Как предсказать производительность цилиндров? Предсказательное обслуживание на основе вибрационных сигналов

В качестве основного привода систем промышленной автоматизации надежность цилиндров напрямую влияет на эффективность производства. Согласно статистике, 35% Пневматическая система Сбои вызваны износом цилиндров, и внезапные сбои могут привести к тому, что производственные линии теряют до десятков тысяч юаней в час. Традиционное регулярное техническое обслуживание имеет риск чрезмерного обслуживания или пропущенных проверок, в то время как прогнозирующее обслуживание на основе вибрационных сигналов может точно захватить ранние признаки износа и достичь раннего вмешательства разломов.

1. Механизм генерации сигналов вибрации цилиндров

Типичные источники вибрации

Износ уплотнения поршня: повреждение кольца уплотнения вызывает утечку сжатого воздуха, вызывая нестабильное движение поршня (частота: 10-100 Гц)

Руководитель рукава: превышение соответствующей толерантности приводит к качанию поршневого стержня (характерная частота: 50-300 Гц)

Отказ буферного клапана: плохая выхлопа производит высокочастотные колебания давления (полоса частот: 500-2000 Гц)

Параметры характеристики вибрационного сигнала

2. Три основных метода диагностики вибрации

Метод 1: Метод анализа функций временной области

Применимый сценарий: быстрый скрининг ранних нарушений

Ключевые показатели:

Среднеквадратичное значение (средний квадрат корня): на 20% выше базового значения - раннее предупреждение

Пиковой коэффициент (CF):> 3,5 указывает на износ удара

Шаги операции:

Установите датчик ускорения трех осевой

Соберите данные вибрации для 10 рабочих циклов

Рассчитайте Z-показатель CF и RMS (тревога, если он отклоняется от базовой линии на 3σ)

Метод 2: технология демодуляции конверта частотного домена

Применимый сценарий: точно найти неисправные компоненты

Технический принцип: извлеките сигнал модуляции через преобразование Гильберта и разделяйте характеристику подшипника/уплотнения.

Диагностический процесс:

Частота выборки установлена ​​на 5 кГц

Анализ спектра конверта выполняется на полосе частот 200-800 Гц.

Определите характерные частоты:

Скорость поршневого стержня × количество шариков (сбой подшипника)

Частота прохождения пары трения уплотнения (износ уплотнения)

Измеренные данные: цилиндр упаковочного механизма имеет боковую полосу при 125 Гц, которая диагностируется в виде износа в рукаве (вибрация уменьшается на 62% после восстановления).

Метод 3: Интеллектуальный диагноз машинного обучения

Применимый сценарий: многоцилиндровый мониторинг кластера

Архитектура модели:

Входной слой: сегмент вибрации 1S (включая функции частотной доменной домены)

Скрытый слой: 3-слойная сеть LSTM (128 единиц памяти)

Выходной слой: классификация типа неисправности (Точность> 92%)

Путь реализации:

Соберите исторические данные (500 групп нормального/износа каждая)

Улучшение данных (добавьте гауссовый шум для улучшения обобщения)

Развернуть Edge Computing Module

3. Руководство по строительству диагностической системы

Рекомендации по выбору оборудования