數據可視化如何分析機器性能效率和實現機器預測維護

以新一代信息技術為代表的革命正在給傳統工業帶來變革，通過傳感器采集大量的設備數據，分析機器性能效率和實現機器預測維護，這種被譽為工業4.0的模式已經成為現代工業的重要趨勢。

那么這種預測性維護需要監視哪些數據？從數據里能挖掘出怎樣的價值效益？這將是設備維護專員必需要了解和掌握的知識。

采集設備的基本參數

在工廠的監控系統中，溫度是一個常用的測量值，許多機器監控應用程序都要求記錄溫度參數。這些數據可能出現在電氣設備中，用于測量電機、渦輪機等運行溫度狀態，也有可能是烤箱溫度分析或者用于研發的氣候室、試驗臺等。

溫度數據記錄器搭配有常見類型的溫度傳感器，包括熱電偶、RTD和熱敏電阻等。市場有提供廣泛的溫度數據記錄器選擇，具有各種功能選項，如通信、存儲和通知功能，以滿足各種項目的需求。溫度記錄儀分帶顯示和不帶顯示器，有無線的也有局域網通訊的，甚至有多達數百個輸入的多通道系統。

此外，交流和直流參數也是一個經常使用的采集對象，常見的數據記錄會測量設備的輸入或輸出電壓和電流，例如用戶監測風力渦輪機中的電流。這些測量大致可以分為兩類：交流和直流。

交流方面，常見的電壓測量應用包括讀取數據，以確保機器設備在制造商推薦的電壓范圍內工作。各種交流電壓和電流數據記錄器都可以使用內置的傳感器來支持特定的電壓和/或電流范圍。但是，除少數例外，大多數數據記錄器不能直接測量交流電壓或電流，因此需要外部傳感器將需要測量的參數轉換為數據記錄器可以測量的信號。

交流互感器

直流方面，許多數據記錄儀有專門用于測量直流電壓和直流電流的功能。有些是為特定的測量而設計的，這些測量設備很容易設置，但靈活性較差。還有通用的數據記錄儀，可以測量直流電壓、電流和其他輸入信號類型。根據所涉及的級別，一些數據記錄器模型可以直接測量直流電壓和電流。

如果用戶必須監視交流/直流電壓和電流混合輸入，或者如果電壓/電流范圍超出標準輸入范圍，則可以使用通用輸入記錄器。這些記錄儀可以測量工業應用中的大多數電壓和電流。

還有一個重要的測量對象是通用輸入，記錄儀還可以測量除電壓和電流以外的其他輸入信號類型，并且可以配備適用于高達數百或數千安培的通用輸入，也可以同時測量多種輸入信號類型。用戶可以測量幾乎任何類型的輸入，從mV和uAmp到數千伏或安培。

這些解決方案可以測量電壓、電流，通過熱電偶、應變儀和許多其他類型的傳感器。雖然通用數據采集器比單一用途采集器更昂貴，但它們可以大大簡化更復雜的數據采集項目，既省時又省錢。

這種靈活性的方案可以將記錄器從一個項目移動到另一個項目，而無需重新配置硬件，此外可以使用一個數據記錄器同時監測多個變量，例如，使用熱電偶記錄溫度，使用壓力傳感器記錄電壓，并使用流量計監測脈沖輸出。還有，無論您記錄什么信號，都可以使用相同的軟件，而無需購買額外的軟件包或模塊。

工廠遠程監控和數據傳輸

為了傳輸和存儲所有這些數據，許多工廠選擇了能夠進行連續數據采集和評估的遠程數據采集系統。如果工廠愿意更換老舊的系統或冗余設備，他們會發現這種基于PC數據采集技術的預測性維護方式是很便利解決方案。

在宕機之前提前解決問題，可以預防臨時停機損失，用戶需要依靠各種通信功能將數據和警報信號傳輸到PC或網絡，例如可以通過WiFi、工業以太網、串行通訊、FTP、蜂窩調制解調器等等來完成。

遠程系統會在發生電機超限（例如電機過熱或油箱溫度過高）時通過SMS短信進行即時警報和通知。對于這種至關重要的安全問題，預告警告可以確保維護人員有足夠時間采到維護修復，這種解決方案通常會支持連接到生產和辦公網絡以及過程控制系統。

一般來說工廠應用獨立數據采集系統，用戶可以在線訪問所有測量數據和狀態信息，通過電子郵件和短信即時報警和故障通知，此外，系統將通過調度程序以預設間隔自動進行離線數據傳輸等功能。

例如，在機械和工廠的故障診斷中，通常的遠程系統包括電壓脈沖和浪涌的評估、快速過程監控和控制器優化、沖擊和振動測量以及材料研究和環境模擬等。當每分鐘計數時，確保工廠的過程受到威脅時立即被意識到。

獲得更多的設備控制能力

如果用戶需要機器監控應用程序的一些控制能力，許多智能監控系統會將此功能集成在一起。在獨立模式下控制系統可執行觸發前和觸發后功能、同步數據采集、評估極限值和報警能力，通過在線計算濃縮參數來減少數據等。

機器和設備極限值都可以在PC上的GUI（圖形用戶界面）中進行調整。同樣，可以使用相同的用戶界面來控制以及可視化多個機器狀態。

通過將實時數據可視化集成到生產過程中，用戶將掌握更多數據，了解給定的操作條件如何影響您的設備特性。這個設置也為用戶提供了一個便利的方法，即時判斷設備參數是否符合特定的過程值，如溫度、電流/電壓是否正常等。