ISO 13374: Masinate seisundi jälgimine ja diagnostika – andmetöötlus, kommunikatsioon ja esitus

Kokkuvõte

ISO 13374 on tööstusliku IoT ja seisukorra jälgimise tarkvara maailmas väga mõjukas standard. See käsitleb erinevate seiresüsteemide, andurite ja tarkvaraplatvormide koostalitlusvõime probleemi. Mõõtmistehnikate määratlemise asemel määrab see kindlaks standardiseeritud ja avatud arhitektuuri seisukorra jälgimise andmete töötlemiseks, salvestamiseks ja vahetamiseks. Seda nimetatakse sageli Machinery Information Management Open Systems Alliance'i (MIMOSA) arhitektuuriks, millel see põhineb. Eesmärk on luua seisukorra jälgimise tehnoloogiatele „ühenda ja kasuta” keskkond.

Sisukord (kontseptuaalne struktuur)

Standard on jagatud mitmeks osaks ja määratleb kihilise infoarhitektuuri. Standardi tuumaks on funktsionaalne plokkskeem, millel on kuus põhikihti, mis esindavad andmevoogu mis tahes seisundi jälgimise süsteemis:

1. 1. DA: Andmete kogumise plokk:

   See on aluskiht, mis toimib sillana füüsilise masina ja digitaalse jälgimissüsteemi vahel. DA-ploki peamine ülesanne on otseliides anduritega – näiteks kiirendusmõõturid, lähedusandurid, temperatuuriandureid või rõhuandureid – ja nende tekitatud töötlemata analoog- või digitaalsignaalide hankimiseks. See plokk vastutab kõigi madala taseme riistvaraliste interaktsioonide eest, sealhulgas andurite toite andmise (nt IEPE toide kiirendusmõõturitele), signaali töötlemise, näiteks võimendamise ja filtreerimise, teostamise soovimatu müra eemaldamiseks ning analoog-digitaalmuundamise (ADC) teostamise eest. DA-ploki väljund on digitaliseeritud toorandmete voog, tavaliselt aja lainekuju, mis seejärel edastatakse töötlemiseks arhitektuuri järgmisele kihile.

2. 2. DP: Andmetöötlusplokk:

   See plokk on jälgimissüsteemi arvutusmootor. See võtab andmete kogumise (DA) plokilt vastu toores, digitaliseeritud andmevoo (nt aja lainekuju) ja teisendab selle sisukamateks andmetüüpideks, mis sobivad analüüsiks. DP-ploki põhifunktsioon on standardiseeritud signaalitöötlusarvutuste teostamine. See hõlmab eelkõige järgmiste toimingute teostamist: Kiire Fourier' teisendus (FFT) ajadomeeni signaali teisendamiseks sagedusdomeeniks spekterSelles plokis määratletud muud olulised töötlemisülesanded hõlmavad lairibaühenduse näitajate, näiteks üldise RMS väärtuste, digitaalse integreerimise teostamine kiirendussignaalide teisendamiseks kiiruseks või nihkeks ning keerukamate ja spetsialiseeritud protsesside, näiteks demoduleerimine või ümbriku analüüs veeremilaagrite riketega seotud märgulampide, kõrgsageduslike löögisignaalide tuvastamiseks.

3. 3. DM: Andmete manipuleerimise plokk (oleku tuvastamine):

   See plokk tähistab kriitilist üleminekut andmetöötluselt automatiseeritud analüüsile. See võtab DP-plokist töödeldud andmed (näiteks RMS-väärtused, spetsiifilised sagedusamplituudid või spektraalribad) ja rakendab loogilisi reegleid masina tööoleku määramiseks. Siin toimub probleemi esialgne „tuvastamine“. DM-ploki peamine ülesanne on läviväärtuste kontrollimine. See võrdleb mõõdetud väärtusi eelnevalt määratletud häireseadetega, näiteks tsoonipiiridega, mis on määratletud jaotises ... ISO 10816 või kasutaja määratletud protsentuaalsed muutused algtasemest. Nende võrdluste põhjal määrab DM-plokk andmetele diskreetse „oleku“, näiteks „Normaalne“, „Vastuvõetav“, „Hoiatus“ või „Oht“. See väljund ei ole enam lihtsalt andmed; see on tegutsemist võimaldav teave, mida saab edastada järgmisele kihile diagnoosimiseks või kasutada koheste teadete käivitamiseks.

4. 4. HA: Tervise hindamise plokk:

   See plokk toimib diagnostikasüsteemi „ajuna“, vastates küsimusele „Mis on probleem?“. See saab andmemanipulatsiooni (DM) plokilt olekuinfo (nt „häire“ staatuse) ja rakendab analüütilise intelligentsuse kihti, et teha kindlaks anomaalia täpne algpõhjus. Siin rakendatakse diagnostilist loogikat, mis võib ulatuda lihtsatest reeglipõhistest süsteemidest keerukate tehisintellekti algoritmideni. Näiteks kui DM plokk annab hoiatuse kõrge vibratsiooni kohta sagedusel, mis on täpselt kaks korda suurem kui võlli pöörlemiskiirus (2X), siis HA ploki reeglipõhine loogika korreleerib selle mustri konkreetse rikkega ja väljastab diagnoosi „Tõenäoline võlli rike“. JoondumatuseSamamoodi, kui häire on mittesünkroonsel, iseloomulike külgribadega kõrgsageduslikul tipul, diagnoosiks HA-plokk konkreetse „Laagri defekt.” Selle ploki väljundiks on masinakomponendi spetsiifiline tervisehinnang.

5. 5. PA: Prognostilise hindamise plokk:

   See plokk esindab ennustava hoolduse tipptaset, mille eesmärk on vastata olulisele küsimusele: „Kui kaua see veel ohutult töötada saab?“. See võtab tervise hindamise (HA) plokist konkreetse rikke diagnoosi ja ühendab selle ajalooliste trendiandmetega, et prognoosida rikke edasist progresseerumist. See on kõige keerulisem kiht, mis kasutab sageli keerukaid algoritme, masinõppemudeleid või rikkefüüsika mudeleid. Eesmärk on ekstrapoleerida praegust halvenemiskiirust tulevikku, et hinnata komponendi järelejäänud kasulikku eluiga (RUL). Näiteks kui HA plokk tuvastab laagri defekti, analüüsib PA plokk kiirust, millega defektide sagedused on viimase paari kuu jooksul suurenenud, et ennustada, millal need jõuavad kriitilise rikke tasemeni. Väljund ei ole ainult diagnoos, vaid konkreetne ajakava tegutsemiseks.

6. 6. AP: Nõuande esitluse plokk:

   See on kasutaja vaatenurgast viimane ja kõige kriitilisem kiht, kuna see teisendab kõik alusandmed ja analüüsid tegutsemist võimaldavaks teabeks. AP-plokk vastutab alumiste kihtide tulemuste edastamise eest operaatoritele, töökindluse inseneridele ja hooldusplaneerijatele. Selle peamine ülesanne on esitada õige teave õigele inimesele õiges vormingus. See võib esineda mitmel kujul, sealhulgas intuitiivsed juhtpaneelid värvikoodiga terviseindikaatoritega, automaatselt genereeritud e-posti või tekstisõnumite teated, üksikasjalikud diagnostikaaruanded spektraal- ja lainekuju graafikutega ning mis kõige tähtsam, konkreetsed ja selged hooldussoovitused. Tõhus AP-plokk ei ütle lihtsalt, et laagril on viga, vaid annab ka põhjaliku nõuande, näiteks: „Mootori välimisel laagril tuvastati sisemise laagrivõru defekt. Järelejäänud kasulik eluiga on hinnanguliselt 45 päeva. Soovitus: planeerida laagri vahetamine järgmise plaanilise seiskamise ajal.“

Põhimõisted

• Koostalitlusvõime: See on standardi ISO 13374 peamine eesmärk. Ühtse raamistiku ja andmemudeli määratlemisega võimaldab see ettevõttel kasutada tarnija A andureid, tarnija B andmete kogumise süsteemi ja tarnija C analüüsitarkvara ning lasta neil kõigil koos töötada.
• Avatud arhitektuur: Standard edendab avatud, mitteomandiliste protokollide ja andmevormingute kasutamist, ennetades tarnijaga seotust ja edendades innovatsiooni seisundi jälgimise valdkonnas.
• MIMOSA: Standard põhineb suuresti MIMOSA organisatsiooni tööl. MIMOSA C-COM-i (Common Conceptual Object Model) mõistmine on ISO 13374 üksikasjaliku rakendamise mõistmiseks võtmetähtsusega.
• Andmetest otsusteni: Kuueplokiline mudel pakub loogilise tee andurite toorandmetest (andmete kogumine) praktiliste hooldusnõuanneteni (nõuandev esitlus), moodustades tänapäevase ennustava hooldusprogrammi digitaalse selgroo.

← Tagasi põhiindeksi juurde