01 客戶需求

某鋼鐵企業(yè)數(shù)智化部門希望能引進一套具有實用價值的設(shè)備在線監(jiān)測與故障診斷預(yù)警系統(tǒng)，減少現(xiàn)場設(shè)備日常運維壓力，提高數(shù)智化水平，有效降低突發(fā)停機事件；用事前預(yù)防代替事后緊急維修，用智能決策代替主觀經(jīng)驗。

02 技術(shù)方案

本項目處于焦化廠區(qū)（防爆區(qū)），6臺煤氣鼓風(fēng)機出廠時已經(jīng)安裝了軸振、溫度等監(jiān)測保護傳感器，但在齒輪箱、液力耦合器、電機部位沒有安裝監(jiān)測和保護性質(zhì)的傳感器。結(jié)合現(xiàn)場產(chǎn)線設(shè)備類型、設(shè)備結(jié)構(gòu)、運行工況和監(jiān)測需求，外加無線智能振動溫度復(fù)合傳感器，采集設(shè)備的振動和溫度數(shù)據(jù)。

納入設(shè)備在線監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)的設(shè)備包括鼓風(fēng)機、齒輪箱、液力耦合器和電機，每臺傳動設(shè)備上安裝無線智能振溫復(fù)合傳感器，其中鼓風(fēng)機兩側(cè)的軸位移信號、支撐軸承溫度、風(fēng)機轉(zhuǎn)速等信號一起接入到IEM-Cloud設(shè)備監(jiān)測與故障診斷AI系統(tǒng)。通過多參量數(shù)據(jù)融合分析與算法，提高故障診斷的精度和速度，為設(shè)備管理提供了更為科學(xué)的依據(jù)。

系統(tǒng)架構(gòu)圖

03 現(xiàn)場施工

通過現(xiàn)場考察了解到鼓風(fēng)機的傳動結(jié)構(gòu)是電機→液力耦合器→齒輪箱→鼓風(fēng)機，通過和業(yè)主方深入溝通最終確定了傳感器安裝方案。通過部署VB43無線智能溫振復(fù)合傳感器實現(xiàn)傳感器24小時在線監(jiān)測，定期采集振動數(shù)據(jù)至客戶服務(wù)器端。

現(xiàn)場安裝測點示意圖

現(xiàn)場安裝圖

現(xiàn)場安裝圖

現(xiàn)場安裝圖

現(xiàn)場安裝圖

部分現(xiàn)場安裝圖片

04 智能診斷

IEM-Cloud設(shè)備監(jiān)測與故障診斷AI系統(tǒng)基于捷杰傳感自研APEF報警算法（發(fā)明專利）、智能診斷機理模型和AI算法，系統(tǒng)能對海量數(shù)據(jù)進行深度挖掘和智能解讀，對設(shè)備的運行狀態(tài)進行診斷和預(yù)測，24小時不間斷地對設(shè)備狀態(tài)進行全面監(jiān)控，實時預(yù)警潛在故障風(fēng)險，確保生產(chǎn)連續(xù)穩(wěn)定進行，從而提高企業(yè)的生產(chǎn)效率，降低經(jīng)濟損失。

·APEF智能預(yù)警

設(shè)備一旦發(fā)生故障，相應(yīng)的特征值都會相較于正常狀態(tài)下有一定的增長，增長的程度取決于故障的嚴(yán)重程度，自適應(yīng)邊緣保持濾波算法（APEF）預(yù)警技術(shù)將采集到的特征值進行回歸擬合，計算一定時間段內(nèi)特征值的增長率，當(dāng)特征值增長率超過相應(yīng)閾值則觸發(fā)報警。相較于傳統(tǒng)的閾值預(yù)警方法，APEF可以發(fā)現(xiàn)由于工況影響或閾值設(shè)置不合理造成的漏報警，避免了由于漏報警而造成的嚴(yán)重?fù)p失；另外，自適應(yīng)邊緣保持濾波算法（APEF）預(yù)警也可以在更早期發(fā)現(xiàn)故障，將故障造成的損失降到最低。

APEF濾波數(shù)據(jù)圖

·智能診斷機理與模型

本地化部署的報警模型能夠及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備的運行狀態(tài)異常，而進一步的定位及判斷異常原因、部位需要提取更深層次的特征信息。針對不同設(shè)備部件的故障類型，結(jié)合故障機理、專家經(jīng)驗和多年積累的大量故障案例，建立了相應(yīng)的故障智能診斷模型，可實現(xiàn)對設(shè)備成熟故障的智能診斷，系統(tǒng)不依賴于診斷分析師能自動提供相應(yīng)的自診斷結(jié)論和處理建議，為現(xiàn)場人員的檢維護提供決策依據(jù)。

診斷結(jié)果圖

設(shè)備健康綜合評分

05 結(jié)語

在客戶現(xiàn)場只用3天便成功部署所有智能硬件和IEM-Cloud設(shè)備監(jiān)測與故障診斷AI系統(tǒng)，調(diào)試完成并獲得客戶初步驗收。這個系統(tǒng)的投入使用將為設(shè)備穩(wěn)定運行提供有力的數(shù)據(jù)支撐，將大大減少意外停機，緩解設(shè)備運維和使用安全的壓力。