设备状态监测那些事（二）

设备状态监测类型

设备状态监测有多种类型和技术，每种技术在数据采集中发挥不同的作用。以下是最常见的几种类型。

1. 离线状态监测：如同设备健康的定期体检，尤其适用于那些不太关键或半关键的资产。通过定期扫描，这类设备的状况一目了然。振动分析是离线监测中最常见的应用之一，专门针对那些不太重要的机器进行周期性检查，捕捉其微小的振动变化。而对于油液分析来说，当油样被送往实验室进行详细测试时，离线监测同样大显身手。在此过程中，一些组织已经开始使用现场采样工具，快速检测油液的粘度和水分含量，以便获取即刻的基本结果。不仅如此，半自动化的内部测试设备也被引入，用于识别磨损金属、硝化、氧化和添加剂耗损等问题。这些工具如同敏锐的侦探，时刻准备着为设备的长期健康保驾护航。

2. 在线状态监测：通过将精密的传感器与智能软件无线连接，它实时捕捉设备的健康脉搏——从振动分析到声学发射，从超声波检测到红外热成像，无一遗漏。多样的传感器和监测系统提供了高度的定制化，能够适应不同的机器类型、轴承配置、运行速度，以及各种机械组件和元素。当合适的传感器稳固地安装在设备上，它们就如忠实的哨兵，无线传输实时数据到远程监测系统，并提供设备状态的即时反馈。大多数系统都能将振动、热成像、声学等多种传感器数据整合在一起，让设备状态一目了然。在线状态监测不仅提供实时监控，还可设定实时警报，及时将问题通知到远程设备或通过电子邮件提醒。这种系统的便捷性让您可能已经听说过“便携式机器诊断”——使用便携设备读取传感器数据，这也是在线状态监测的一种创新形式。毫无疑问，这种无处不在的监测为设备的安全运行筑起了一道坚实的防线。

3. 基于路径的状态监测：是一种技术，技术人员手持工具，如红外成像相机，沿着设备巡回检查。这种基于路径的状态监测技术，间歇性地收集数据。通过这种方法，可以绘制出设备健康的趋势图，犹如一位侦探在拼凑线索，揭示潜在问题的蛛丝马迹。这一过程不仅能帮助识别设备的运行趋势，还能在需要深入分析时发出警示，及时采取行动，确保设备平稳运行。

通过状态监测检测故障

设想一下这样的情境：刚把车送去做例行保养，可没过两周，却因为一个完全不同的问题抛锚了。机器就像汽车一样，常常面临这些无法预测的突发故障。这是为什么现代维护策略，比如基于可靠性的维护和预测性维护，变得如此关键。它们的核心理念是：故障并不总是按部就班地发生。为了捕捉潜在问题的蛛丝马迹，我们需要从多个角度对设备进行综合分析。这正是状态监测大显身手的地方——它让您得以同时监控设备的多种特性，提前发现隐藏的警讯，确保机器的持久健康运转。

状态监测、P-F曲线与P-F间隔

P-F曲线是一张图表，它揭示资产健康的生命历程。这张图表的魔力在于，它清晰地展现了从潜在故障(P)到功能性故障(F)之间的漫长旅程。潜在故障是设备开始出现退化的那一刻，例如，轴承温度首次突破70度的预警信号。而功能性故障则是设备走到尽头、无法再运行的终点。当轴承温度攀升至70度，大约有五天的时间去采取措施。P-F曲线的横轴代表时间流逝，纵轴则是资产健康的晴雨表。在这样的情形中，每隔2到3天检查一次轴承，便是与故障赛跑的最佳策略。如此，就能在故障来临之前，掌握主动权，确保设备的平稳运行。

状态监测是揭开P-F曲线中奥秘的关键，尤其是在识别潜在故障(P)与功能性故障(F)之间的时间间隔时。这个间隔——P-F间隔，是从设备开始出现问题到彻底失效的黄金修复期。核心理念是，检查的频率必须快于P-F间隔的长度，以便能在故障发生前快速反应。通过精密的状态监测，您能够细致评估设备的状况，从而延长P-F间隔，赢得维修的宝贵时间。

借助油液采样与分析、声学发射分析、振动分析以及红外热成像等一系列状态监测技术，能深刻洞察机器的实时健康，犹如医生为病人进行全面体检。

正如Marshall Institute的CEO Dale Blann所言，监测策略和频率直接影响P-F间隔的长度。Blann指出，依赖高科技的在线状态监测能够提供最长的P-F间隔，并且相较于离线检查等其他方式，对设备的日常运作干扰最少。因此，选择合适的监测方法，不仅是延长设备寿命的关键，更是优化生产效率的明智之举。

状态监测与工业物联网(IIoT)

工业物联网(IIoT)就像是一个无形的数字神经网络，将机械设备与智能设备紧密连接在一起。通过这个网络，数据在全球范围内流动，无需人际或人机互动即可实现实时传输。现代状态监测系统借助IIoT的力量，将多种监测软件完美整合到一个强大的平台中，无论身在何处，都能通过多种设备实时洞察设备运行状况。

这种IIoT驱动的状态监测系统赋予组织一个全新的能力：轻松掌握设备的多重动态，精准识别性能瓶颈，快速检测潜在故障，甚至在系统触发预设限值时自动安排维护。IIoT连接的状态监测带来的好处不可小觑，其中最显著的优势包括：

1. 云存储：借助工业物联网(IIoT)与云计算的强大结合，企业如今可以将海量数据轻松存储在云端，而不再受限于现场或传统数据中心的空间。这种技术进步对在线状态监测系统来说是个巨大的优势，尤其是当设备持续产生庞大数据流时。举个例子，想象一台风力发电机，每分钟采集多达2,000个读数，每周竟然能生成近1TB的数据！在这样的背景下，云存储便成为必不可少的利器，让数据管理变得高效且灵活。

2. 精密分析：先进的IIoT状态监测系统通过机器学习算法进行精准分析，为设备健康状况提供精确的洞察。这些智能算法就像设备的私人健康顾问，不仅能够深入了解机械状态，还能大幅提升故障诊断的准确性，提供无与伦比的可靠性和效率。

3. 多设备数据利用：要让机器学习算法成功预测设备故障，海量数据是必不可少的。想象一下，要训练出一个能够识别弯轴振动水平的精确预测模型，可能需要积累近100次弯轴故障的实例，这个过程可能耗时数年。然而，通过同时采集多台同类机器的振动数据，技术人员能够在更短的时间内汇集相同的数据量。这不仅加速了数据收集的过程，还提高了模型的准确性和预测精度，随着时间的推移，预测模型的成功率也将不断攀升。

4. 减少人工操作：基于IIoT的系统轻松掌控成百上千台工业机器，无需亲临现场，便可通过全球任意地点、各种设备进行实时访问。这一突破性技术为电力、石油和天然气等行业带来了巨大的便利，使得管道、海上钻井平台和风力发电机等远程设备的监控如探囊取物般轻松。IIoT系统自动采集、整合，并将实时数据传递至全球技术人员的指尖，从此告别繁琐的人工作业，尽享高效便捷。

在着手构建IIoT连接的状态监测系统之前，谨慎选择传感器和设备是至关重要的一步。

首先，明确将监控的设备类型和所需的数据变量是关键——需要了解究竟想捕捉哪些信息以及这些数据将如何使用。数据审核的频率是另一重要考量。更频繁的数据审核意味着更高的带宽需求和更大的存储空间。这时，可以选择支持预设审核时间的系统。例如，可能只希望在每个班次开始时和一天中的某两个固定时段检查某设备的数据，但同时希望在数据超出预设限制时收到即时警报。

接下来，检查设备周围的互联网连接和电力供应情况至关重要。如果设备位于无法连接互联网或缺乏电力的区域，这将增加额外的成本，因此需要在预算规划中提前考虑。

最后，考虑设备的放置环境。室内与室外的条件差异巨大，尤其是室外环境对互联网连接的稳定性及传感器的耐用性提出了更高要求。可能需要投资于防水防尘或更为坚固耐用的传感器，以确保设备在恶劣条件下依然能够正常运行。从而确保监测系统不仅高效运作，还能经受住时间和环境的考验。