狀態監測

狀態監測的概念基于通過測量和分析物理變量。

狀態監測追求三個目標：安全、機器效率和生產透明度。 它類似于靜態組件的結構健康監測。

基于可以實時分析的傳感器數據，可以實施可靠且反應非常快速的安全系統（緊急停機，“跳閘”）。 相比之下，以前的系統（例如簡單的振動傳感器（“地震”開關））通常精度較低，因此無助于查明損壞原因。 在線狀態監測（連續狀態監測）可以根據分析和存儲的數據實現緊急關閉，從而對破壞因素進行后續分析。

監控機器的狀況是基于狀態的維護的強制性先決條件。 該策略取代了以前慣用的反應性或預防性維護。 在后者的情況下，有問題的機器會定期關閉，并檢查或更換部件。 這種類型的機器維護通常意味著要更換完好無損的部件并浪費剩余的使用壽命。

但不僅是維護應該通過這樣的機器監控進行優化。 使用狀態監測組件，可以得出有關機器操作員或服務人員的必要部署的結論。 因此，此類系統特別適用于新系列生產的加速優化。

現代 CM 系統對傳感器、測量數據采集、傳輸和自動測量數據處理（分析、診斷）以及工廠特定知識提出了最高要求。 然而，它也提供了xxx的成本節約潛力，因為關鍵機器元件的使用壽命實際上可以得到充分利用，同時可以根據生產計劃安排必要的維修措施。

視情維修作為一門與力學、聲學、系統論、電子學和計算機科學等學科交叉的學科正在發展。 然而，今天它已經非常準確了，特別是在監控單個組件時。 然而，在復雜系統的情況下，它變得越來越模糊，因為隨著系統復雜性的增加，來自不同來源的越來越多的信號被疊加。 在這里，純專家系統被證明是監控關鍵機器的xxx專業解決方案。 這些系統專為某種機器類型開發，可根據擴展階段為人員、環境和機器提供xxx程度的保護，并xxx限度地利用組件的生命周期。

另一個缺點通常是缺乏合適的傳感器來直接記錄磨損或損壞區域的信號。 微系統技術可能會在未來解決這個問題，例如 ，通過薄膜技術的傳感器，可以直接連接到要監測的結構上。

這一戰略的挑戰可見于：

• 尋找合適的測量點和傳感器，
• 為感興趣的組件的損壞找到有意義的參數（狀態變量），
• 信號分析和模式識別的目標應用，
• 以及海量數據。

或者用一句話來概括：“需要在何時、何地、如何以及用什么來監控什么？”

狀態監測無法檢測和避免自發組件故障的情況。

另一方面，材料疲勞可以成為狀態監測的主題。 通過測量負載（例如力或扭矩），可以計算某些組件在運行期間所承受的負載循環。 損傷累積假設將這些承受的載荷（例如以載荷譜的形式）與組件的承受載荷相關聯。 結果是對受監控組件剩余使用壽命的統計估計，從中可以得出最佳維護周期。 優點是可以在技術裂紋和隨后的疲勞失效發生之前更換組件，并且仍然可以xxx程度地利用組件的使用壽命。 另一種監測材料疲勞的方法是聲發射監測。 這允許塑性變形、裂紋擴展或接觸變化檢測金屬表面之間。 目的是在組件自發失效之前檢測材料疲勞跡象。

監測剩余使用壽命或材料疲勞的替代方法是在有開裂風險的橫截面上對組件進行開裂測試（例如使用染色滲透法）。 然而，如果組件是可觸及的，則裂紋測試非常耗時，自然只能代表一種間歇性評估方法。

在許多工業應用中，用于疲勞監測的狀態監測是最先進的。 一個例子是對軋機主驅動器的監控，由于工藝原因，通常無法設計耐用。 持續監測投資密集型驅動軸的扭矩，狀態監測允許進行基于狀態的維護。

關于自發故障（劇烈或疲勞斷裂），必須指出的是，快速停機系統有助于避免自發故障造成的代價高昂的間接損壞。 這意味著機器會在損壞后的幾毫秒內關閉。 經驗表明，繼續驅動有缺陷的機器的后果通常比實際的初始缺陷更廣泛。 然而，在某些情況下，執行緊急停機沒有意義，因為因此關閉的工廠或技術流程會給后續流程帶來高風險。 在這里，迫切需要將來自監控系統的所有數據報告給負責的操作人員。 在此之后，將啟動有針對性的并在必要時協調的受控停工措施，以排除對后續過程的重大損害。 必須為此類情況提供適當的應急計劃或操作說明。

狀態監控包括幾個子步驟：

狀態檢測狀態檢測是反映生產資料（或加工過程）當前狀態的機器參數的測量和記錄。狀態比較狀態比較表示實際狀態與指定參考值的比較。該參考值可以是既要保持一個目標值，又要一個不超過的極限值。 根據檢查的參數，目標值要么在機器驗收期間確定，要么由指定變量定義。 極限值通常由機器的制造商或用戶根據經驗確定。狀態檢測和狀態比較基本上對應于根據 DIN 31051 進行的檢查。診斷診斷的任務是使用狀態比較的結果來定位任何故障盡早確定其原因，以便能夠及時計劃必要的維護措施。

狀態監測系統可以根據檢查順序進行分類。 檢查可以是間歇性的或連續的。

間歇性監測可以定期或可變的時間間隔進行。 這意味著狀態信息當然只能在檢查時記錄下來。 因此可以確定長期發展，但無法檢測到短期或瞬態事件。 檢查間隔由制造商指定，或者必須根據您自己的測試/經驗來確定。 間歇監測的一個優點是可以使用移動測量設備，與所有要監測的機器的完整計量儀器相比，這當然可以節省開支。

連續（xxx）監控系統不斷地實時記錄機器參數。 結果，長期趨勢以及狀態的突然或瞬時變化都被記錄下來并完整記錄下來。 此類系統的工作量——尤其是在測量數據管理方面——比間歇式系統要高得多。 這種額外的努力只有在對受監控系統的可靠性有最高要求的情況下才是合理的，例如，在發電廠的渦輪機和發電機中。 在監控加工過程時，例如，刀具破損監控，連續工作系統往往是不可避免的。

然而，間歇和連續的劃分并沒有說明監控系統的診斷能力。

談到狀態監測，必須區分過程監測和機器監測。