ISO 13374: Koneiden kunnonvalvonta ja diagnostiikka – Tiedonkäsittely, tiedonsiirto ja esitys

Yhteenveto

ISO 13374 on erittäin vaikutusvaltainen standardi teollisen IoT:n ja kunnonvalvontaohjelmistojen maailmassa. Se käsittelee eri valvontajärjestelmien, antureiden ja ohjelmistoalustojen yhteentoimivuuden haasteita. Mittaustekniikoiden määrittelyn sijaan se määrittelee standardoidun, avoimen arkkitehtuurin kunnonvalvontatietojen käsittelylle, tallennukselle ja vaihdolle. Sitä kutsutaan usein Machinery Information Management Open Systems Alliance (MIMOSA) -arkkitehtuuriksi, johon se perustuu. Tavoitteena on luoda "plug-and-play" -ympäristö kunnonvalvontateknologioille.

Sisällysluettelo (käsitteellinen rakenne)

Standardi on jaettu useisiin osiin ja määrittelee kerroksellisen informaatioarkkitehtuurin. Standardin ydin on toiminnallinen lohkokaavio, jossa on kuusi keskeistä kerrosta, jotka edustavat tiedonkulkua missä tahansa kunnonvalvontajärjestelmässä:

1. 1. DA: Tiedonkeruulohko:

   Tämä on perustava kerros, joka toimii siltana fyysisen koneen ja digitaalisen valvontajärjestelmän välillä. DA-lohkon ensisijainen tehtävä on olla suorassa yhteydessä antureihin – kuten kiihtyvyysmittarit, läheisyysanturit, lämpötila-anturit tai paineanturit – ja hankkia niiden tuottamat raakat, käsittelemättömät analogiset tai digitaaliset signaalit. Tämä lohko vastaa kaikista matalan tason laitteistovuorovaikutuksista, mukaan lukien antureiden virransyöttö (esim. IEPE-virta kiihtyvyysantureille), signaalinmuokkaus, kuten vahvistus ja suodatus ei-toivotun kohinan poistamiseksi, sekä analogia-digitaalimuunnoksen (ADC) suorittaminen. DA-lohkon lähtö on digitoitu raakadatavirta, tyypillisesti aika-aaltomuoto, joka sitten välitetään arkkitehtuurin seuraavalle kerrokselle käsittelyä varten.

2. 2. DP: Tiedonkäsittelylohko:

   Tämä lohko on valvontajärjestelmän laskennallinen moottori. Se vastaanottaa raakadatan (esim. aika-aaltomuodon) tiedonkeruulohkolta (DA) ja muuntaa sen merkityksellisemmiksi datatyypeiksi, jotka soveltuvat analysointiin. DP-lohkon ydintoiminto on suorittaa standardoituja signaalinkäsittelylaskelmia. Tähän sisältyy erityisesti seuraavien suorittaminen: Nopea Fourier-muunnos (FFT) muuntaa aikatasosignaalin taajuustasosignaaliksi spektriMuita tässä lohkossa määriteltyjä keskeisiä prosessointitehtäviä ovat laajakaistan mittareiden, kuten kokonaislaajuuden, laskeminen. RMS arvoja, suorittamalla digitaalista integrointia kiihtyvyyssignaalien muuntamiseksi nopeudeksi tai siirtymäksi ja suorittamalla edistyneempiä, erikoistuneempia prosesseja, kuten demodulointi tai kirjekuorianalyysi vierintälaakerivikoihin liittyvien korkeataajuisten iskusignaalien havaitsemiseen.

3. 3. DM: Tiedonkäsittelylohko (tilan tunnistus):

   Tämä lohko merkitsee kriittistä siirtymistä datankäsittelystä automatisoituun analyysiin. Se ottaa DP-lohkosta käsitellyt tiedot (kuten RMS-arvot, tietyt taajuusamplitudit tai spektrikaistat) ja soveltaa loogisia sääntöjä koneen toimintatilan määrittämiseen. Tässä vaiheessa ongelman alustava "havaitseminen" tapahtuu. DM-lohkon ensisijainen tehtävä on suorittaa kynnysarvojen tarkistus. Se vertaa mitattuja arvoja ennalta määriteltyihin hälytysasetuspisteisiin, kuten vyöhykerajoihin, jotka on määritelty ISO 10816 tai käyttäjän määrittämiä prosentuaalisia muutoksia lähtötasosta. Näiden vertailujen perusteella DM-lohko määrittää datalle erillisen "tilan", kuten "Normaali", "Hyväksyttävä", "Hälytys" tai "Vaara". Tämä tuloste ei ole enää pelkkää dataa; se on toiminnallista tietoa, joka voidaan siirtää seuraavalle tasolle diagnosointia varten tai käyttää välittömien ilmoitusten laukaisemiseen.

4. 4. HA: Terveystarkastuslohko:

   Tämä lohko toimii diagnostiikkajärjestelmän "aivoina" ja vastaa kysymykseen "Mikä on ongelma?". Se vastaanottaa tilatiedot (esim. "Hälytys"-tilan) tiedonkäsittelylohkolta (DM) ja soveltaa analyyttistä älykkyyttä poikkeavuuden perimmäisen syyn määrittämiseksi. Tässä suoritetaan diagnostiikkalogiikka, joka voi vaihdella yksinkertaisista sääntöpohjaisista järjestelmistä monimutkaisiin tekoälyalgoritmeihin. Esimerkiksi jos DM-lohko ilmoittaa korkeasta värähtelystä taajuudella, joka on täsmälleen kaksinkertainen akselin pyörimisnopeuteen verrattuna (2X), HA-lohkon sääntöpohjainen logiikka korreloi tämän kuvion tiettyyn vikaan ja tuottaa diagnoosin "Todennäköinen akselin vika". Väärin kohdistus.” Vastaavasti, jos hälytys on epäsynkronisella, korkeataajuisella huipulla, jolla on ominaisia sivukaistoja, HA-lohko diagnosoisi tietyn ”LaakerivikaTämän lohkon tuotos on koneen komponentin erityinen kuntoarvio.

5. 5. PA: Ennusteellinen arviointilohko:

   Tämä lohko edustaa ennakoivan kunnossapidon huippua ja pyrkii vastaamaan keskeiseen kysymykseen: "Kuinka kauan laitetta voidaan käyttää turvallisesti?". Se ottaa kuntoarviointilohkosta (HA) saadun vikadiagnoosin ja yhdistää sen historiallisiin trenditietoihin ennustaakseen vian tulevaa etenemistä. Tämä on monimutkaisin kerros, jossa käytetään usein hienostuneita algoritmeja, koneoppimismalleja tai vikafysiikkamalleja. Tavoitteena on ekstrapoloida nykyinen heikkenemisnopeus tulevaisuuteen komponentin jäljellä olevan käyttöiän (RUL) arvioimiseksi. Jos esimerkiksi HA-lohko tunnistaa laakerivian, PA-lohko analysoi vikataajuuksien kasvunopeutta viime kuukausien aikana ennustaakseen, milloin ne saavuttavat kriittisen vikaantumistason. Tulosteena ei ole pelkkä diagnoosi, vaan konkreettinen aikataulu toimille.

6. 6. AP: Neuvoa-antava esityslohko:

   Tämä on käyttäjän näkökulmasta viimeinen ja kriittisin kerros, sillä se muuntaa kaikki taustalla olevat tiedot ja analyysit toimintakelpoisiksi tiedoiksi. AP-lohko vastaa alempien kerrosten havaintojen viestimisestä ihmisille, luotettavuusinsinööreille ja kunnossapidon suunnittelijoille. Sen ensisijainen tehtävä on esittää oikeat tiedot oikealle henkilölle oikeassa muodossa. Tämä voi tapahtua monella tavalla, mukaan lukien intuitiiviset kojelaudat, joissa on värikoodatut kuntoindikaattorit, automaattisesti luodut sähköposti- tai tekstiviestihälytykset, yksityiskohtaiset diagnostiikkaraportit spektri- ja aaltomuotokaavioineen ja ennen kaikkea tarkat ja selkeät huoltosuositukset. Tehokas AP-lohko ei vain ilmoita, että laakerissa on vika, vaan se tarjoaa kattavan ohjeistuksen, kuten: "Moottorin ulkolaakerissa havaittu sisäkehän vika. Jäljellä oleva käyttöikä on arviolta 45 päivää. Suositus: Aikatauluta laakerin vaihto seuraavan suunnitellun seisokin yhteydessä."

Keskeiset käsitteet

• Yhteentoimivuus: Tämä on ISO 13374 -standardin ensisijainen tavoite. Määrittelemällä yhteisen viitekehyksen ja tietomallin se mahdollistaa yritykselle toimittajan A antureiden, toimittajan B tiedonkeruujärjestelmän ja toimittajan C analyysiohjelmiston käytön ja niiden kaikkien toiminnan yhdessä.
• Avoin arkkitehtuuri: Standardi edistää avointen, ei-omistussuojattujen protokollien ja datamuotojen käyttöä, mikä estää toimittajariippuvuuden ja edistää innovaatioita kunnonvalvontateollisuudessa.
• MIMOSA: Standardi perustuu vahvasti MIMOSA-organisaation työhön. MIMOSAn C-COMin (Common Conceptual Object Model) ymmärtäminen on avainasemassa ISO 13374 -standardin yksityiskohtaisen toteutuksen ymmärtämisessä.
• Datasta päätöksiksi: Kuusilohkoinen malli tarjoaa loogisen polun raaka-anturimittauksista (tiedonkeruu) toimintasuosituksiin (neuvontaesitys) ja muodostaa nykyaikaisen ennakoivan huolto-ohjelman digitaalisen selkärangan.

← Takaisin päähakemistoon