復(fù)雜工況背景下機泵的預(yù)知維修研究

阮波

（重慶華峰化工有限公司，重慶 408018）

機泵在使用過程中會受到各種問題的阻礙，導致這些問題出現(xiàn)的原因是多方面的，一方面是因為機泵的基本性能和質(zhì)量，另一方面是因為機泵的安裝過程出現(xiàn)問題。但是，這兩方面的原因都會導致機泵無法進行正常工作，影響工業(yè)生產(chǎn)的效率。所以，我們就要對機泵進行預(yù)知維修，避免機泵出現(xiàn)各種運行故障。文章就復(fù)雜工況背景下機泵的預(yù)知維修展開全面研究。

1 預(yù)知維修的工作原理

預(yù)知維修的工作原理相對比較系統(tǒng)，其主要是針對機泵的實際運行狀態(tài)，并且充分利用以往故障檢修的相關(guān)經(jīng)驗，綜合這兩方面的相關(guān)信息，展開充分的故障診斷。在此基礎(chǔ)背景下，我們就可以對機泵的相關(guān)狀況進行充分的把握，比如設(shè)備檢修的周期、設(shè)備故障標志等，這也就是機泵的預(yù)知維修。在預(yù)知維修過程中，我們可以充分利用好離線巡檢系統(tǒng)，并且將該系統(tǒng)所監(jiān)測的軸承振值和軸承壽命進行全方位的比對，如果比對結(jié)果不符合相關(guān)的工作經(jīng)驗，我們就要重點查找該系統(tǒng)的故障點。一般來講，我們可以根據(jù)設(shè)備的主頻及頻譜的變化來判斷，如果機泵發(fā)生故障，這就會使其振動的主頻表現(xiàn)出明顯異樣，如果機泵的故障頻率表現(xiàn)比較明顯，這樣就會使振動能量居于較高的狀態(tài)。

2 預(yù)知維修管理系統(tǒng)的建設(shè)構(gòu)想

為了更為有效的提升機泵的維修質(zhì)量和效率，我們需要構(gòu)建一個預(yù)知維修管理系統(tǒng)。之所以要構(gòu)建機泵預(yù)知維修管理系統(tǒng)，就是要為相關(guān)人員提供設(shè)備全時段的動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，這樣就能夠使我們對機泵運行情況進行掌握，一旦出現(xiàn)故障，能夠及時采取有效措施，減少各方面的損失。機泵預(yù)知維修管理系統(tǒng)能夠?qū)?shù)據(jù)信息進行動態(tài)化處理。利用這些數(shù)據(jù)，就能夠?qū)崿F(xiàn)對機泵的歷史故障維修和當前運行狀態(tài)的反映，通過對這些數(shù)據(jù)信息的整合、分析、建模等，就可以對機泵的故障發(fā)生期和未來運行趨勢進行預(yù)測?；陬A(yù)知維修管理系統(tǒng)的精準性，其預(yù)測的結(jié)果也會具備普遍應(yīng)用性。在我們構(gòu)建機泵預(yù)知維修管理系統(tǒng)之前，我們必須明確以下幾方面的問題。建設(shè)該系統(tǒng)的目的是什么、現(xiàn)階段需要進行何種操作、該系統(tǒng)重點保運什么、當設(shè)備發(fā)生故障后如何處理、后期設(shè)備的維護與維修周期是什么、預(yù)計下一步要維修哪些設(shè)備等。總之，我們在構(gòu)建機泵預(yù)知維修管理系統(tǒng)時，要將人力資源、經(jīng)濟投入、生產(chǎn)平衡等方面，盡可能實現(xiàn)其優(yōu)化配置與協(xié)調(diào)，從而更為有效的向相關(guān)人員提供決策標準。

計算機網(wǎng)絡(luò)時代，互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)融入到各行各業(yè)中，形成了“互聯(lián)網(wǎng)+”的新業(yè)態(tài)。所以，我們在搭建機泵預(yù)知維修管理系統(tǒng)時，就可以將企業(yè)內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)作為主要的依托，這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)開放的數(shù)據(jù)接口與企業(yè)現(xiàn)有的在線監(jiān)測系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等進行有機結(jié)合，從而達到管理系統(tǒng)的集成化。再就是要借助企業(yè)內(nèi)部的局域網(wǎng)，實現(xiàn)高效且精準的交互，最終能夠使預(yù)知維修管理平臺的機組、泵組的狀態(tài)都處于動態(tài)監(jiān)控下。

3 機泵預(yù)知維修系統(tǒng)的重點建設(shè)環(huán)節(jié)

3.1 數(shù)據(jù)分析環(huán)節(jié)

顧名思義，數(shù)據(jù)分析環(huán)節(jié)的基本目的就是能夠依據(jù)事先采集的機泵設(shè)備運行信息，進而綜合分析，從而能夠得出機泵運行狀況的一種模式。這一環(huán)節(jié)的分析功能范圍較廣，包括多個數(shù)字信號分析功能，這主要包括時域分析、頻域分析、包絡(luò)分析、特征頻率趨勢分析（日趨勢、周趨勢、月趨勢、年趨勢）、軸心軌跡分析等。這樣，機泵預(yù)知維修管理系統(tǒng)就能夠在數(shù)據(jù)信息的支撐下，對機泵的運行狀態(tài)進行監(jiān)控，對機泵的運行趨勢進行預(yù)測，這樣就能夠為機泵運行提供雙層保障，一旦出現(xiàn)數(shù)據(jù)變更的情況，系統(tǒng)就會自動報警。最為關(guān)鍵的是，預(yù)知維修管理是將故障控制在萌芽之中，有效避免了大規(guī)模故障的出現(xiàn)，確保機泵運行的穩(wěn)定性，并為其提供最為有效的技術(shù)保障。以下對各種分析方式進行研究。第一，時域分析法，這種數(shù)據(jù)分析方式實現(xiàn)了數(shù)據(jù)統(tǒng)計和系統(tǒng)分析的有機融合，凸顯出數(shù)據(jù)分析的獨特性。這種數(shù)據(jù)分析法具有其自身的諸多優(yōu)勢，它不僅能夠?qū)C泵現(xiàn)有的運行狀態(tài)和情況進行動態(tài)化的全面分析，還能夠?qū)C泵的未來狀態(tài)和趨勢進行預(yù)測。應(yīng)用時域分析法的過程中，我們會使用到多種數(shù)據(jù)參數(shù)，比如均值、均方根值、峰—峰值、最大值、最小值等。但是，這些數(shù)據(jù)參數(shù)相對簡單，并且沒有復(fù)雜的公式關(guān)系，所以對機泵是否存在故障的診斷，是能夠發(fā)揮一定作用的。第二，頻域分析法，這種數(shù)據(jù)分析方式是需要建立在一定基礎(chǔ)之上，一般是指頻譜分析。我們又可以對頻譜分析進行細化，這主要涉及到幅值譜分析、功率譜密度函數(shù)分析、細化譜分析等方面?，F(xiàn)階段，頻域分析在機泵故障診斷處理中應(yīng)用最為普遍，之所以如此受歡迎，主要得益于該方式的優(yōu)良特性。同時，機泵預(yù)知維修管理系統(tǒng)還會應(yīng)用到幅值譜分析，這種數(shù)據(jù)分析方式能夠直觀的體現(xiàn)出機泵的振動信號頻域信息，是一種簡單實用的分析方法。第三，包絡(luò)分析法，這種數(shù)據(jù)分析方式與其它方式有所不同，它的工作本質(zhì)就是沖擊機泵故障信號。這是因為，我們無法精準預(yù)知機泵的故障發(fā)生時間點，只能對其進行周期性的檢驗，所以包絡(luò)分析法就充分順應(yīng)了這一趨勢，對機泵的故障信息進行沖擊，其寬頻帶特性常引起系統(tǒng)固有頻率處的諧振，從而在該頻率附近形成以特征故障頻率為基頻的邊帶，這種邊帶的出現(xiàn)就意味著機泵出現(xiàn)故障，這是一種明顯的故障信息。包絡(luò)分析方式也有其固定的檢測范圍，主要是對機泵軸承和齒輪等方面故障，具有特殊的意義。

3.2 管理環(huán)節(jié)

在復(fù)雜工況背景下，機泵的預(yù)知維修管理主要是對機泵運行情況的管理，保障機泵始終處于穩(wěn)定運行的狀態(tài)下，這也是預(yù)知維修管理的核心環(huán)節(jié)。一般來講，管理環(huán)節(jié)包括以下幾個方面的內(nèi)容，系統(tǒng)組態(tài)方面、通信方面、巡檢任務(wù)方面、報警方面、故障診斷方面、數(shù)據(jù)庫方面、報表方面。

（1）系統(tǒng)組態(tài)方面的管理。系統(tǒng)組態(tài)管理就是指整個機泵預(yù)知維修管理系統(tǒng)的基本組成，在此基礎(chǔ)上產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)信息，我們可以將機組位號、測點、檢測路徑等作為參考依據(jù)，充分利用各種設(shè)備。對其進行合理化的組態(tài)，然后還需要將組態(tài)數(shù)據(jù)融入到數(shù)據(jù)庫中，方便后期數(shù)據(jù)的共享和更新。

（2）故障診斷方面的管理。如果預(yù)知維修管理系統(tǒng)進行工作，機泵表現(xiàn)出各種故障信息。一旦發(fā)出報警信息，預(yù)知維修系統(tǒng)就會進行相對應(yīng)的診斷。在這一過程中，系統(tǒng)已經(jīng)對機泵的各種運行數(shù)據(jù)進行了預(yù)先分析，此環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)就是趨勢分析結(jié)果、頻譜分析結(jié)果和包絡(luò)分析結(jié)果，將這三部分數(shù)據(jù)進行整合，才能進行綜合化的診斷。另外，如果我們在機泵的故障診斷中充分運用現(xiàn)代化的診斷技術(shù)，我們就能夠?qū)C泵的故障發(fā)生區(qū)域、故障詳細類型、解決策略等進行精準處理，以輔助相關(guān)人員進行更高效率的工作。

（3）數(shù)據(jù)庫方面的管理。數(shù)據(jù)庫管理部分比較重要，他主要是對數(shù)據(jù)庫中的各種數(shù)據(jù)進行差異化管理，并且對數(shù)據(jù)庫進行相對應(yīng)的管理與維護。這樣才能夠充分引入現(xiàn)代化的數(shù)據(jù)管理技術(shù)，比如知識管理技術(shù)、知識添加維護技術(shù)等。對知識和數(shù)據(jù)的管理，這一流程就充分發(fā)揮了人機交互的優(yōu)越性，它在工作過程中，遵循了人體工學的思維方式，與用戶進行無差異交流，但是用戶只需要對其進行應(yīng)用，卻無需掌握其知識表達與組織細節(jié)，所以說，這種管理系統(tǒng)是非常符合人機交互理念的。

（4）報表方面的管理。該部分主要是對各種輸出報表進行動態(tài)化管理，我們需要提交的報表必須具備科學性、完整性、全面性等條件。我們需要將機泵穩(wěn)定運行狀態(tài)和報警運行狀態(tài)作為兩個時間分區(qū)，這樣就能夠?qū)ζ溥M行對比分析。該部分涉及到的數(shù)據(jù)分析報表比較多，比如時域分析報表、頻域分析報表、趨勢分析報表等，并且還包括上文中提到的巡檢任務(wù)報表、機泵故障診斷報表等。

4 結(jié)語

在實際的生產(chǎn)過程中，機泵是處于復(fù)雜工況的背景下，并且其容易受到外界因素的影響。所以，我們就要將機泵預(yù)知維修管理工作作為一項系統(tǒng)工程，采取全方位的發(fā)展策略，比如加強各種資源的優(yōu)化配置、提升預(yù)知維修管理系統(tǒng)的開發(fā)、加大先進技術(shù)的開發(fā)與引進等?？傊瑸榱私o予機泵提供優(yōu)良的工作環(huán)境，我們必須要構(gòu)建起機泵預(yù)知維修管理的機制，為工業(yè)生產(chǎn)提供基礎(chǔ)保障。本文主要是對機泵預(yù)知維修管理的工作原理、系統(tǒng)構(gòu)建、建設(shè)環(huán)節(jié)等進行研究。