带来正面效益,并且相同重要的是,它能下降或消除设备罢工形成的严重丢失。现在,咱们可以不必仰赖剖析技能的前进来洞悉可用统计数据以猜测保护需求,或许简略地依托加强对技能人员的培训,而是可以通过检测与无线传输技能的前进完成真实实时的剖析和操控。
精细的工业出产进程(参见图1)越来越依靠于电机和相关机械设备高效牢靠、始终如一的运作。机器设备的不平衡、缺点、紧固件松动和其它异常现象往往会转化为振荡,导致精度下降,并且引发安全问题。假如置之脑后,除了功用和安全问题外,若导致设备停机修补,也必然会带来出产率丢失。即便设备功用发生细小的改动,这一般很难及时猜测,也会敏捷转化为严重的出产率丢失。


图1.工厂环境下的进程操控与保护自动化;无线检测网络的高价值方针

众所周知,进程监控和根据状况的预见性保护是一种卓有成效的防止出产率丢失的办法,但这种办法的杂乱性与其价值平起平坐。现有办法存在约束性,特别是涉及到剖析振荡数据(不管以何种办法取得)和确认差错源时。
典型数据收集办法包含安装在机器上的简略压电传感器和手持式数据收集东西等。这些办法存在多种约束性,特别是与抱负的全面检测与剖析体系解决方案相比较,后者可以嵌入机器上或机器中,并能自治作业。下面深化评论这些约束性及其与抱负解决方案——自治无线嵌入式传感器——的比照。对彻底嵌入式自治检测元件的杂乱体系方针的选项剖析可以分为十个不同方面,包含完成高重复度的丈量、精确评价收集到的数据、恰当的文档记载和可追溯性等,下面将对各方面进行阐明并评论可用办法与抱负办法。
精确且可重复的丈量
现有手持式振荡探头(参见图2)在完成办法上具有一些优势,包含不需求对终端设备做任何修正,并且其集成度相对较高,尺度较大,可供给足够的处理才干和存储空间。可是,它的一个首要约束是丈量成果不行重复。探头方位或视点稍有改动,就会发生不一致的振荡剖面,然后难以进行精确的时刻比较。因而,保护技能人员首要需求澄清所观察到的振荡偏移是由机器内部的实践改变所造成的,仍是只是由于丈量技能的改变所造成的。抱负情况下,传感器应当结构紧凑并且充沛集成,可以直接永久性地嵌入方针设备内部,然后消除丈量方位偏移问题,并且可以彻底灵敏地组织丈量时刻。


图2.现有的设备振荡偏移监控手动探头办法缺少可重复性和牢靠性

丈量的频率和时刻组织
在高价值设备的出产设备中,例如制作灵敏电子器材时,进程监控极为有利。这种情况下,装配线的细小偏移不只或许导致工厂出产率下降,并且或许使终究设备的要害标准发生偏移。手持式探头办法的另一个显着的约束是无法实时指出有问题的振荡偏移。大都压电传感器相同如此,其集成度一般十分低(某些情况下仅有一个传感器),需求将数据传送到其它当地进行剖析。这些器材需求外部干涉,因而或许会错失一些事情和振荡偏移。自治传感器处理体系则否则,它内置传感器、剖析、存储和报警功用,一起依然小到足以嵌入设备中,可以在第一时刻奉告振荡偏移,并且最佳地显现根据时刻的状况趋势。
了解数据
上述嵌入式传感器宣布实时告诉的设想,只要选用频域剖析才干完成。一般,任何设备都有多种振荡源,如轴承缺点、不平衡和齿轮啮合等,此外还有规划带来的振荡源,例如钻孔机或约束机在正常作业进程中发生的振荡。根据时刻的剖析会发生一个归纳所有这些振荡源的杂乱波形,在进行FFT剖析之前,它供给的信息难以区分。大都压电传感器解决方案依靠外部FFT核算和剖析。这不只使得实时告诉毫无或许,并且将大部分额定规划作业推给了设备开发商。可是,假如传感器内嵌FFT剖析功用,就能即时确认振荡偏移的详细来历。这样一种彻底集成的传感器元件还能缩短设备开发商6到12个月的开发时刻,由于它功用齐备、简略有用、自治作业。

数据拜访和传输
嵌入式检测可以完美地供给精确实时的趋势数据,但这并不会前进向长途进程操控器或操作员传输数据的杂乱性。嵌入式FFT剖析的条件明显也是模仿传感器数据已通过调度并转换为数字数据,以便简化数据传输。事实上,现在运用的大都振荡传感器解决方案仅供给模仿输出,导致信号质量在传输进程中下降,更不必说离线数据剖析的杂乱性(上文已评论)。考虑到要求振荡监控的大都工业设备往往存在于高噪声、运动、无法挨近、乃至风险的环境中,因而业界迫切希望下降接口线缆的杂乱性,并且相同在源端履行尽或许多的数据剖析作业,以便捕捉到尽或许精确的设备振荡状况信息。具有无线传输才干的传感器节点不只要利于当即拜访,并且可大大简化传感器网络的布置并明显下降本钱。
数据方向性
现有的许多传感器解决方案是单轴压电传感器。这些传感器不供给方向信息,因而会约束咱们对设备振荡剖面的了解。缺少方向性导致需求噪声十分低的传感器以便供给所需的分辩才干,这又会影响本钱。多轴MEMS传感器则不同,假如各轴精细对准,确认振荡源的才干将大幅前进,一起也有助于下降本钱。

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