隨著工業生產使用更多、更復雜的機器，狀態監測的可靠性變得越來越重要。狀態監測為有效的預測性維護鋪平了道路。通過這種方式，制造過程可以在實現高性能的同時降低生產設備的整體成本，并且可以減少計劃外的停機時間。本期選購指南將向您展示如何實施狀態監測。

01狀態監測和預測性維護

狀態監測是指在工業生產中使用監測技術來監督機器和系統，及早發現錯誤并防止生產停機。傳感器監控機器的各個參數，如振動和溫度，并將結果報告給評估單元。這意味著可以在故障發生之前停止機器，從而快速檢測并糾正問題。狀態監測主要應用于過程和制造工廠，特別是那些長時間運行的具有旋轉或移動部件的機器。

預測性維護并不是一個新概念，但它因工業4.0和工業物聯網等技術的進步而加速發展。預測性維護出現之前是常見的維護方法，旨在通過定期維護保持機器的良好運行狀態，以防止設備故障。

預測性維護的目標是只在實際需要時進行維護。為了實現這一目標，使用數字傳感系統來監控各種機器運行特性，如振動、熱量和電流。利用這些狀態數據，可以對何時需要進行干預以應對性能下降或磨損進行預測。

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02用于狀態監測的軟硬件

傳感器

傳感器可以以多種方式監控設備，以盡早發現問題和錯誤來源。基于狀態的維護傳感器的關鍵特性包括：

振動分析和診斷：振動傳感器用于監控旋轉機器上的軸和軸承。

檢測液壓油中的顆粒（油液狀態分析）：潤滑油的成分可以用電子顯微鏡掃描。這使您能夠確保機器的順利運行，并及時訂購新材料。

紅外熱監測（紅外熱成像）：過度發熱可能是部件故障的跡象，特別是電氣電纜和接頭。紅外或熱成像傳感器可用于檢測發熱異常。

聲學監測（超聲波和聲發射）：數字超聲波設備可以測量軸承上的高頻信號，并將其評估為聲學信號。這使得預測運動軸承中的摩擦和缺陷成為可能，這對于高速機械應用和高壓流體尤為重要。

油液狀態傳感器：傳感器用于對油液成分進行光譜分析，以識別關鍵污染物。根據污染顆粒的類型，便可以確定原因并采取適當的對策。

繼電器

除了傳感器，繼電器也可用于監控機器功能，并在檢測到故障時觸發斷路器。繼電器常見的監控應用包括：電壓監控、相位監控、溫度監控、電流監控、頻率監控、速度監控、轉速監控等等。

狀態監測系統（CMS）

狀態監測系統（CMS）不僅評估機器數據，還可以集中收集、對齊和檢索任何終端設備上的數據。例如，公司可以為其員工提供關于個別機器狀態（維護）、整個生產過程信息（過程管理）或故障原因和損壞統計評估（質量管理）的需求特定數據。除了機器數據外，您還可以集成建筑管理，并監控生產室的溫度或安全門的狀態，旨在系統地優化整個生產過程。

通過工業物聯網（工業4.0）增強的網絡連接為工業企業的流程管理創造了新的可能性，例如生產工廠的端到端數字化、監控和評估（維護4.0）。

產品、流程和生產手段都配備了智能傳感器并無線傳輸數據。這意味著電纜的損壞不再會影響數據評估，而且我們不再需要在凌亂的生產區域安裝或鋪設額外的電纜。配備無線技術的傳感器可以直接安裝在機器上，例如，將振動數據無線傳輸到評估單元。

03監控未來

狀態監測的使用程度是否值得升級，取決于公司通過實時數據采集想達成的目的。機器和系統的完全電子化的成本很高，理論上，只有工業巨頭才能獲得回報。這并不意味著中小型公司無法應用狀態監測。相反，他們應該在適合他們的數據驅動框架內實施它，以便保持競爭力和面向未來。為了評估哪些設備需要狀態監測，我們將它們分為不同的類別。綜合考慮目的、停機時間和影響、維修工作、備件可用性、一般條件和安全方面等，將它們對生產過程的重要性進行優先級排序，并確定控制強度。這樣，我們就可以提出一個具有成本效益的個性化維護策略。

隨著系統變得越來越復雜，特定的故障排除知識也在增加。通過特殊應用，制造商可以直接評估監控系統檢測到的錯誤，并在必要時遠程自動解決。這進一步減少了監控工作，但需要第三方遠程訪問敏感數據，這又對額外的IT安全提出了要求。