设备故障诊断方法3-监测与诊断系统
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通过传感器将反映设备状态的物理量测量出来。
3
监测与诊断系统的组成
2)信号分析与数据解释 依据故障特点，采用 信号处理技术，突出 设备状况特征，确定 故障的类型。
4
监测与诊断系统的组成
3.1.1 监测与诊断系统的目标 ➢监测设备状态，保证运行安全
5
监测与诊断系统的组成
➢提供机器状态的准确描述
90 80 70 60 50 40 30 20 10
的置信度。
被测对象
非电 信息
传感器 电信号变换及测量 装置
试验装置
电源
数据处理 装置
记录显示 装置
使被测对象处于预 定状态下，并将其 有关方面的内在联 系充分显露出来， 以便进行有效测量
输出环节，将测 得的有用信号及 其变化过程显示
或记录下来。
17
精密诊断系统
18
精密诊断系统
19
精密诊断系统
3.3.2 状态识别系统
1
教学内容
重点与难点 监测与诊断系统工作原理及组成； 诊断系统的分类及其目标。；
学习目标 掌握设备监测类仪器的系统组成； 掌握故障诊断系统的工作原理； 了解多微机在线检测与诊断系统； 掌握故障诊断系统设计的方法。
2
监测与诊断系统的组成 3.1、监测与诊断系统的组成
➢诊断技术分类 1)信号获取
20
精密诊断系统
3.3.2 状态识别系统
21
精密诊断系统
22
应用举例
3.5、设备监测与诊断系统举例
耿村主斜井皮带机齿轮箱监测和故障诊断
23
应用举例
➢齿轮箱测试方案
• 正确选择测定方式和测定参数 –对于煤矿皮带机齿轮箱的振动测试，由于信号的频 带范围较宽，一般采用振动加速度传感器拾取信号， 后续设备为电荷放大器，可以有选择性的实现位移、 速度或加速度输出。
15
精密诊断系统 3.3、精密诊断系统
3.3.1 数据采集系统
由传感器 ，放大器与预处理器 ，A/D转换器 ，微 机系统 ，磁带记录仪 ，示波器 ，滤波器等组成 。
16
精密诊断系统组成
把被测量通过传感 器转换为电信号，
并进行处理
测量装置
把输出信号进一步出来以 排除干扰，并清楚估计其 可靠程度，提高获得信息
➢仪器可对振动信息进行多档分析。
便携式振动分析仪以传统振动标准为基础，一般 显示信息，而不能回答故障的原因及振动的部位。
12
简易诊断系统
3.2.2 声级计
13
简易诊断系统
14
简易诊断系统
3.2.3 温度计
简单的温度可以只有一个模块，如
玻璃管温度计。它直接将被温度变
化转化液面示值。没有电量转换和
25
应用举例 ➢齿轮箱振动诊断方案
由于皮带机齿轮箱的测点较多，如果对所有测点进行分析， 则工作较大。所以一般可以先用简易诊断法进行点检，然后对 振动位移和振动烈度较大的测点进行精密诊断。这样可以避免 一些重复劳动，减少工作量。
• 简易诊断
• 精密诊断
26
小结 本讲小结
掌握监测与诊断系统的构成及工作原理； 掌握设备诊断系统工作的一般过程； 学会分析设备状态并根据学过的知识采取措施进
8
监测与诊断系统的组成
➢信号采集定义： 对监测系统敏感点上的敏感参数的采集……
9
监测与诊断系统的组成
➢状态参数识别
10
监测与诊断系统的组成
➢诊断决策及其输出
故障模拟
异常模型向量
各种样板模式
信号检测 典型故障
故障信号 特征提取 故障档案库
信号
特征
状态识别
设备
检测
提取
状态信号
故障特 征信息
比较
状态模式
• 合理布置测点 –主要测点布置在齿轮传动的轴承座受力集中和电机 轴承座处 。
• 测试仪器配置
齿轮箱 轴承座
传感器
信号调理 与放大器
信号采集仪 （A/D卡）
信号分析 诊断系统
24
应用举例
• 选择合适的测定周期 –测定周期是指每次作巡监的间隔时间，它与 皮带机齿轮箱的故障发展趋势有关。正常状 态下，一般可每月测定一次，但是一旦发现 故障时，应缩短测定周期，可每周测定一次， 如果故障发展较快时，必须每天测定一次， 以便科学掌握皮带机齿轮箱运行状态的发展 趋势。
人机交分互 析电路，很简单，但精度底，无
子系统法实现测量自动化。
KBR 诊断子系统
Internet Internet Internet
监控客户端
机组控制柜 / PLC
监控服务器/ 数据采集子
系统
协作子系统
CBR 诊断子系统
对操作者要求较严格，因此根据测量自动化要求 需要采用网络化方式把信号传到中心控制室。
教学内容
0、课程准备 1、绪 论 2、信号分析及处理基础 3、监测与诊断系统 4、旋转机械的振动监测与诊断 5、滚动轴承的故障监测和诊断 6、齿轮箱的监测和诊断
0
教学内容
第三章 监测与诊断系统
3.1 监测与诊断系统的作用与工作步骤 3.2 监测与诊断系统的组成（简易 诊断系统） 3.3监测与诊断系统的组成（精密诊 断系统） 3.4 多微机在线系统 3.5 系统诊断案例
行仪器装备的设计。
27
0 -1
信号分布
-0.5
归一化
0.5
1
百度文库
参量概率密度
6
监测与诊断系统的组成
➢预报机器故障，避免大型事故发生
超门限报警
故障
报警
远程诊断
知识库
案例库
方案
维修 7
监测与诊断系统的组成
3.1.2 工作过程与步骤 ➢确定敏感参数
确定原则: 选择对系统影响最大和最敏感的参数 作为系统识别的敏感因子。
基本参数：长度、质量、时间、电流、温度及光强度等。 推导参数：力，压力，功，能量，功率，电阻，电容等。 次要参数：力矩，流率，单位燃料耗率等。
状 态
初始模式
待检模式
模板模式之一
故障情况 故障趋势
状态及趋势分析输出
诊断决策
决策通过计算对判断结果进行显示，对异常现象 报警，对设备的变化趋势进行评估。
11
简易诊断系统
3.2、简易诊断系统
3.2.1 便携式振动分析仪
➢传感器专用，连接方便，但频率及动态范围 有限。测试具有目的性。
➢显示方式灵活：指针、液晶、发光二极管； 可直接读出故障分析参量。
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监测与诊断系统的组成
2)信号分析与数据解释 依据故障特点，采用 信号处理技术，突出 设备状况特征，确定 故障的类型。
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监测与诊断系统的组成
3.1.1 监测与诊断系统的目标 ➢监测设备状态，保证运行安全
5
监测与诊断系统的组成
➢提供机器状态的准确描述
90 80 70 60 50 40 30 20 10
的置信度。
被测对象
非电 信息
传感器 电信号变换及测量 装置
试验装置
电源
数据处理 装置
记录显示 装置
使被测对象处于预 定状态下，并将其 有关方面的内在联 系充分显露出来， 以便进行有效测量
输出环节，将测 得的有用信号及 其变化过程显示
或记录下来。
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精密诊断系统
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精密诊断系统
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精密诊断系统
3.3.2 状态识别系统
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教学内容
重点与难点 监测与诊断系统工作原理及组成； 诊断系统的分类及其目标。；
学习目标 掌握设备监测类仪器的系统组成； 掌握故障诊断系统的工作原理； 了解多微机在线检测与诊断系统； 掌握故障诊断系统设计的方法。
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监测与诊断系统的组成 3.1、监测与诊断系统的组成
➢诊断技术分类 1)信号获取
20
精密诊断系统
3.3.2 状态识别系统
21
精密诊断系统
22
应用举例
3.5、设备监测与诊断系统举例
耿村主斜井皮带机齿轮箱监测和故障诊断
23
应用举例
➢齿轮箱测试方案
• 正确选择测定方式和测定参数 –对于煤矿皮带机齿轮箱的振动测试，由于信号的频 带范围较宽，一般采用振动加速度传感器拾取信号， 后续设备为电荷放大器，可以有选择性的实现位移、 速度或加速度输出。
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精密诊断系统 3.3、精密诊断系统
3.3.1 数据采集系统
由传感器 ，放大器与预处理器 ，A/D转换器 ，微 机系统 ，磁带记录仪 ，示波器 ，滤波器等组成 。
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精密诊断系统组成
把被测量通过传感 器转换为电信号，
并进行处理
测量装置
把输出信号进一步出来以 排除干扰，并清楚估计其 可靠程度，提高获得信息
➢仪器可对振动信息进行多档分析。
便携式振动分析仪以传统振动标准为基础，一般 显示信息，而不能回答故障的原因及振动的部位。
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简易诊断系统
3.2.2 声级计
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简易诊断系统
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简易诊断系统
3.2.3 温度计
简单的温度可以只有一个模块，如
玻璃管温度计。它直接将被温度变
化转化液面示值。没有电量转换和
25
应用举例 ➢齿轮箱振动诊断方案
由于皮带机齿轮箱的测点较多，如果对所有测点进行分析， 则工作较大。所以一般可以先用简易诊断法进行点检，然后对 振动位移和振动烈度较大的测点进行精密诊断。这样可以避免 一些重复劳动，减少工作量。
• 简易诊断
• 精密诊断
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小结 本讲小结
掌握监测与诊断系统的构成及工作原理； 掌握设备诊断系统工作的一般过程； 学会分析设备状态并根据学过的知识采取措施进
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监测与诊断系统的组成
➢信号采集定义： 对监测系统敏感点上的敏感参数的采集……
9
监测与诊断系统的组成
➢状态参数识别
10
监测与诊断系统的组成
➢诊断决策及其输出
故障模拟
异常模型向量
各种样板模式
信号检测 典型故障
故障信号 特征提取 故障档案库
信号
特征
状态识别
设备
检测
提取
状态信号
故障特 征信息
比较
状态模式
• 合理布置测点 –主要测点布置在齿轮传动的轴承座受力集中和电机 轴承座处 。
• 测试仪器配置
齿轮箱 轴承座
传感器
信号调理 与放大器
信号采集仪 （A/D卡）
信号分析 诊断系统
24
应用举例
• 选择合适的测定周期 –测定周期是指每次作巡监的间隔时间，它与 皮带机齿轮箱的故障发展趋势有关。正常状 态下，一般可每月测定一次，但是一旦发现 故障时，应缩短测定周期，可每周测定一次， 如果故障发展较快时，必须每天测定一次， 以便科学掌握皮带机齿轮箱运行状态的发展 趋势。
人机交分互 析电路，很简单，但精度底，无
子系统法实现测量自动化。
KBR 诊断子系统
Internet Internet Internet
监控客户端
机组控制柜 / PLC
监控服务器/ 数据采集子
系统
协作子系统
CBR 诊断子系统
对操作者要求较严格，因此根据测量自动化要求 需要采用网络化方式把信号传到中心控制室。
教学内容
0、课程准备 1、绪 论 2、信号分析及处理基础 3、监测与诊断系统 4、旋转机械的振动监测与诊断 5、滚动轴承的故障监测和诊断 6、齿轮箱的监测和诊断
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教学内容
第三章 监测与诊断系统
3.1 监测与诊断系统的作用与工作步骤 3.2 监测与诊断系统的组成（简易 诊断系统） 3.3监测与诊断系统的组成（精密诊 断系统） 3.4 多微机在线系统 3.5 系统诊断案例
行仪器装备的设计。
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0 -1
信号分布
-0.5
归一化
0.5
1
百度文库
参量概率密度
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监测与诊断系统的组成
➢预报机器故障，避免大型事故发生
超门限报警
故障
报警
远程诊断
知识库
案例库
方案
维修 7
监测与诊断系统的组成
3.1.2 工作过程与步骤 ➢确定敏感参数
确定原则: 选择对系统影响最大和最敏感的参数 作为系统识别的敏感因子。
基本参数：长度、质量、时间、电流、温度及光强度等。 推导参数：力，压力，功，能量，功率，电阻，电容等。 次要参数：力矩，流率，单位燃料耗率等。
状 态
初始模式
待检模式
模板模式之一
故障情况 故障趋势
状态及趋势分析输出
诊断决策
决策通过计算对判断结果进行显示，对异常现象 报警，对设备的变化趋势进行评估。
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简易诊断系统
3.2、简易诊断系统
3.2.1 便携式振动分析仪
➢传感器专用，连接方便，但频率及动态范围 有限。测试具有目的性。
➢显示方式灵活：指针、液晶、发光二极管； 可直接读出故障分析参量。