楼肖杭

（杭州制氧机集团股份有限公司）

前言

对于现代企业来说，其在开展经营生产活动过程中需要运用到大量的现代设备，这些现代设备不仅种类繁多，而且结构非常精密、复杂，在现代企业的总资产中也同样占据着很高的比例，因此，这也使得企业非常重视现代设备的管理工作。

但是，现代设备的管理难度也是显而易见的，事实上，高效的现代设备管理工作对于促进企业长远化发展具有重要意义，通过加强现代设备管理工作，能够使现代企业的财力、物力及人力等各方面资源得到充分地利用，同时也有助于提高企业产品的性价比，推动了企业的可持续稳定发展。现代企业在开展设备管理工作过程中，需要确保管理人员能够对设备运行状况进行实时检测与精确预测，在保证设备管理费用得到有效节约的同时，最大限度的降低企业生产成本，以此提高企业经济效益。为此，以下主要对状态监测及故障诊断技术进行简要概述，并探讨现在设备中状态监测及故障诊断所需运用到的相关技术内容及其应用指标，在此基础上进一步探讨状态监测及故障诊断技术的未来发展方向。

一、状态监测与故障诊断技术浅析

1.状态监测

在现代设备运行过程中，其整个运行状态都是通过状态监测技术来实施全程化监控的，可以说，状态监测技术是开展设备故障诊断过程中的一项基础性工作。对于状态监测技术而言，其能够检测和转换设备在运行过程中产生的各种信号，并分析其信号特征，同时记录设备运行各项数据，通过分析这些数据来判断设备的运行状态是否发生异常。在通过状态监测技术来实施信号检测与转换时，这些信号可以通过多种形式表现出来，例如，声音、振动、压力、流量或温度等，通过这些信号表现形式，便可通过状态监测技术来提取具体的信号特征，进而准确判断出设备的运行状态，通过状态监测技术能够分析这些信号的变化情况。比如，声音大小的变化、振动频率的变化、温度升高或降低的变化等，通过采集这些信号变化特征，并将其与正常的信号标准值进行对比，即可判断出设备的运行状态是否存在异常，从而帮助工作人员能够针对设备的实际运行状态采取对应的应对措施。

2.诊断分析

在现代设备管理中，还经常应用到故障诊断技术，故障诊断技术对现代设备的诊断分析主要包括两个方面，分别是设备运行信号的处理和设备故障的诊断。在对设备运行信号进行分析处理过程中，需要对设备运行过程中产生的信息进行采集，并进行相应的转换和处理，同时采取不同形式来展示这些信息，以此帮助工作人员对这些信息做出准确、直观地判断。在信号分析处理中可以采取多种方法，也可以应用计算机或不同的专用仪器，以不同方法、不同角度、不同领域来进行分析与处理，当然，其分析与处理结果也是有不同差异的。随着我国信号分析与处理方面的不断发展，故障诊断技术也由此衍生出来，通过将系统监测及诊断最终数据作为依据，并对比于正常的数据指标，即可对设备的运行故障进行判断，当设备出现故障以后，便可通过故障诊断技术来做出进一步诊断，由此便可对故障发生部位进行确定。

3.治理预防

在对现代设备进行故障诊断以后，还需要进行治理预防。通常来说，设备如果出现故障，便需要通过治理预防来防范故障的再次发生。针对故障的产生原因、故障部位、故障风险大小等，需要采取不同程度的防范措施，以此确保此类故障不会再次出现。在治理预防中，通常涉及到调整、检修、更换或改善等措施，治理预防再经过分析以后，其结果往往有两个，第一个结果是设备运行虽然存在一些问题，但是仍旧能够正常工作，而这就需要企业对设备运行状态及其故障发展趋势进行强化监测，确保设备使用不会影响到正常生产。另一个结果则是设备在运行过程中出现故障的概率较高，并会严重影响到正常生产，此时企业便需要对设备进行立即维修，以此防止故障发生。在治理预防中，可采取立即停机、监护运行和巡回监测这 3 种方式来开展具体工作。

二、状态监测工作涉及到的技术内容探讨

在现代设备管理工作中，设备运行状态的监测需要运用到各类传感器、信号采集器、分析处理软件以及计算机等，并且还要涉及到振动检测仪、红外线温度检测仪等相关仪器的使用。在开展设备运行状态监测过程中，振动分析是一种重要的监测方式。在振动分析过程中，可以采取时域谱分析和频域谱分析，通过时域谱与频域谱能够对现代设备运行中可能出现的轴不对中、齿轮箱故障、滑动轴承故障、机械松动、转子失衡、滚动轴承故障、电机故障等故障做出可靠的分析与处理。通过观察图谱中表现出的故障特征，能够帮助工作人员对设备故障的产生根源进行快速诊断。对于时域?来说，其能够对设备处于振动状态下具有的峭度指标以及转子动、静间碰磨情况进行客观反映。

频域谱除了能对时域图中的全部内容进行客观反映以外，还可对设备运行过程中出现的各种异常工况进行直观体现，从而帮助工作人员对设备故障进行精确的诊断，了解和掌握设备故障类型、发生部位及其严重程度，进而为现代设备的故障检修工作提供重要的数据支持与量化依据。通过采集和分析设备运行过程中的电流频谱，能够对交流电机故障进行准确诊断，并判断设备中是否存在高阻接头转子、断条端环裂缝等问题。借助于设备运行状态监测系统，能够实现对设备故障的自动化诊断，可以帮助员工依据自身的工作经验来诊断设备故障，工作人员可以通过手持红外热像仪或红外线检测仪等设备仪器，对现代设备进行非接触式的故障诊断与状态监测，通过这些仪器能够对摩擦付的温度、设备运转介质温度和重点轴承温度进行分析。设备检修人员还可通过简易的振动监测仪来对设备的震动状况进行定期监测，简易振动监测仪可实时采集设备的振动数值，通过对振动数值进行汇总统计，以此获得设备运行状况的定论。

三、状态监测及故障诊断技术的发展方向

1.智能化的发展方向

近年来，各种类型的传感器也相继被应用到状态监测及故障诊断领域，这也促使状态监测及故障诊断领域中涌现出了许多更加先进的新方法和新技术，比如，专家实时诊断、神经网络诊断等。而在状态监测及故障诊断过程中，人工智能技术的逐渐融入，使得人工智能的应用程度不断提高，该领域也将向着智能化的方向发展。在人工智能相关理论的指导下，状态监测及故障诊断技术也将具备更加强大的理论基础，同时状态监测及故障诊断技术在各种复杂系统中的应用深度将逐步提高，从而使状态监测及故障诊断技术之间的结合变得愈发紧密，其应用效果也将变得更加明显。

2.网络化、实时化的发展方向

将网络应用到故障诊断及状态监测工作中已经到了势在必行的阶段。通过网络化的应用，能够使故障诊断及状态监测技术实现对大型关键机组的在线实时化监测，从而确保机组在运行过程中产生的各类数据得到连续性的监测，进而保证机组能够始终处于正常运行状态，企业也能根据机组的实际运行状态、检修情况等信息，以此对设备维修计划进行灵活的定制与调整，从而在避免严重故障发生的同时，使企业不会因故障中断机组运行而遭受不必要的经济损失。

3.综合化、信息化的发展方向

在以往的设备管理工作中，需要由不同专业人员来对不同的生产设备进行运行状态监测。同时，这些设备运行状态信息也分别被存储到不同位置。例如，企业在开展设备管理过工作中需要按照电气专业、工艺专业及机械专业等，并根据不同专业来进行管理人员、操作人员、技术人员等工作岗位的设置，以此实现对设备运行状态的监测与诊断。在存储设备运行数据时也较为分散化，这也使得这些存储数据无法得到充分的利用。通过状态监测及故障诊断技术，能够打造出一个高度统一化、综合化的设备管理信息系统，以此确保这些独立存储的信息点得到有效串联起来，进而使信息检测及存储实现集中化，有效满足了现代设备的运行状态检测及故障诊断需求。可以说，通过状态监测及故障诊断技术的应用，使得设备信息管理工作变得更加综合化、集中化。

4.精细化、专业化的发展方向

随着科学技术的发展，我国对科技人才的培养日益重视，这使得科技人才的分工状况更加精细化，监测设备也将向着网络化的方向发展，状态监测及故障诊断的专业化程度也将不断提升。技术的快速革新，使状态监测及故障诊断向着区域化和行业化的方向发展，这也促使企业和设备生产商能够与设备状态监测建立更加紧密的连接，进而使企业能够提供异地专家团诊断服务。而互联网的快速普及，也使分布于不同地区的企业，能够共同针对某些设备故障来开展实时的交流探讨与知识共享。

结语

总之，在现代企业设备监控及管理过程中，对状态监测及故障诊断技术进行运用已经成为企业未来发展的必然趋势。而状态监测及故障诊断技术的智能化、精细化发展，也将为企业提供更为广阔的发展空间，使企业能够从中获取更多的经济效益，全面提高企业市场竞争力。

来源：《中国设备工程》2021年第15期

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