ISO 13374: Mašinų būklės stebėjimas ir diagnostika. Duomenų apdorojimas, perdavimas ir pateikimas

Santrauka

ISO 13374 yra labai įtakingas standartas pramoninio daiktų interneto ir būklės stebėjimo programinės įrangos pasaulyje. Jis sprendžia skirtingų stebėjimo sistemų, jutiklių ir programinės įrangos platformų sąveikumo iššūkį. Užuot apibrėžęs matavimo metodus, jis nurodo standartizuotą, atvirą architektūrą, kaip būklės stebėjimo duomenys turėtų būti apdorojami, saugomi ir keičiami. Jis dažnai vadinamas Mašinų informacijos valdymo atvirųjų sistemų aljanso (MIMOSA) architektūra, kuria jis ir pagrįstas. Tikslas – sukurti „prijunk ir naudok“ aplinką būklės stebėjimo technologijoms.

Turinys (koncepcinė struktūra)

Standartas yra suskirstytas į kelias dalis ir apibrėžia daugiasluoksnę informacijos architektūrą. Standarto pagrindas yra funkcinė blokų schema su šešiais pagrindiniais sluoksniais, kurie vaizduoja duomenų srautą bet kurioje būklės stebėjimo sistemoje:

1. 1. DA: Duomenų rinkimo blokas:

   Tai yra pamatinis sluoksnis, veikiantis kaip tiltas tarp fizinės mašinos ir skaitmeninės stebėjimo sistemos. Pagrindinė DA bloko funkcija yra tiesiogiai sąveikauti su jutikliais, tokiais kaip akcelerometrai, artumo zondai, temperatūros jutikliai arba slėgio keitikliai – ir gauti jų generuojamus neapdorotus analoginius arba skaitmeninius signalus. Šis blokas yra atsakingas už visas žemo lygio aparatinės įrangos sąveikas, įskaitant jutiklių maitinimo tiekimą (pvz., IEPE maitinimo akselerometrams), signalo apdorojimą, pvz., stiprinimą ir filtravimą, siekiant pašalinti nepageidaujamą triukšmą, ir analoginio-skaitmeninio konvertavimo (ADC) vykdymą. DA bloko išvestis yra suskaitmenintas neapdorotų duomenų srautas, paprastai laiko bangos forma, kuris vėliau perduodamas apdorojimui kitam architektūros sluoksniui.

2. 2. DP: Duomenų apdorojimo blokas:

   Šis blokas yra stebėjimo sistemos skaičiavimo variklis. Jis gauna neapdorotą, suskaitmenintą duomenų srautą (pvz., laiko bangos formą) iš duomenų rinkimo (DA) bloko ir transformuoja jį į prasmingesnius duomenų tipus, tinkamus analizei. Pagrindinė DP bloko funkcija yra atlikti standartizuotus signalų apdorojimo skaičiavimus. Tai labiausiai apima Greitoji Furjė transformacija (FFT) konvertuoti laiko srities signalą į dažnio srities signalą spektrasKitos šiame bloke apibrėžtos pagrindinės apdorojimo užduotys apima plačiajuosčio ryšio metrikų, tokių kaip bendras, skaičiavimą. RMS vertės, atliekant skaitmeninę integraciją, kad pagreičio signalai būtų konvertuojami į greitį arba poslinkį, ir vykdant sudėtingesnius, specializuotus procesus, tokius kaip demoduliacija arba apvalkalo analizė skirtas aptikti su riedėjimo guolių gedimais susijusius aukšto dažnio smūgio signalus.

3. 3. DM: Duomenų manipuliavimo blokas (būsenos aptikimas):

   Šis blokas žymi kritinį perėjimą nuo duomenų apdorojimo prie automatizuotos analizės. Jis paima apdorotus duomenis iš DP bloko (pvz., RMS vertes, specifines dažnių amplitudes arba spektrines juostas) ir taiko logines taisykles, kad nustatytų mašinos darbinę būseną. Čia įvyksta pradinis problemos „aptikimas“. Pagrindinė DM bloko funkcija yra atlikti slenksčių tikrinimą. Jis lygina išmatuotas vertes su iš anksto apibrėžtais aliarmo nustatymais, pvz., zonos ribomis, apibrėžtomis... ISO 10816 arba vartotojo apibrėžti procentiniai pokyčiai nuo pradinės linijos. Remdamasis šiais palyginimais, DM blokas priskiria duomenims atskirą „būseną“, pvz., „Normali“, „Priimtina“, „Įspėjimas“ arba „Pavojus“. Ši išvestis nebėra tik duomenys; tai veiksmų reikalaujanti informacija, kurią galima perduoti kitam sluoksniui diagnozei nustatyti arba naudoti tiesioginiams pranešimams suaktyvinti.

4. 4. HA: Sveikatos vertinimo blokas:

   Šis blokas veikia kaip diagnostikos sistemos „smegenys“, atsakančios į klausimą „Kokia problema?“. Jis gauna būsenos informaciją (pvz., „Įspėjimo“ būseną) iš duomenų manipuliavimo (DM) bloko ir taiko analitinio intelekto sluoksnį, kad nustatytų konkrečią anomalijos priežastį. Čia vykdoma diagnostikos logika, kuri gali būti nuo paprastų taisyklėmis pagrįstų sistemų iki sudėtingų dirbtinio intelekto algoritmų. Pavyzdžiui, jei DM blokas pažymi įspėjimą apie didelę vibraciją, kurios dažnis yra lygiai dvigubai didesnis už veleno veikimo greitį (2X), taisyklėmis pagrįsta logika HA bloke susieja šį modelį su konkrečiu gedimu ir išveda diagnozę „Tikėtinas veleno gedimas“. NesuderinimasPanašiai, jei perspėjimas yra nesinchroniniame, aukšto dažnio pike su būdingomis šoninėmis juostomis, HA blokas diagnozuotų konkretų „Guolio defektas„Šio bloko išvestis yra konkretus mašinos komponento sveikatos įvertinimas.“

5. 5. PA: Prognozinio vertinimo blokas:

   Šis blokas yra nuspėjamosios priežiūros viršūnė, kuria siekiama atsakyti į esminį klausimą: „Kiek laiko dar sistema gali saugiai veikti?“. Jis paima konkrečią gedimo diagnozę iš sveikatos įvertinimo (HA) bloko ir sujungia ją su istoriniais tendencijų duomenimis, kad prognozuotų būsimą gedimo progresavimą. Tai sudėtingiausias sluoksnis, kuriame dažnai naudojami sudėtingi algoritmai, mašininio mokymosi modeliai arba gedimų fizikos modeliai. Tikslas – ekstrapoliuoti dabartinį degradacijos greitį į ateitį, kad būtų galima įvertinti komponento likusį naudingo tarnavimo laiką (RUL). Pavyzdžiui, jei HA blokas nustato guolio defektą, PA blokas analizuotų defektų dažnio didėjimo greitį per pastaruosius kelis mėnesius, kad numatytų, kada jie pasieks kritinį gedimo lygį. Rezultatas yra ne tik diagnozė, bet ir konkretus veiksmų grafikas.

6. 6. AP: Patariamųjų pristatymų blokas:

   Tai paskutinis ir svarbiausias sluoksnis vartotojo požiūriu, nes jis paverčia visus pagrindinius duomenis ir analizę į praktinę informaciją. AP blokas yra atsakingas už žemesnių sluoksnių išvadų perdavimą žmonėms-operatoriams, patikimumo inžinieriams ir techninės priežiūros planuotojams. Pagrindinė jo funkcija – pateikti tinkamą informaciją tinkamam asmeniui tinkamu formatu. Tai gali būti įvairių formų, įskaitant intuityvius prietaisų skydelius su spalvomis koduotais sveikatos indikatoriais, automatiškai generuojamus el. pašto arba teksto pranešimų įspėjimus, išsamias diagnostikos ataskaitas su spektriniais ir bangos formos grafikais ir, svarbiausia, konkrečias ir aiškias techninės priežiūros rekomendacijas. Efektyvus AP blokas ne tik nurodo, kad guolis turi gedimą; jis pateikia išsamią informaciją, pavyzdžiui: „Variklio išoriniame guolyje aptiktas vidinio žiedo defektas. Likęs naudingo tarnavimo laikas numatomas 45 dienos. Rekomendacija: suplanuoti guolio keitimą kito planuojamo sustabdymo metu.“

Pagrindinės sąvokos

• Sąveikumas: Tai yra pagrindinis ISO 13374 tikslas. Apibrėždamas bendrą sistemą ir duomenų modelį, jis leidžia įmonei naudoti A tiekėjo jutiklius, B tiekėjo duomenų rinkimo sistemą ir C tiekėjo analizės programinę įrangą ir leisti jiems visiems veikti kartu.
• Atvira architektūra: Standartas skatina naudoti atvirus, nepatentuotus protokolus ir duomenų formatus, užkertant kelią priklausomybei nuo tiekėjo ir skatinant inovacijas būklės stebėjimo pramonėje.
• MIMOZA: Standartas yra labai pagrįstas organizacijos MIMOSA darbu. MIMOSA C-COM (bendrojo konceptualaus objektų modelio) supratimas yra labai svarbus norint suprasti išsamų ISO 13374 įgyvendinimą.
• Nuo duomenų iki sprendimų: Šešių blokų modelis pateikia loginį kelią nuo neapdorotų jutiklių matavimų (duomenų rinkimas) iki veiksmingų priežiūros patarimų (konsultacinis pristatymas), sudarydamas šiuolaikinės nuspėjamosios priežiūros programos skaitmeninį pagrindą.

← Atgal į pagrindinį rodyklę