数据可视化如何分析机器性能效率和实现机器预测维护

以新一代信息技术为代表的革命正在给传统工业带来变革，通过传感器采集大量的设备数据，分析机器性能效率和实现机器预测维护，这种被誉为工业4.0的模式已经成为现代工业的重要趋势。

那么这种预测性维护需要监视哪些数据？从数据里能挖掘出怎样的价值效益？这将是设备维护专员必需要了解和掌握的知识。

采集设备的基本参数

在工厂的监控系统中，温度是一个常用的测量值，许多机器监控应用程序都要求记录温度参数。这些数据可能出现在电气设备中，用于测量电机、涡轮机等运行温度状态，也有可能是烤箱温度分析或者用于研发的气候室、试验台等。

温度数据记录器搭配有常见类型的温度传感器，包括热电偶、RTD和热敏电阻等。市场有提供广泛的温度数据记录器选择，具有各种功能选项，如通信、存储和通知功能，以满足各种项目的需求。温度记录仪分带显示和不带显示器，有无线的也有局域网通讯的，甚至有多达数百个输入的多通道系统。

此外，交流和直流参数也是一个经常使用的采集对象，常见的数据记录会测量设备的输入或输出电压和电流，例如用户监测风力涡轮机中的电流。这些测量大致可以分为两类：交流和直流。

交流方面，常见的电压测量应用包括读取数据，以确保机器设备在制造商推荐的电压范围内工作。各种交流电压和电流数据记录器都可以使用内置的传感器来支持特定的电压和/或电流范围。但是，除少数例外，大多数数据记录器不能直接测量交流电压或电流，因此需要外部传感器将需要测量的参数转换为数据记录器可以测量的信号。

交流互感器

直流方面，许多数据记录仪有专门用于测量直流电压和直流电流的功能。有些是为特定的测量而设计的，这些测量设备很容易设置，但灵活性较差。还有通用的数据记录仪，可以测量直流电压、电流和其他输入信号类型。根据所涉及的级别，一些数据记录器模型可以直接测量直流电压和电流。

如果用户必须监视交流/直流电压和电流混合输入，或者如果电压/电流范围超出标准输入范围，则可以使用通用输入记录器。这些记录仪可以测量工业应用中的大多数电压和电流。

还有一个重要的测量对象是通用输入，记录仪还可以测量除电压和电流以外的其他输入信号类型，并且可以配备适用于高达数百或数千安培的通用输入，也可以同时测量多种输入信号类型。用户可以测量几乎任何类型的输入，从mV和uAmp到数千伏或安培。

这些解决方案可以测量电压、电流，通过热电偶、应变仪和许多其他类型的传感器。虽然通用数据采集器比单一用途采集器更昂贵，但它们可以大大简化更复杂的数据采集项目，既省时又省钱。

这种灵活性的方案可以将记录器从一个项目移动到另一个项目，而无需重新配置硬件，此外可以使用一个数据记录器同时监测多个变量，例如，使用热电偶记录温度，使用压力传感器记录电压，并使用流量计监测脉冲输出。还有，无论您记录什么信号，都可以使用相同的软件，而无需购买额外的软件包或模块。

工厂远程监控和数据传输

为了传输和存储所有这些数据，许多工厂选择了能够进行连续数据采集和评估的远程数据采集系统。如果工厂愿意更换老旧的系统或冗余设备，他们会发现这种基于PC数据采集技术的预测性维护方式是很便利解决方案。

在宕机之前提前解决问题，可以预防临时停机损失，用户需要依靠各种通信功能将数据和警报信号传输到PC或网络，例如可以通过WiFi、工业以太网、串行通讯、FTP、蜂窝调制解调器等等来完成。

远程系统会在发生电机超限（例如电机过热或油箱温度过高）时通过SMS短信进行即时警报和通知。对于这种至关重要的安全问题，预告警告可以确保维护人员有足够时间采到维护修复，这种解决方案通常会支持连接到生产和办公网络以及过程控制系统。

一般来说工厂应用独立数据采集系统，用户可以在线访问所有测量数据和状态信息，通过电子邮件和短信即时报警和故障通知，此外，系统将通过调度程序以预设间隔自动进行离线数据传输等功能。

例如，在机械和工厂的故障诊断中，通常的远程系统包括电压脉冲和浪涌的评估、快速过程监控和控制器优化、冲击和振动测量以及材料研究和环境模拟等。当每分钟计数时，确保工厂的过程受到威胁时立即被意识到。

获得更多的设备控制能力

如果用户需要机器监控应用程序的一些控制能力，许多智能监控系统会将此功能集成在一起。在独立模式下控制系统可执行触发前和触发后功能、同步数据采集、评估极限值和报警能力，通过在线计算浓缩参数来减少数据等。

机器和设备极限值都可以在PC上的GUI（图形用户界面）中进行调整。同样，可以使用相同的用户界面来控制以及可视化多个机器状态。

通过将实时数据可视化集成到生产过程中，用户将掌握更多数据，了解给定的操作条件如何影响您的设备特性。这个设置也为用户提供了一个便利的方法，即时判断设备参数是否符合特定的过程值，如温度、电流/电压是否正常等。