ISO 13374: Duomenų apdorojimas, perdavimas ir pateikimas
ISO 13374 yra vienas iš įtakingiausių standartų pramoninio daiktų interneto ir būklės stebėjimas programinė įranga. Užuot apibrėžus, kaip atlikti matavimą, sprendžiama visai kita problema: sąveika - kaip duomenys iš skirtingų jutiklių, duomenų gavimo įrangos ir analizės platformų gali būti sujungti be nuosavybės kliūčių. Jame nurodoma standartizuota, atvira architektūra, kaip turėtų būti apdorojami, saugomi ir keičiami būklės stebėsenos duomenys, ir jis glaudžiai susijęs su Mašinų informacijos valdymo atvirųjų sistemų aljanso (MIMOSA) architektūra, kuria jis remiasi. Standarto tikslas - sukurti “plug-and-play” aplinką, skirtą būklės stebėjimo technologijoms, o jo esmė - šešių blokų funkcinis modelis, pagal kurį stebima kelionė nuo neapdoroto jutiklio signalo iki aiškios techninės priežiūros rekomendacijos.
1. Santrauka: Ko siekiama ISO 13374
Kai į matavimus orientuoti standartai nurodo ką matuoti ir pagal kokią ribą, ISO 13374 reglamentuoja kaip informacija juda ir yra struktūrizuota. kai jis bus užfiksuotas. Jis papildo matavimo ir procedūrų standartus, o ne konkuruoja su jais: vibracijos stiprumo standartas, pvz. ISO 20816-1 (šiuolaikinis ISO 10816 teisių perėmėjas) pateikiamos pavojaus slenksčiai, bendrasis stebėsenos standartas ISO 13373-1 aprašoma vibracijos stebėsenos procedūra, o svarbiausias ISO 17359 nustatyta bendra būklės stebėjimo strategija, o ISO 13374 apibrėžia atvirą duomenų architektūrą, pagal kurią rezultatai perduodami iš vienos sistemos į kitą. Standartas skelbiamas keliomis dalimis ir jame aprašoma daugiasluoksnė informacijos architektūra; jo pagrindas - funkcinė blokinė diagrama su šešiais pagrindiniais sluoksniais, vaizduojančiais duomenų srautą bet kurioje būklės stebėjimo sistemoje.
2. Šeši funkciniai blokai
Modelį geriausia skaityti kaip vamzdyną. Kiekvienas blokas naudoja prieš tai buvusio bloko išvestį ir sukuria kažką tikslesnio - nuo neapdorotų voltų apačioje iki veiksmingos konsultacijos viršuje.
-
1. DA - duomenų surinkimo blokas:
Tai pamatinis sluoksnis, jungtis tarp fizinės mašinos ir skaitmeninės stebėjimo sistemos. DA blokas turi tiesioginę sąsają su jutikliais, pvz. akcelerometrai, artumo zondai, temperatūros jutikliai, arba slėgio keitikliai - ir gauna neapdorotus, neapdorotus analoginius arba skaitmeninius signalus, kuriuos jie sukuria. Ji atsakinga už visas žemo lygio aparatinės įrangos sąveikas: tiekia jutikliams maitinimą (pavyzdžiui, pagreičio matuokliams - IEPE maitinimą), atlieka signalų kondicionavimą, pavyzdžiui, stiprinimą ir filtravimą nepageidaujamam triukšmui pašalinti, ir atlieka analoginį-skaitmeninį konvertavimą (ADC). Jo išvestis yra skaitmeninis neapdorotų duomenų srautas - paprastai laiko bangos forma - perduodama į kitą sluoksnį.
-
2. DM - duomenų manipuliavimo blokas:
Tai stebėsenos sistemos skaičiavimo variklis. Jis gauna neapdorotą skaitmeninį srautą (pvz., laiko bangos formą) iš DA bloko ir transformuoja jį į prasmingesnius duomenų tipus, tinkamus analizei. Pagrindinė jo funkcija yra standartizuotas signalų apdorojimas - visų pirma Greitoji Furjė transformacija (FFT), kuris laiko srities signalą paverčia dažnio srities signalu spektras. Kitos šiame bloke apibrėžtos užduotys apima plačiajuosčio ryšio rodiklių, pvz. RMS reikšmes, atliekant skaitmeninį integravimą, kad pagreitis būtų konvertuotas į greitis arba poslinkis, ir paleisti pažangesnius procesus, pvz. demoduliacija arba gaubtinės analizė riedėjimo elementų guolių gedimų aukšto dažnio poveikiui aptikti.
-
3. SD - būsenos aptikimo blokas:
Šis blokas žymi svarbų perėjimą nuo manipuliavimo duomenimis prie automatinio būsenos nustatymo. Jis paima apdorotus DM bloko duomenis (vidutines kvadratines vertes, konkrečių dažnių amplitudes, spektrines juostas) ir taiko logines taisykles mašinos veikimo būsenai nustatyti - čia pirmą kartą “aptinkama” problema. Pagrindinė jo funkcija yra ribos tikrinimas: jis lygina išmatuotas vertes su iš anksto nustatytomis pavojaus signalo reikšmėmis, pavyzdžiui, ISO 20816 (anksčiau ISO 10816) apibrėžtomis zonų ribomis arba naudotojo nustatytais procentiniais pokyčiais nuo pradinė vertė. Tuo remdamasis jis priskiria duomenims atskirą būseną - “normali”, “priimtina”, “pavojaus” arba “pavojinga” - ir paverčia neapdorotus skaičius informacija, kuri gali būti perduota diagnozei nustatyti arba panaudota nedelsiant inicijuoti. signalizacija.
-
4. HA - sveikatos vertinimo blokas:
Šis blokas veikia kaip diagnostikos sistemos “smegenys” ir atsako į klausimą “Kokia problema?” Jis gauna informaciją apie būseną (pvz., būseną “Įspėjimas”) iš DM bloko ir taiko analitinį intelektą, kad rastų konkrečią pagrindinę anomalijos priežastį. Čia veikia diagnostikos logika - nuo paprastų taisyklėmis pagrįstų sistemų iki sudėtingų dirbtinio intelekto algoritmų. Pavyzdžiui, jei DM blokas pažymi didelę vibraciją, kurios dažnis lygiai dvigubai didesnis už veleno darbinį greitį (2X), taisyklėmis pagrįsta logika susietų šį modelį ir išvestų diagnozę “tikėtina, kad velenas nesutapimas.” Jei perspėjimas yra apie nesinchronišką, aukšto dažnio viršūnę, kuriai būdingas šoninės juostos, būtų diagnozuojama konkreti guolio defektas. Rezultatas - konkretus mašinos komponento būklės įvertinimas.
-
5. PA - Prognostinio vertinimo blokas:
Šis blokas - tai viršūnė nuspėjamoji priežiūra, siekdami atsakyti į esminį klausimą: “Kiek dar gali saugiai veikti?” Jis naudoja konkrečią HA bloko gedimų diagnozę ir derina ją su istoriniais duomenimis. tendencija duomenis, kad būtų galima prognozuoti gedimo eigą. Tai sudėtingiausias sluoksnis, kuriame dažnai naudojami mašininio mokymosi modeliai arba gedimų fizikos modeliai, skirti ekstrapoliuoti dabartinį gedimo greitį ir įvertinti, kaip Likęs naudingo tarnavimo laikas (RUL) komponentas. Jei HA blokas nustato guolio defektą, PA blokas analizuoja, kaip sparčiai defektų dažnumas didėjo per pastaruosius mėnesius, kad būtų galima numatyti, kada jie pasieks kritinį lygį. Rezultatas yra ne tik diagnozė, bet ir veiksmų atlikimo terminas - sritis prognozė.
-
6. AG - patariamasis generavimo blokas:
Tai paskutinis ir, naudotojo požiūriu, svarbiausias sluoksnis, nes jame visi pagrindiniai duomenys ir analizė paverčiami naudingomis žiniomis. AG blokas perduoda žemesnių sluoksnių išvadas operatoriams, patikimumo inžinieriams ir techninės priežiūros planuotojams - pateikia reikiamą informaciją tinkamam asmeniui tinkamu formatu. Tai gali reikšti intuityvius prietaisų skydelius su spalvotais būklės rodikliais, automatiškai generuojamus el. laiškus ar tekstinius įspėjimus arba išsamius diagnostikos ataskaitos su spektro ir bangos formos diagramomis ir, svarbiausia, aiškiomis techninės priežiūros rekomendacijomis. Veiksmingame AG bloke ne tik nurodoma, kad guolyje yra gedimas, bet ir pateikiamos išsamios rekomendacijos, pvz: “Aptiktas variklio pakabinamojo variklio guolio vidinio rėmelio defektas. Likęs naudingo tarnavimo laikas - 45 dienos. Rekomendacija: suplanuokite guolio keitimą per kitą planuojamą sustabdymą.”
3. Pagrindinės sąvokos
- Sąveikumas: pagrindinis ISO 13374 tikslas. Apibrėžus bendrą sistemą ir duomenų modelį, įmonė gali naudoti A pardavėjo jutiklius, B pardavėjo duomenų surinkimo sistemą ir C pardavėjo analizės programinę įrangą, o visi jie gali veikti kartu.
- Atvira architektūra: Standartas skatina atvirus, nepatentuotus protokolus ir duomenų formatus, užkertant kelią tiekėjų uždarumui ir skatinant naujoves visoje 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 yra logiškas kelias nuo neapdorotų jutiklių matavimų (duomenų rinkimas) iki naudingų patarimų dėl techninės priežiūros (patarimų rengimas), sudarantis skaitmeninį šiuolaikinės prognozuojamos techninės priežiūros programos pagrindą ir natūralų pagrindą būklės pagrindu atliekama priežiūra.
4. Standarto pritaikymas praktikoje
ISO 13374 sąmoningai nekalbama apie priemones ir ribas, tačiau būtent dėl to jis yra galingas: leidžia likusiai įrankių grandinės daliai vystytis nepriklausomai. Tipinėje patikimumo programoje jis yra greta standartų, apibrėžiančių ką matuojamas ir koks sunkus rezultatas. Slenkstinės vertės, kuriomis maitinamas SD blokas, gaunamos iš sunkumo standartų ir jūsų pačių bazinių verčių; PA bloko prognozavimo modeliai remiasi duomenimis, kuriuos architektūra ištikimai išsaugojo. Praktinės pagalbos priemonės puikiai įsilieja į šį paveikslą. būklės stebėjimo parametrų skaičiuoklė padeda nustatyti pavojaus ir pavojaus slenksčius, kuriuos taikys SD blokas. būklės stebėjimo metodo parinktuvas padeda pasirinkti metodus, kuriuos įgyvendins DA ir DM blokai, ir RUL prognostikos skaičiuoklė atspindi PA bloko darbą vertinant likusį tarnavimo laiką. Įdiegimo internetu atveju tas pats šešių blokų srautas grindžiamas internetinis stebėjimas sistemas ir telemetrija kuriame saugomi jų duomenys.
5. Lauko prietaisas kamino apačioje
Kiekvienas ISO 13374 sluoksnis galiausiai priklauso nuo patikimų pirminių duomenų iš DA ir DP blokų - jei duomenų gavimas ar apdorojimas yra prastas, jokia gudri prognozavimo sistema neišgelbės išvados. Čia savo vietą užima pajėgus lauko prietaisas. Nešiojamasis dviejų kanalų analizatorius, pvz. Balanset-1A atlieka DA ir DM funkcijas viename rankiniame pakete: įjungia ir nuskaito akcelerometrus, fiksuoja laiko bangos formą, apskaičiuoja FFT spektrą ir bendrą vidutinę kvadratinę vertę bei pateikia rezultatą būsenos nustatymui. Kai paaiškėja, kad mašina, pažymėta DM arba HA lygmenyje, kenčia nuo disbalansas, ta pati priemonė uždaro kilpą lauko balansavimas rotorius savo guoliuose - tai priminimas, kad duomenų architektūra yra skirta realiems taisomiesiems veiksmams ceche skatinti, o ne tik prietaisų skydeliui pildyti.
6. Oficialus standartas
Tarptautinė standartizacijos organizacija paskelbė ISO 13374, kurį sudaro kelios dalys: bendrųjų gairių dalyje nustatomi funkciniai blokai, o vėlesnėse dalyse aptariamas duomenų apdorojimas ir apdorotų duomenų pateikimas. Visą autoritetingą tekstą, įskaitant oficialias kiekvieno bloko apibrėžtis ir susijusį duomenų modelį, galima įsigyti oficialioje ISO parduotuvėje, kurioje standartas nurodytas ISO nuorodos numeriu. Pirmiau pateikta santrauka skirta kasdieniam inžineriniam naudojimui, tačiau paskelbtas standartas išlieka galutiniu atitikties ir išsamaus įgyvendinimo šaltiniu.
