Мониторинг вибрации в реальном времени

Модуль ibaInSpectra Expert отслеживает и анализирует колебания в частотном спектре, полученном с помощью БПФ-анализа. Благодаря высокой гибкости и универсальности модуля он может использоваться для широкого спектра задач.

Универсальный модуль для индивидуального анализа вибрации

В экспертном модуле можно свободно определять частотные диапазоны, которые необходимо контролировать, как статически, так и динамически, в зависимости от других измеряемых параметров. В результате анализа для каждого частотного диапазона определяются следующие параметры: Пик, RMS (Root Mean Square), пиковая частота, фаза и коэффициент гребня. На основе этих параметров могут быть рассчитаны свободно конфигурируемые значения характеристик. Кроме того, можно определить два предела (предупреждение, тревога) для значений характеристик или параметров отдельных полос. Помимо значений из частотной области, во временной области сигнала определяются дополнительные значения, такие как минимум, максимум, среднее значение, среднеквадратичное значение или коэффициент гребня.

Расчеты для анализа могут быть индивидуально настроены, сохранены в виде профилей и использованы повторно. В частности, можно задать тип датчика, тип спектра и параметры расчета БПФ, такие как количество выборок, форма окна или коэффициент перекрытия. Также доступны различные методы усреднения, например, возможность детрендинга для компенсации медленного дрейфа измеряемого значения.

Анализ порядка и вычисление огибающей

В профиле расчета модуля ibaInSpectra Expert пользователь может выбрать сигнал скорости для повторной выборки входного сигнала в зависимости от скорости вращения. Этот сигнал скорости может быть последовательностью импульсов, счетчиком импульсов или абсолютным значением скорости. При повторной дискретизации анализ порядка изменения скорости отображается гораздо более полно, чем при изменении масштаба оси x. Уникальность ibaInSpectra заключается в том, что она отфильтровывает эффекты алиасинга, возникающие при повторной дискретизации, независимо от скорости вращения.

Кроме того, сигналы могут быть предварительно обработаны с помощью модуля ibaInSpectra Expert. Так, сигналы вибрации могут быть отфильтрованы, а также могут быть выполнены математические предварительные расчеты, например, расчет огибающей с помощью свободно настраиваемых полосовых фильтров. Параметры для профилей расчета приведены в таблице.

Тревога и сигнализация

Для обеспечения надежной сигнализации в каждой заданной полосе частот можно настроить пороги предупреждения и тревоги. При превышении предельного значения активируются соответствующие двоичные сигналы, которые через выходные интерфейсы ibaPDA могут быть переданы в другие системы для сигнализации или вмешательства в управление процессом.

Модуль Auto-Adapting может использоваться для обнаружения повреждений машин, редукторов и двигателей, а также изменений качества вибраций в процессе уже на ранней стадии. Самообучающийся модуль InSpectra обеспечивает оптимальную защиту систем благодаря автоматическому мониторингу в режиме реального времени с использованием выученных эталонных значений.

Обнаружение повреждений на ранней стадии

Модуль автоматической адаптации способен использовать серию спектров, чтобы узнать, как должен выглядеть идеальный спектр. Так называемый эталонный спектр может быть получен для различных состояний процесса, которые, например, относятся к различным скоростям, материалам, зонам нагрузки и т. д. Поскольку ibaInSpectra легко интегрируется в ibaPDA, все возможности ibaPDA позволяют получать все возможные сигналы процесса в системе и использовать их для определения состояний.

Сравнение с хорошим состоянием и количественная оценка отклонений позволяет пользователю обнаружить изменения в поведении процесса на особенно ранней стадии, прежде чем возникнут проблемы с качеством. Модуль автоадаптации также определяет диапазоны с наибольшими отклонениями.

Обучение и мониторинг

Вместо того чтобы вручную настраивать частотный анализ для определенных диапазонов, в модуле автоадаптации учитываются все диапазоны спектра. При этом спектр может быть индивидуально разделен на любое количество диапазонов. На этапе обучения рассчитываются и изучаются значения характеристик для всех диапазонов спектра, и на их основе определяется эталонный спектр. На этапе мониторинга модуль автоадаптации сравнивает текущий спектр с эталонным спектром. Поскольку модуль Auto-Adapting основан на модуле ibaInSpectra Expert, он предлагает такие же широкие возможности для настройки параметров расчета БПФ в профилях и предварительной обработки сигнала.

Допустимые отклонения могут быть настроены индивидуально. Для предупреждений и сигналов тревоги можно задать процентные ограничения, относящиеся к максимальному или среднему эталонному спектру.

Убедительные значения характеристик

Модуль автоматической адаптации рассчитывает значимые значения характеристик для каждого состояния:

• Абсолютная дельта: Общая разница между фактическим спектром и пороговыми значениями из эталонного спектра.
• Относительная дельта: Относительная процентная разница между фактическим спектром и пороговыми значениями по сравнению с эталонным спектром.
• Центральная частота, относительная разница и пиковое значение для диапазонов, в которых наблюдается наибольшая разница между фактическим и эталонным спектром.

Модуль ibaInSpectra Orbit контролирует движение вала в подшипниках скольжения, обеспечивая, в частности, надежный мониторинг и оценку состояния машины. Для стабильного расчета параметров, даже при различных скоростях, входные сигналы дискретизируются в зависимости от скорости.

Расчет значений характеристик, зависящих от скорости

Это обеспечивает не только надежные результаты для любых условий, но и позволяет усреднить орбиту за несколько оборотов. Может быть рассчитано среднее значение (линейное) или оценены максимальные значения соответствующего угла поворота (удержание пика).

Наиболее важными характеристиками, рассчитываемыми модулем ibaInSpectra Orbit, являются счетчик орбит (количество рассчитанных орбит), X/Y (текущее положение вала), Centerline X/Y (положение центра вала), Peak to peak max(S(p-p)max, максимальное расстояние между двумя точками на орбите), Угол от пика до пика max (угол S(p-p)max), Угол от пика до пика max вала (угол поворота вала, на котором происходит S(p-p)max, относительно опорной фазы), Эксцентриситет (эксцентриситет вала), Расстояние до зазора (минимальное расстояние вала до зазорной окружности (вкладыша подшипника))

Лучшее понимание благодаря гибкой визуализации

Вид орбиты предлагает различные возможности для индивидуальной настройки визуализации движения вала. Так, движение вала может быть визуализировано с учетом фазовой привязки. Кроме того, можно отобразить историю движения центра вала за определенный период времени. Другой возможностью является отображение различных уровней ускорения при запуске машины. Для лучшего понимания движения можно отобразить диаметр зазора, направление вращения, положение датчиков и положение опорной фазы.

Подробный анализ в автономном режиме с функцией воспроизведения

Для подробного автономного анализа записанные данные можно открыть вместе с расчетными профилями в ibaAnalyzer-InSpectra. Движения валов можно анализировать и сравнивать с другими данными процесса для выявления корреляций. Кроме того, с помощью функции воспроизведения можно воспроизвести поведение в определенные моменты времени.

Модуль ONNX можно использовать для применения моделей искусственного интеллекта в ibaInSpectra. Это позволяет легко развертывать модели ONNX в ibaPDA и осуществлять мониторинг любых данных измерений в реальном времени.