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用于狀態(tài)監(jiān)測(cè)的高保真振動(dòng)采集平臺(tái)

星星科技指導(dǎo)員 ? 來(lái)源:ADI ? 作者:Chris Murphy ? 2022-12-15 14:02 ? 次閱讀

本文解釋了MEMS技術(shù)的最新進(jìn)展 將加速度計(jì)傳感器推向最前沿,可與壓電傳感器相媲美 在基于狀態(tài)的監(jiān)控應(yīng)用中。我們還將討論如何使用 使這一切成為可能的新開(kāi)發(fā)平臺(tái)。在第 2 部分中,我們將 專注于支持此開(kāi)發(fā)平臺(tái)的軟件框架, 以及如何將其與流行的數(shù)據(jù)分析工具集成以開(kāi)發(fā) 機(jī)器學(xué)習(xí)示例,以及最終如何在各種資產(chǎn)上部署它。

狀態(tài)監(jiān)控簡(jiǎn)介 (立方層氣)和預(yù)測(cè)性維護(hù) (PdM)

狀態(tài)監(jiān)控 (CbM) 涉及使用 用于測(cè)量當(dāng)前健康狀況的傳感器。預(yù)測(cè)性維護(hù) 涉及 CbM、機(jī)器學(xué)習(xí)和分析等技術(shù)的組合 預(yù)測(cè)即將到來(lái)的資產(chǎn)維護(hù)周期或故障。具有顯著 全球機(jī)器健康監(jiān)測(cè)的增長(zhǎng)預(yù)測(cè),必須知道 并了解主要趨勢(shì)。越來(lái)越多的CbM公司正在轉(zhuǎn)向 PdM 來(lái)區(qū)分他們的產(chǎn)品供應(yīng)。維護(hù)和設(shè)施經(jīng)理 現(xiàn)在在CbM方面有了新的選擇,例如無(wú)線安裝和 低成本、高性能安裝。雖然大多數(shù) CbM 系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施 保持不變,新的MEMS技術(shù)現(xiàn)在可以直接集成到 傳統(tǒng)上由壓電傳感器或以前沒(méi)有的壓電傳感器主導(dǎo)的系統(tǒng) 由于成本障礙而受到監(jiān)控。

狀態(tài)監(jiān)測(cè) — 工程挑戰(zhàn)和 設(shè)計(jì)決策

在典型的CbM信號(hào)鏈設(shè)計(jì)中,需要考慮許多不同的工程學(xué)科和技術(shù),這些學(xué)科和技術(shù)都在不斷改進(jìn) 并且復(fù)雜性不斷增加。現(xiàn)在存在各種具有專業(yè)知識(shí)的客戶類型 在特定領(lǐng)域,如算法開(kāi)發(fā)(僅限軟件)或硬件 設(shè)計(jì)(僅限硬件),但并不總是兩者兼而有之。

希望專注于算法開(kāi)發(fā)的開(kāi)發(fā)人員需要 準(zhǔn)確預(yù)測(cè)資產(chǎn)故障和停機(jī)時(shí)間的信息。他們不想要 設(shè)計(jì)硬件或?qū)?shù)據(jù)的完整性進(jìn)行故障排除;他們只是想 使用已知為高保真度的數(shù)據(jù)。同樣,硬件工程師正在尋找 為了提高系統(tǒng)可靠性或降低成本,需要一個(gè)可以輕松連接到現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施的解決方案,以現(xiàn)有解決方案為基準(zhǔn)。他們 需要以易于使用和導(dǎo)出的可讀格式訪問(wèn)數(shù)據(jù),因此 他們不會(huì)浪費(fèi)時(shí)間評(píng)估績(jī)效。

許多系統(tǒng)級(jí)挑戰(zhàn)都可以通過(guò)平臺(tái)方法解決 — 從 傳感器一直到算法開(kāi)發(fā) - 支持所有客戶類型。

什么是CN0549,它如何幫助擴(kuò)展 設(shè)備壽命?

CN0549 煤層氣開(kāi)發(fā)平臺(tái)

CN0549狀態(tài)監(jiān)控平臺(tái)是一種高性能、現(xiàn)成的硬件和軟件解決方案,可實(shí)現(xiàn)高保真流傳輸 將振動(dòng)數(shù)據(jù)從資產(chǎn)導(dǎo)入算法/機(jī)器學(xué)習(xí)開(kāi)發(fā) 環(huán)境。該平臺(tái)使硬件專家受益,因?yàn)樗?jīng)過(guò)測(cè)試和驗(yàn)證 系統(tǒng)解決方案提供高精度數(shù)據(jù)采集,成熟的機(jī)械性能 耦合到資產(chǎn),以及高性能寬帶振動(dòng)傳感器。都 提供硬件設(shè)計(jì)文件,便于集成到產(chǎn)品中 你設(shè)計(jì)。CN0549對(duì)軟件專家也很有吸引力,因?yàn)樗橄罅颂魬?zhàn) 狀態(tài)監(jiān)測(cè)信號(hào)鏈硬件和軟件團(tuán)隊(duì) 和數(shù)據(jù)科學(xué)家直接進(jìn)入開(kāi)發(fā)機(jī)器學(xué)習(xí)算法。我? 功能和優(yōu)點(diǎn)包括:

易于安裝到資產(chǎn)上,同時(shí)保持機(jī)械耦合信號(hào)完整性

寬帶寬MEMS加速度計(jì)傳感器,具有IEPE數(shù)據(jù)輸出格式

IEPE,具有模擬輸入帶寬的高保真數(shù)據(jù)采集(DAQ)解決方案 從直流到 54 kHz

嵌入式網(wǎng)關(guān)捕獲和存儲(chǔ)本地或網(wǎng)絡(luò)的原始數(shù)據(jù) 加工

使用ADI公司的IIO示波器實(shí)時(shí)可視化頻域數(shù)據(jù) 應(yīng)用

將傳感器數(shù)據(jù)直接流式傳輸?shù)搅餍械臄?shù)據(jù)分析工具,如Python。 和 MATLAB?

CbM開(kāi)發(fā)平臺(tái)由四個(gè)不同的元素組成,如 圖 1,我們將在查看合并圖之前單獨(dú)討論 整體解決方案。

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圖1.CbM開(kāi)發(fā)平臺(tái)的元素。

高精度、高保真數(shù)據(jù)采集 和處理

更寬的帶寬和更低的噪聲傳感器可更早地檢測(cè)到故障 例如軸承問(wèn)題、氣蝕和齒輪嚙合。當(dāng)務(wù)之急是 數(shù)據(jù)采集電子設(shè)備保持測(cè)量振動(dòng)的保真度 數(shù)據(jù);否則,關(guān)鍵故障信息可能會(huì)丟失。保持保真度 振動(dòng)數(shù)據(jù)可以更快地看到趨勢(shì),并且高度 我們可以推薦預(yù)防性維護(hù),從而減少 對(duì)機(jī)械元件造成不必要的磨損,并不可避免地延長(zhǎng) 資產(chǎn)的生命周期。

具有成本效益的狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法 低關(guān)鍵性資產(chǎn)

壓電加速度計(jì)是用于 性能要求超過(guò)成本的大多數(shù)關(guān)鍵資產(chǎn)。的立方米 傳統(tǒng)上,壓電陶瓷的高成本禁止低臨界資產(chǎn) 裝置。MEMS振動(dòng)傳感器現(xiàn)在在噪聲、帶寬和g范圍方面可與壓電陶瓷相媲美,為維護(hù)和設(shè)施提供更深入的見(jiàn)解 以前由 運(yùn)行到故障或反應(yīng)性維護(hù)計(jì)劃。這主要是由于MEMS的 高性能和低成本。中低關(guān)鍵性資產(chǎn)現(xiàn)在可以 以具有成本效益的方式持續(xù)監(jiān)控。不必要的磨損 可以輕松識(shí)別和修復(fù)資產(chǎn),有助于延長(zhǎng)使用壽命 通過(guò)先進(jìn)的振動(dòng)傳感實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)。這也有助于整體 設(shè)備有效性和減少機(jī)器或過(guò)程停機(jī)時(shí)間。

監(jiān)控資產(chǎn) — 傳感至關(guān)重要

當(dāng)涉及到CbM和 電流檢測(cè)、磁感應(yīng)、流量監(jiān)控等多種功能使 大多數(shù)應(yīng)用程序。振動(dòng)傳感是最常用的方式 CbM和壓電加速度計(jì)是最常用的振動(dòng)傳感器。在本節(jié)中, 我們將回顧振動(dòng)傳感器領(lǐng)域如何因技術(shù)進(jìn)步而擴(kuò)展,以及這如何影響應(yīng)用決策。

微機(jī)電系統(tǒng) vs. 壓電

壓電加速度計(jì)是非常高性能的傳感器,但所有這些性能 需要許多設(shè)計(jì)權(quán)衡。例如,壓電加速度計(jì)通常僅限于在有線安裝中使用,因?yàn)樗鼈儠?huì)消耗多余的 功率,它們可以在物理上很大(尤其是三軸傳感器),而且它們是 貴。當(dāng)所有這些因素結(jié)合起來(lái)時(shí),裝備你的是不切實(shí)際的 整個(gè)工廠都裝有壓電傳感器,這就是為什么它們主要只用于 在關(guān)鍵資產(chǎn)上。

直到最近,MEMS加速度計(jì)還沒(méi)有足夠?qū)挼膸挘鼈兊?噪聲太高,g范圍僅限于監(jiān)測(cè)不太關(guān)鍵的監(jiān)測(cè) 資產(chǎn)。MEMS技術(shù)的最新進(jìn)展克服了這些挑戰(zhàn) 限制,可實(shí)現(xiàn)低端甚至高端的MEMS振動(dòng)監(jiān)測(cè) 關(guān)鍵性資產(chǎn)。表 1 顯示了所需的最重要特性 用于CbM應(yīng)用的壓電和MEMS傳感器。身體小,有能力 MEMS加速度計(jì)使用電池運(yùn)行多年,成本低,性能可與壓電電相媲美,正迅速成為首選傳感器 適用于許多 CbM 應(yīng)用。

壓電的 微機(jī)電系統(tǒng)
直流響應(yīng) ?
抗沖擊性 ?
集成機(jī)會(huì)(3 軸、ADC、報(bào)警、FFT) ?
性能隨時(shí)間和溫度的變化 ?
功耗 ?
物理尺寸(越小越好) ?
自檢 ?
類似性能的成本 ?
噪聲 ?
帶寬 ? ?
機(jī)械連接 ? ?
行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)接口 ? ?
g-范圍 ? ?

CN0549 CbM開(kāi)發(fā)平臺(tái)與MEMS和IEPE兼容 壓電加速度計(jì),為基準(zhǔn)比較提供路徑 傳感器類型。

將MEMS加速度計(jì)與現(xiàn)有的 IEPE基礎(chǔ)設(shè)施

如表1所示,與壓電傳感器相比,MEMS加速度計(jì)現(xiàn)在可以提供有競(jìng)爭(zhēng)力的規(guī)格和性能,但它們能否提供 更換現(xiàn)有的壓電傳感器?便于設(shè)計(jì)人員評(píng)估和更換 帶MEMS加速度計(jì)的壓電加速度計(jì),ADI公司設(shè)計(jì) 與IEPE(事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)壓電傳感器)兼容的接口 CbM 應(yīng)用程序中的接口。

IEPE傳感器接口和機(jī)械 安裝 (CN0532)

CN0532(如圖2所示)是一個(gè)IEPE轉(zhuǎn)換電路,允許使用MEMS 加速度計(jì)可像任何一樣無(wú)縫地直接連接到IEPE基礎(chǔ)設(shè)施 現(xiàn)有的IEPE傳感器。

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圖2.CN0532 微機(jī)電系統(tǒng)IEPE轉(zhuǎn)換電路

通常,單軸MEMS傳感器將具有三條輸出線:電源, 地面,并加速出來(lái)。IEPE基礎(chǔ)設(shè)施只需要兩個(gè):接地 一條線路和另一條線路上的電源/信號(hào)。電流被輸送到傳感器, 當(dāng)傳感器測(cè)量振動(dòng)時(shí),在同一條線上輸出電壓。

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圖3.簡(jiǎn)化的原理圖,顯示了MEMS傳感器如何與現(xiàn)有IEPE基礎(chǔ)設(shè)施(電源和數(shù)據(jù))接口。

CN0532 PCB設(shè)計(jì)厚度為90密耳,以保持 數(shù)據(jù)手冊(cè) MEMS加速度計(jì)的頻率響應(yīng)性能。螺柱 可安裝立方體允許立即進(jìn)行開(kāi)箱即用的測(cè)試。安裝立方體, 與 PCB、焊膏等一起,已被廣泛表征,以確保 全帶寬機(jī)械傳遞功能,最大限度地提高了寬廣的可視性 傳感器帶寬內(nèi)的故障范圍,從而延長(zhǎng)資產(chǎn)壽命 有能力捕獲這些故障。這些解決方案使 CbM設(shè)計(jì)人員將MEMS加速度計(jì)連接到其資產(chǎn),并與現(xiàn)有壓電基礎(chǔ)設(shè)施無(wú)縫連接。

對(duì)于任何高頻振動(dòng)測(cè)試,機(jī)械信號(hào)路徑完整性都非常 重要。換句話說(shuō),從源頭到傳感器,一定沒(méi)有 振動(dòng)的衰減(由于阻尼)或放大(由于共振) 信號(hào)。在圖 4 中,鋁制安裝塊 (EVAL-XLMOUNT1),四螺釘 安裝,厚 PCB 保證頻率的平坦機(jī)械響應(yīng) 感興趣的范圍。IEPE 參考設(shè)計(jì)使設(shè)計(jì)人員能夠非常輕松地 使用MEMS傳感器代替壓電傳感器。

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圖4.振動(dòng)測(cè)量測(cè)試設(shè)置:EVAL-CN0532-EBZ板使用EVAL-XLMOUNT1鋁安裝塊連接到振動(dòng)臺(tái)上。

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圖5.EVAL-CN0532的頻率響應(yīng)與ADXL1002數(shù)據(jù)手冊(cè)頻率響應(yīng)的比較。

振動(dòng)到位 — 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換完整性

我們現(xiàn)在知道MEMS傳感器可以用來(lái)代替IEPE壓電傳感器。 我們還看到了如何在維護(hù)的同時(shí)輕松地將它們安裝到資產(chǎn)上 他們的數(shù)據(jù)手冊(cè)性能。煤層管理開(kāi)發(fā)平臺(tái)的重要組成部分 能夠收集高質(zhì)量的振動(dòng)數(shù)據(jù),無(wú)論是基于 MEMS 還是 以壓電為主,進(jìn)入正確的環(huán)境。接下來(lái),我們將考慮收購(gòu)IEPE 傳感器數(shù)據(jù)并保持最高保真度數(shù)據(jù),以開(kāi)發(fā)最佳的CbM 算法或機(jī)器學(xué)習(xí)算法可能。這是由另一個(gè)啟用的 我們的 CbM 參考設(shè)計(jì) CN0540。

用于IEPE的高保真24位數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 傳感器 (CN0540)

在圖6中,我們看到了一個(gè)經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試和驗(yàn)證的IEPE數(shù)據(jù)采集信號(hào)鏈。此參考 設(shè)計(jì)提供了與MEMS和MEMS一起使用的最佳模擬信號(hào)鏈 壓電加速度計(jì)。ADI公司不僅僅專注于基于MEMS加速度計(jì)的解決方案。重要的是要記住壓電加速度計(jì)提供 性能最高,是使用最廣泛的振動(dòng)傳感器;因此 壓電加速度計(jì)是用于精密信號(hào)鏈產(chǎn)品的聚焦傳感器。

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圖6.CN0540:用于IEPE傳感器的高性能、寬帶寬、精密數(shù)據(jù)采集。

圖6所示電路為傳感器到位(數(shù)據(jù)采集)信號(hào)鏈 用于由電流源、輸入保護(hù)、電平轉(zhuǎn)換組成的 IEPE 傳感器 以及衰減級(jí)、三階抗混疊濾波器模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC) 驅(qū)動(dòng)器和全差分 ∑-Δ ADC。使用煤層氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員 壓電加速度計(jì)需要高性能模擬信號(hào)鏈來(lái)保持振動(dòng)數(shù)據(jù)的保真度。設(shè)計(jì)人員可以評(píng)估信號(hào)鏈 開(kāi)箱即用,只需連接IEPE傳感器或CN0532即可 IEPE傳感器直接連接到CN0540數(shù)據(jù)采集參考設(shè)計(jì)。ADI公司擁有 廣泛測(cè)試了此設(shè)計(jì)并提供開(kāi)源設(shè)計(jì)文件(原理圖, 布局文件、物料清單等)允許更輕松地設(shè)計(jì)到最終解決方案中。

CN0540 IEPE數(shù)據(jù)采集板是經(jīng)過(guò)測(cè)試和驗(yàn)證的模擬信號(hào) 鏈條設(shè)計(jì)用于采集優(yōu)于 100 dB 的 IEPE 傳感器振動(dòng)數(shù)據(jù) 信噪比。大多數(shù)與壓電接口的解決方案 市場(chǎng)上的傳感器是交流耦合的,缺乏直流和亞赫茲測(cè)量 能力。CN0540適用于直流耦合應(yīng)用場(chǎng)景,其中 必須保留信號(hào)的直流分量或其中的響應(yīng) 系統(tǒng)必須保持低至 1 Hz 或更低的頻率。

精密數(shù)據(jù)采集參考設(shè)計(jì)使用兩個(gè)MEMS進(jìn)行了測(cè)試 傳感器和三個(gè)壓電傳感器,如表2所示。我們可以看到g范圍, 每個(gè)傳感器的噪聲密度和帶寬都大不相同,價(jià)格也是如此。 應(yīng)該注意的是,壓電傳感器仍然具有最佳的噪聲性能和 振動(dòng)帶寬。

傳感器 范圍(±克) 峰峰值輸出范圍 (V) 線性度 (±%FSR) 靜電放電(微克/√赫茲) 平坦帶寬 (千赫) 平坦帶寬下的噪聲(μg rms 平坦帶寬下的動(dòng)態(tài)范圍 (dB)
ADXL1002 50 4 0.1 25 11 2622 82.60
ADXL1004 500 4 0.25 125 24 19365 85.23
電路板 621B40 500 10 1 10 30 1732 104.95
電路板 352C04 500 10 1 4 10 400 118.93
電路板 333B52 5 10 1 0.4 3 22 98.50

在CN0540的情況下,系統(tǒng)帶寬設(shè)置為54 kHz,并且信號(hào) 鏈條噪聲性能針對(duì)能夠?qū)崿F(xiàn)>100 dB動(dòng)態(tài)的傳感器 在該帶寬范圍內(nèi)的范圍,例如,壓電 PCB 型號(hào) 621B40 加速度計(jì),在 30 kHz 時(shí)可實(shí)現(xiàn) 105 dB。CN0540 設(shè)計(jì)用于額外的 超越當(dāng)前振動(dòng)傳感器性能的帶寬和精度能力 以確保它不會(huì)成為收集高性能振動(dòng)數(shù)據(jù)的瓶頸。 在同一基礎(chǔ)上比較和基準(zhǔn)測(cè)試MEMS與壓電非常容易 系統(tǒng)。無(wú)論是與MEMS、壓電還是兩者配合使用,CN0540都能提供最佳的 用于數(shù)據(jù)采集和處理的信號(hào)鏈解決方案,這不可避免地可能是 設(shè)計(jì)成嵌入式解決方案。

當(dāng)我們說(shuō)MEMS以更低的成本提供可比的性能時(shí),我們 ADXL1002的SNR為83 dB,但成本比 壓電傳感器。MEMS現(xiàn)已確立為一種可行的替代方案 除了最高性能的壓電傳感器之外,所有壓電傳感器的成本只是其中的一小部分。

嵌入式網(wǎng)關(guān)

一旦DAQ信號(hào)鏈采集到高保真振動(dòng)數(shù)據(jù),它就會(huì) 對(duì)于實(shí)時(shí)處理和查看和/或?qū)⑵鋫鬏數(shù)綑C(jī)器非常重要 學(xué)習(xí)或云環(huán)境 - 這是嵌入式網(wǎng)關(guān)的工作。

在本地實(shí)時(shí)處理振動(dòng)數(shù)據(jù)

英特爾(DE10-Nano)和賽靈思(Cora)支持兩種嵌入式平臺(tái) Z7-07S),其中包括對(duì)所有關(guān)聯(lián)的 HDL、設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序、 軟件包和應(yīng)用程序。每個(gè)平臺(tái)都運(yùn)行嵌入式ADI Kuiper Linux,使您能夠在 實(shí)時(shí),提供對(duì)通過(guò)以太網(wǎng)、接口實(shí)時(shí)捕獲的數(shù)據(jù)的訪問(wèn) 使用流行的數(shù)據(jù)分析工具,如MATLAB或Python,甚至可以連接 各種云計(jì)算實(shí)例,如AWS和Azure。嵌入式網(wǎng)關(guān) 可以通過(guò)以太網(wǎng)將 6.15 Mbps(256 kSPS × 24 位)傳輸?shù)侥x擇的算法 開(kāi)發(fā)工具。嵌入式網(wǎng)關(guān)的一些主要功能包括:???

英特爾 Terasic DE10-Nano

雙核 Arm Cortex-A9 MP 核心處理器,800 MHz 霓虹燈???框架 帶雙精度浮點(diǎn)單元 (FPU) 的媒體處理引擎

1 個(gè)帶 RJ45 連接器的千兆以太網(wǎng) PHY,帶 RJ45

迪警科拉 Z7-07S (賽靈思)

667 MHz Cortex-A9 處理器,采用緊密集成的賽靈思 FPGA

512 MB DDR3 內(nèi)存

USB 和以太網(wǎng)連接

IIO 示波器(如圖 7 所示)是一個(gè)免費(fèi)的開(kāi)源應(yīng)用程序,它 安裝ADI Kuiper Linux,幫助您快速可視化時(shí)域 和頻域數(shù)據(jù)。它建立在Linux IIO框架之上,與接口 直接使用ADI公司的Linux設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序,允許在一個(gè)工具中進(jìn)行設(shè)備配置、讀取設(shè)備數(shù)據(jù)和可視化顯示。

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圖7.IIO 示波器顯示 FFT 為 5 kHz 純音。

ADI還支持行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)工具,如MATLAB和Python。 Kuiper Linux Image.使用與IIO框架一起工作的接口層,IIO 已經(jīng)開(kāi)發(fā)了綁定,用于將數(shù)據(jù)直接流式傳輸?shù)竭@些典型數(shù)據(jù)中 分析工具。設(shè)計(jì)人員可以顯示和分析數(shù)據(jù),開(kāi)發(fā)算法 執(zhí)行硬件在環(huán)測(cè)試和其他數(shù)據(jù)操作技術(shù) 將這些強(qiáng)大的工具與IIO集成框架結(jié)合使用。滿 提供了使您能夠?qū)⒏哔|(zhì)量振動(dòng)數(shù)據(jù)流式傳輸?shù)?MATLAB 或 Python 工具的示例。

使用CN0549進(jìn)行預(yù)測(cè)性維護(hù)開(kāi)發(fā)

開(kāi)發(fā)機(jī)器學(xué)習(xí) (ML) 算法有五個(gè)典型步驟: PdM 應(yīng)用程序,如圖 8 所示。對(duì)于預(yù)測(cè)性維護(hù),回歸模型通常用于預(yù)測(cè)分類即將發(fā)生的故障 模型。當(dāng)他們有更多的訓(xùn)練數(shù)據(jù)要輸入時(shí),它們的表現(xiàn)會(huì)更好 預(yù)測(cè)模型。十分鐘的振動(dòng)數(shù)據(jù)可能無(wú)法檢測(cè)到所有 操作特性,而 10 小時(shí)有更好的機(jī)會(huì) 因此,收集 10 天的數(shù)據(jù)將保證模型更加強(qiáng)大。

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圖8.開(kāi)發(fā) PdM 應(yīng)用程序的步驟。

CN0549在一個(gè)易于使用的系統(tǒng)中提供數(shù)據(jù)收集步驟,我們?cè)谄渲?可以將高性能振動(dòng)數(shù)據(jù)流式傳輸?shù)剿x的 ML 環(huán)境。

MEMS IEPE傳感器配有機(jī)械安裝塊,允許 將MEMS傳感器無(wú)縫安裝到資產(chǎn)或振動(dòng)臺(tái)上。請(qǐng)記住IEPE 壓電傳感器也可以與該系統(tǒng)一起使用,并連接到資產(chǎn)、振動(dòng)臺(tái)、 等輕松。在將數(shù)據(jù)流式傳輸?shù)綌?shù)據(jù)分析工具之前,傳感器 應(yīng)驗(yàn)證附件以確保沒(méi)有不必要的共振。這 使用IIO示波器可以非常容易地進(jìn)行實(shí)時(shí)檢查。一旦 系統(tǒng)已準(zhǔn)備就緒,可以定義一個(gè)用例,如圖 9 所示 — 例如,電機(jī)在 70% 負(fù)載能力下的健康運(yùn)行。高品質(zhì) 然后可以將振動(dòng)數(shù)據(jù)流式傳輸?shù)交贛ATLAB或Python的數(shù)據(jù)分析 諸如TensorFlow或PyTorch(以及許多其他工具)之類的工具。

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圖9.CN0549示例用例。

可以進(jìn)行分析以識(shí)別關(guān)鍵特征和特征 定義該資產(chǎn)的運(yùn)行狀況。一旦有一個(gè)定義健康的模型 操作中,故障可以播種或模擬。重復(fù)步驟 4 以識(shí)別定義故障的關(guān)鍵簽名,并導(dǎo)出模型。故障數(shù)據(jù)可以 與健康運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,可以開(kāi)發(fā)預(yù)測(cè)模型。

這是 CbM 開(kāi)發(fā)支持的 ML 流程的簡(jiǎn)化概述 平臺(tái)。要記住的關(guān)鍵是該平臺(tái)可確保最高質(zhì)量 振動(dòng)數(shù)據(jù)被傳送到 ML 環(huán)境。

本文的第 2 部分將詳細(xì)介紹軟件堆棧、數(shù)據(jù)流和開(kāi)發(fā)策略,并介紹一些同時(shí)使用 Python 和 MATLAB 的示例。 從數(shù)據(jù)科學(xué)家或機(jī)器學(xué)習(xí)算法開(kāi)發(fā)人員的角度來(lái)看。將討論軟件集成的概述以及本地 和基于云的開(kāi)發(fā)選項(xiàng)。

審核編輯:郭婷

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