1、過(guò)程裝備監(jiān)測(cè)與診斷過(guò)程裝備監(jiān)測(cè)與診斷 過(guò)程裝備與控制工程專業(yè)過(guò)程裝備與控制工程專業(yè) 潘宏俠潘宏俠 過(guò)程裝備檢測(cè)與診斷過(guò)程裝備檢測(cè)與診斷學(xué)分：學(xué)分：2.5 學(xué)時(shí)：學(xué)時(shí)：40教材：教材：設(shè)備故障診斷，沈慶根、鄭水英主編教學(xué)目的和基本要求：教學(xué)目的和基本要求： 教學(xué)目的：教學(xué)目的：系統(tǒng)掌握過(guò)程機(jī)械裝備產(chǎn)生故障的原因、故障的特征、監(jiān)測(cè)和診斷的方法以及故障防治的措施。培養(yǎng)掌握過(guò)程裝備現(xiàn)代化技術(shù)的工程人才。 基本要求：基本要求：通過(guò)對(duì)本課程的學(xué)習(xí)，能分析和診斷過(guò)程裝備生產(chǎn)中的常見(jiàn)故障，能開(kāi)展一些基本的監(jiān)測(cè)和分析工作。 第一章第一章 過(guò)程裝備監(jiān)測(cè)與診斷概論過(guò)程裝備監(jiān)測(cè)與診斷概論1.1 引言引言1.2 設(shè)備診

2、斷的含義設(shè)備診斷的含義1.3 設(shè)備診斷技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展設(shè)備診斷技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展1.4 診斷與維修方式診斷與維修方式1.5 設(shè)備故障的類型與可能原因設(shè)備故障的類型與可能原因1.6 設(shè)備故障診斷的功能與環(huán)節(jié)設(shè)備故障診斷的功能與環(huán)節(jié)1.7 監(jiān)測(cè)的技術(shù)與方法監(jiān)測(cè)的技術(shù)與方法1.8 設(shè)備故障診斷與分析方法設(shè)備故障診斷與分析方法第一章第一章 過(guò)程裝備檢測(cè)與診斷概論過(guò)程裝備檢測(cè)與診斷概論1.1 引言引言中原油氣遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)中原油氣遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)煙氣輪機(jī)壓縮機(jī)機(jī)組煙氣輪機(jī)壓縮機(jī)機(jī)組中原油氣遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)中原油氣遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)乙烷氣壓縮機(jī)機(jī)組乙烷氣壓縮機(jī)機(jī)組遼化遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)遼化遠(yuǎn)程

3、監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)軸心軌跡圖軸心軌跡圖 設(shè)備故障診斷是在實(shí)際應(yīng)用需求和多種學(xué)科相結(jié)合中設(shè)備故障診斷是在實(shí)際應(yīng)用需求和多種學(xué)科相結(jié)合中發(fā)展起來(lái)的，是一門(mén)發(fā)展起來(lái)的，是一門(mén)新興的邊緣學(xué)科新興的邊緣學(xué)科。 它所涉及的知識(shí)面廣，內(nèi)容豐富多彩。在過(guò)程裝備領(lǐng)它所涉及的知識(shí)面廣，內(nèi)容豐富多彩。在過(guò)程裝備領(lǐng)域內(nèi)，機(jī)械設(shè)備的種類繁多，運(yùn)行參數(shù)各異，故障形式多域內(nèi)，機(jī)械設(shè)備的種類繁多，運(yùn)行參數(shù)各異，故障形式多樣，尤其是樣，尤其是各類高功率、高性能參數(shù)的旋轉(zhuǎn)機(jī)械各類高功率、高性能參數(shù)的旋轉(zhuǎn)機(jī)械，是大型，是大型生產(chǎn)裝置中的關(guān)鍵設(shè)備，這類機(jī)器不僅生產(chǎn)裝置中的關(guān)鍵設(shè)備，這類機(jī)器不僅價(jià)格昂貴價(jià)格昂貴，而且從，而且從設(shè)計(jì)、制造、安

4、裝到維護(hù)運(yùn)行的設(shè)計(jì)、制造、安裝到維護(hù)運(yùn)行的技術(shù)要求高技術(shù)要求高，一旦出了故，一旦出了故障，其障，其影響面很大影響面很大，是要，是要重點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)與診斷的對(duì)象重點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)與診斷的對(duì)象。我們首先問(wèn)：我們首先問(wèn)：什么是設(shè)備故障診斷？什么是設(shè)備故障診斷？ 我們學(xué)校我們學(xué)?！斑^(guò)程裝備與控制工程過(guò)程裝備與控制工程”專業(yè)，是國(guó)內(nèi)百所專業(yè)，是國(guó)內(nèi)百所具有具有過(guò)控過(guò)控專業(yè)的極少數(shù)在自動(dòng)控制系率先開(kāi)辦該專業(yè)的學(xué)專業(yè)的極少數(shù)在自動(dòng)控制系率先開(kāi)辦該專業(yè)的學(xué)校，并逐漸形成了自己校，并逐漸形成了自己“檢測(cè)、診斷與控制檢測(cè)、診斷與控制”的鮮明特色，的鮮明特色，該專業(yè)課程設(shè)置經(jīng)過(guò)國(guó)家專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)的認(rèn)可。該專業(yè)課程設(shè)置經(jīng)過(guò)

5、國(guó)家專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)的認(rèn)可。 我們這門(mén)課程我們這門(mén)課程“過(guò)程裝備檢測(cè)與診斷過(guò)程裝備檢測(cè)與診斷”正是體現(xiàn)我們正是體現(xiàn)我們專業(yè)特色的一門(mén)課程，幾年來(lái)，我們專業(yè)在這一方向上做專業(yè)特色的一門(mén)課程，幾年來(lái)，我們專業(yè)在這一方向上做了大量工作，并取得了相應(yīng)的研究成果。了大量工作，并取得了相應(yīng)的研究成果。復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)與參數(shù)優(yōu)化，復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)與參數(shù)優(yōu)化，0303年教育部提名國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)年教育部提名國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)特種車(chē)輛動(dòng)力裝置控制系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)，特種車(chē)輛動(dòng)力裝置控制系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)，0303年省科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)年省科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)特種車(chē)輛動(dòng)力裝置自動(dòng)裝填控制系統(tǒng)研究，特種車(chē)輛動(dòng)力裝置自動(dòng)裝

6、填控制系統(tǒng)研究，0606年省科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)年省科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)某某車(chē)輛系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)研究，某某車(chē)輛系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)研究，0606年部級(jí)科學(xué)技術(shù)三等獎(jiǎng)年部級(jí)科學(xué)技術(shù)三等獎(jiǎng)履帶車(chē)輛傳動(dòng)箱狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)，履帶車(chē)輛傳動(dòng)箱狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)，0707年省科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)年省科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)深孔鍍鉻生產(chǎn)線集散控制系統(tǒng)研究，深孔鍍鉻生產(chǎn)線集散控制系統(tǒng)研究，0808年省科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)年省科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)基于目標(biāo)面的開(kāi)關(guān)閥控液壓系統(tǒng)智能調(diào)平技術(shù)，基于目標(biāo)面的開(kāi)關(guān)閥控液壓系統(tǒng)智能調(diào)平技術(shù)，0909年省科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)年省科技進(jìn)步二等獎(jiǎng) 我們學(xué)校我們學(xué)?！斑^(guò)程裝備與控制工程過(guò)程裝備與控制工程

7、”專業(yè)，所承擔(dān)的與檢專業(yè)，所承擔(dān)的與檢測(cè)診斷與控制相關(guān)方面的科研課題有：測(cè)診斷與控制相關(guān)方面的科研課題有： 基于粒子群優(yōu)化和濾波技術(shù)的復(fù)雜傳動(dòng)裝置早期故障診斷，國(guó)家自然科學(xué)基金基于粒子群優(yōu)化和濾波技術(shù)的復(fù)雜傳動(dòng)裝置早期故障診斷，國(guó)家自然科學(xué)基金車(chē)輛行駛道路譜、載荷譜、振動(dòng)譜、噪聲譜測(cè)試，預(yù)先研究車(chē)輛行駛道路譜、載荷譜、振動(dòng)譜、噪聲譜測(cè)試，預(yù)先研究人機(jī)環(huán)境技術(shù)研究人機(jī)環(huán)境技術(shù)研究振動(dòng)與噪聲控制，預(yù)先研究振動(dòng)與噪聲控制，預(yù)先研究基于粒子群優(yōu)化的齒輪箱故障診斷技術(shù)研究，省自然科學(xué)基金基于粒子群優(yōu)化的齒輪箱故障診斷技術(shù)研究，省自然科學(xué)基金機(jī)電設(shè)備遠(yuǎn)程通用智能診斷模塊開(kāi)發(fā)與集成，省留學(xué)回國(guó)人員基金機(jī)電設(shè)

8、備遠(yuǎn)程通用智能診斷模塊開(kāi)發(fā)與集成，省留學(xué)回國(guó)人員基金柴油機(jī)故障特征的提取、表達(dá)方式、影響因素研究，預(yù)先研究柴油機(jī)故障特征的提取、表達(dá)方式、影響因素研究，預(yù)先研究彈丸卡膛速度、卡膛力和卡膛姿態(tài)測(cè)試研究，預(yù)研子項(xiàng)目彈丸卡膛速度、卡膛力和卡膛姿態(tài)測(cè)試研究，預(yù)研子項(xiàng)目某塔架試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析與動(dòng)態(tài)響應(yīng)仿真，某塔架試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析與動(dòng)態(tài)響應(yīng)仿真， 總部總部基于粒子群優(yōu)化和濾波技術(shù)的柴油機(jī)早期故障診斷，教育部博士點(diǎn)基金基于粒子群優(yōu)化和濾波技術(shù)的柴油機(jī)早期故障診斷，教育部博士點(diǎn)基金驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸入電流檢測(cè)裝置及故障診斷軟件，條保項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸入電流檢測(cè)裝置及故障診斷軟件，條保項(xiàng)目彈藥擺動(dòng)和翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)角運(yùn)動(dòng)參數(shù)檢測(cè)單元，條保

9、項(xiàng)目彈藥擺動(dòng)和翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)角運(yùn)動(dòng)參數(shù)檢測(cè)單元，條保項(xiàng)目援外身管鍍鉻控制系統(tǒng)，外貿(mào)項(xiàng)目援外身管鍍鉻控制系統(tǒng)，外貿(mào)項(xiàng)目基于群體智能分析的傳動(dòng)箱故障診斷研究，國(guó)家自然科學(xué)基金基于群體智能分析的傳動(dòng)箱故障診斷研究，國(guó)家自然科學(xué)基金身管鍍鉻生產(chǎn)線自動(dòng)化改造，條件保障項(xiàng)目身管鍍鉻生產(chǎn)線自動(dòng)化改造，條件保障項(xiàng)目某炮長(zhǎng)控制臺(tái)檢測(cè)儀研制，委托項(xiàng)目某炮長(zhǎng)控制臺(tái)檢測(cè)儀研制，委托項(xiàng)目某液壓調(diào)平機(jī)構(gòu)控制軟件設(shè)計(jì)，委托項(xiàng)目某液壓調(diào)平機(jī)構(gòu)控制軟件設(shè)計(jì)，委托項(xiàng)目產(chǎn)品控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)，委托項(xiàng)目產(chǎn)品控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)，委托項(xiàng)目熱護(hù)套防護(hù)效率測(cè)試系統(tǒng)，企業(yè)委托項(xiàng)目熱護(hù)套防護(hù)效率測(cè)試系統(tǒng)，企業(yè)委托項(xiàng)目 我們學(xué)校我們學(xué)?！斑^(guò)程裝備與控制工程

10、過(guò)程裝備與控制工程”專業(yè)，目前所發(fā)表專業(yè)，目前所發(fā)表的與的與“檢測(cè)診斷控制檢測(cè)診斷控制”相關(guān)的學(xué)術(shù)論文有近相關(guān)的學(xué)術(shù)論文有近200200篇，其中：篇，其中：SCISCI收錄論文收錄論文3 3篇，篇，EIEI收錄論文收錄論文7070多篇。還出版了幾本相關(guān)多篇。還出版了幾本相關(guān)的教材，有的教材，有3 3項(xiàng)相關(guān)的國(guó)家發(fā)明專利。項(xiàng)相關(guān)的國(guó)家發(fā)明專利。 目前國(guó)內(nèi)目前國(guó)內(nèi)“過(guò)程裝備與控制工程過(guò)程裝備與控制工程”專業(yè)唯一的院士，是專業(yè)唯一的院士，是北京化工大學(xué)的高金吉教授，他所從事的主要研究方向是北京化工大學(xué)的高金吉教授，他所從事的主要研究方向是“化工過(guò)程裝備的監(jiān)測(cè)與故障診斷化工過(guò)程裝備的監(jiān)測(cè)與故障診斷”，

11、提出了，提出了“裝備故障的裝備故障的自恢復(fù)調(diào)控原理和技術(shù)自恢復(fù)調(diào)控原理和技術(shù)”，他為，他為“過(guò)程裝備與控制工程過(guò)程裝備與控制工程”專專業(yè)的發(fā)展做出了突出的貢獻(xiàn)，是我們學(xué)習(xí)本門(mén)課程的動(dòng)力，業(yè)的發(fā)展做出了突出的貢獻(xiàn)，是我們學(xué)習(xí)本門(mén)課程的動(dòng)力，我也希望我們專業(yè)的學(xué)生能在該領(lǐng)域作出成績(jī)，成為我也希望我們專業(yè)的學(xué)生能在該領(lǐng)域作出成績(jī)，成為“過(guò)程過(guò)程裝備檢測(cè)與故障診斷裝備檢測(cè)與故障診斷”研究領(lǐng)域的新生力量。研究領(lǐng)域的新生力量。 我們這門(mén)課程我們這門(mén)課程“過(guò)程裝備檢測(cè)與診斷過(guò)程裝備檢測(cè)與診斷”選用了化學(xué)工選用了化學(xué)工業(yè)出版社出版的國(guó)家級(jí)業(yè)出版社出版的國(guó)家級(jí)“十五十五”規(guī)劃教材規(guī)劃教材“設(shè)備故障診設(shè)備故障診斷

12、斷”。該書(shū)重點(diǎn)編寫(xiě)了旋轉(zhuǎn)和往復(fù)機(jī)械的故障診斷，結(jié)合。該書(shū)重點(diǎn)編寫(xiě)了旋轉(zhuǎn)和往復(fù)機(jī)械的故障診斷，結(jié)合大量典型事例分析，給讀者提供了設(shè)備故障診斷方面的基大量典型事例分析，給讀者提供了設(shè)備故障診斷方面的基本理論知識(shí)和分析技術(shù)，也可使工程技術(shù)人員在現(xiàn)場(chǎng)處理本理論知識(shí)和分析技術(shù)，也可使工程技術(shù)人員在現(xiàn)場(chǎng)處理實(shí)際故障問(wèn)題時(shí)有參考和借鑒。實(shí)際故障問(wèn)題時(shí)有參考和借鑒。 應(yīng)該說(shuō)我們選用的這本書(shū)作教材，是比較適合我們應(yīng)該說(shuō)我們選用的這本書(shū)作教材，是比較適合我們“過(guò)程裝備與控制工程過(guò)程裝備與控制工程”專業(yè)特點(diǎn)的，背景比較強(qiáng)專業(yè)特點(diǎn)的，背景比較強(qiáng)。近些。近些年來(lái)，隨著機(jī)械設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)與故障診斷技術(shù)的發(fā)展，出年來(lái)，隨著機(jī)

13、械設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)與故障診斷技術(shù)的發(fā)展，出版了許多相關(guān)的書(shū)籍，使我們有可能看到較多的具有不同版了許多相關(guān)的書(shū)籍，使我們有可能看到較多的具有不同特點(diǎn)的設(shè)備故障診斷方面的參考書(shū)。特點(diǎn)的設(shè)備故障診斷方面的參考書(shū)。開(kāi)展?fàn)顟B(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷的重要性開(kāi)展?fàn)顟B(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷的重要性 機(jī)械設(shè)備發(fā)展的需要機(jī)械設(shè)備發(fā)展的需要 生產(chǎn)安全及質(zhì)量對(duì)機(jī)械設(shè)備要求的需要生產(chǎn)安全及質(zhì)量對(duì)機(jī)械設(shè)備要求的需要 設(shè)備管理設(shè)備管理維修體制進(jìn)步的需要維修體制進(jìn)步的需要 狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷的具體作用狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷的具體作用1.2 1.2 設(shè)備診斷的含義設(shè)備診斷的含義 機(jī)械設(shè)備發(fā)展的需要機(jī)械設(shè)備發(fā)展的需要 大型化大型化 高速化高速化 精密化

14、精密化 自動(dòng)化自動(dòng)化 結(jié)構(gòu)復(fù)雜化結(jié)構(gòu)復(fù)雜化 昂貴的設(shè)備費(fèi)用昂貴的設(shè)備費(fèi)用 設(shè)備系統(tǒng)各部分的關(guān)聯(lián)越來(lái)越密切設(shè)備系統(tǒng)各部分的關(guān)聯(lián)越來(lái)越密切 生產(chǎn)安全及質(zhì)量對(duì)機(jī)械設(shè)備要求的需要生產(chǎn)安全及質(zhì)量對(duì)機(jī)械設(shè)備要求的需要 產(chǎn)品質(zhì)量或產(chǎn)量產(chǎn)品質(zhì)量或產(chǎn)量 生產(chǎn)非計(jì)劃停頓生產(chǎn)非計(jì)劃停頓 設(shè)備損壞設(shè)備損壞 造成人身安全隱患造成人身安全隱患 巨額的經(jīng)濟(jì)損失巨額的經(jīng)濟(jì)損失 甚至大范圍環(huán)境污染甚至大范圍環(huán)境污染 對(duì)相關(guān)行業(yè)的影響對(duì)相關(guān)行業(yè)的影響 設(shè)備管理設(shè)備管理維修體制進(jìn)步的需要維修體制進(jìn)步的需要 我國(guó)從我國(guó)從1983年開(kāi)始已正式把開(kāi)展診斷工作的要求納入年開(kāi)始已正式把開(kāi)展診斷工作的要求納入國(guó)營(yíng)工業(yè)交通設(shè)備管理試行條例之中，

15、明確提出國(guó)營(yíng)工業(yè)交通設(shè)備管理試行條例之中，明確提出“要根據(jù)生產(chǎn)需要，逐步采用現(xiàn)代故障診斷和狀態(tài)監(jiān)測(cè)要根據(jù)生產(chǎn)需要，逐步采用現(xiàn)代故障診斷和狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)，發(fā)展以狀態(tài)監(jiān)測(cè)為基礎(chǔ)的預(yù)防維修體制技術(shù)，發(fā)展以狀態(tài)監(jiān)測(cè)為基礎(chǔ)的預(yù)防維修體制”。 國(guó)家連續(xù)投入巨資，組織大量科技人員進(jìn)行攻關(guān)研究。國(guó)家連續(xù)投入巨資，組織大量科技人員進(jìn)行攻關(guān)研究。設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷理論、技術(shù)和系統(tǒng)正得到進(jìn)設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷理論、技術(shù)和系統(tǒng)正得到進(jìn)一步的發(fā)展和完善。一步的發(fā)展和完善。事后維修事后維修計(jì)劃維修計(jì)劃維修視情維修過(guò)去過(guò)去現(xiàn)在現(xiàn)在將來(lái)將來(lái) 技術(shù)發(fā)展技術(shù)發(fā)展設(shè)備維修體制的發(fā)展設(shè)備維修體制的發(fā)展 狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷的具

16、體作用狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷的具體作用 設(shè)備故障診斷是一項(xiàng)給設(shè)備設(shè)備故障診斷是一項(xiàng)給設(shè)備“看病看病”的技術(shù)，它的技術(shù)，它有有兩方面的兩方面的含義：其一是要查明設(shè)備發(fā)生了什么故障；含義：其一是要查明設(shè)備發(fā)生了什么故障；其二是要查明引起故障的初始原因。其二是要查明引起故障的初始原因。 這樣就可以這樣就可以使各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)和技術(shù)人員及時(shí)、充分了解使各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)和技術(shù)人員及時(shí)、充分了解該機(jī)組的運(yùn)行狀況，保證機(jī)組安全、可靠、高效地運(yùn)該機(jī)組的運(yùn)行狀況，保證機(jī)組安全、可靠、高效地運(yùn)行，具體作用如下：行，具體作用如下： 掌握設(shè)備健康情況，合理安排生產(chǎn)掌握設(shè)備健康情況，合理安排生產(chǎn) 發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障隱患，防止故障的發(fā)生發(fā)現(xiàn)設(shè)備故

17、障隱患，防止故障的發(fā)生 進(jìn)行設(shè)備故障診斷，為維修提供依據(jù)進(jìn)行設(shè)備故障診斷，為維修提供依據(jù) 節(jié)約設(shè)備維護(hù)費(fèi)用，提高經(jīng)濟(jì)效益節(jié)約設(shè)備維護(hù)費(fèi)用，提高經(jīng)濟(jì)效益 應(yīng)用最新科技成果，提高設(shè)備管理水平應(yīng)用最新科技成果，提高設(shè)備管理水平1986年年4月前蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站四機(jī)組發(fā)生嚴(yán)重振動(dòng)而造成核泄漏，月前蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站四機(jī)組發(fā)生嚴(yán)重振動(dòng)而造成核泄漏，致使致使2000多人死亡，直接經(jīng)濟(jì)損失多人死亡，直接經(jīng)濟(jì)損失30億美元。億美元。1987年山西大同發(fā)電廠年山西大同發(fā)電廠200MW機(jī)組轉(zhuǎn)子斷裂機(jī)組轉(zhuǎn)子斷裂1988年秦嶺電廠年秦嶺電廠5號(hào)機(jī)組主軸斷裂，兩次事故經(jīng)濟(jì)損失均達(dá)億元以上。號(hào)機(jī)組主軸斷裂，兩次事故

18、經(jīng)濟(jì)損失均達(dá)億元以上。1976至至1985年期間，化肥五大機(jī)組由于事故停車(chē)造成的直接經(jīng)濟(jì)損失高年期間，化肥五大機(jī)組由于事故停車(chē)造成的直接經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)四億七千五百萬(wàn)元達(dá)四億七千五百萬(wàn)元1972年日本關(guān)西電力公司南海電站年日本關(guān)西電力公司南海電站3號(hào)號(hào)600MW氣輪發(fā)電機(jī)因振動(dòng)而引起氣輪發(fā)電機(jī)因振動(dòng)而引起的斷軸毀機(jī)事件；的斷軸毀機(jī)事件；1984年印度伯帕爾化工廠由于設(shè)備故障發(fā)生農(nóng)藥泄漏事故年印度伯帕爾化工廠由于設(shè)備故障發(fā)生農(nóng)藥泄漏事故 設(shè)備故障引發(fā)的觸目驚心的事故設(shè)備故障引發(fā)的觸目驚心的事故開(kāi)展?fàn)顟B(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷的重要性開(kāi)展?fàn)顟B(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷的重要性 美國(guó)美國(guó)19901990年全年稅收為年全年稅收

19、為7,5007,500億美元，而工業(yè)設(shè)備的維修費(fèi)用億美元，而工業(yè)設(shè)備的維修費(fèi)用達(dá)達(dá)25002500億美元，專家估計(jì)其中約億美元，專家估計(jì)其中約750750億美元是億美元是“過(guò)剩維修過(guò)剩維修”費(fèi)用費(fèi)用。 據(jù)日本資料可知，機(jī)組設(shè)備診斷技術(shù)的應(yīng)用使每年的維修費(fèi)據(jù)日本資料可知，機(jī)組設(shè)備診斷技術(shù)的應(yīng)用使每年的維修費(fèi)用減少用減少25255050，故障停機(jī)時(shí)間減少，故障停機(jī)時(shí)間減少7575。 我國(guó)電力部門(mén)全面推廣設(shè)備診斷技術(shù)，僅維修費(fèi)用每年可節(jié)我國(guó)電力部門(mén)全面推廣設(shè)備診斷技術(shù)，僅維修費(fèi)用每年可節(jié)約約3.53.5億元。億元。 采用故障診斷技術(shù)另一方面可以大大減少非計(jì)劃停車(chē)和生產(chǎn)采用故障診斷技術(shù)另一方面可以大大

20、減少非計(jì)劃停車(chē)和生產(chǎn)停頓所造成的損失。以一臺(tái)停頓所造成的損失。以一臺(tái)200200MWMW氣輪發(fā)電機(jī)組為例，如能將故氣輪發(fā)電機(jī)組為例，如能將故障分析和處理時(shí)間減少一天，則可以多發(fā)電障分析和處理時(shí)間減少一天，則可以多發(fā)電480480萬(wàn)千瓦時(shí)，挽回萬(wàn)千瓦時(shí)，挽回經(jīng)濟(jì)損失達(dá)數(shù)百萬(wàn)元；一臺(tái)經(jīng)濟(jì)損失達(dá)數(shù)百萬(wàn)元；一臺(tái)3030萬(wàn)噸合成氨壓縮機(jī)，停車(chē)一小時(shí)萬(wàn)噸合成氨壓縮機(jī)，停車(chē)一小時(shí)直接損失就高達(dá)數(shù)十萬(wàn)元。直接損失就高達(dá)數(shù)十萬(wàn)元。 設(shè)備故障診斷帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益設(shè)備故障診斷帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益開(kāi)展?fàn)顟B(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷的重要性開(kāi)展?fàn)顟B(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷的重要性1.2 1.2 設(shè)備故障診斷的含義設(shè)備故障診斷的含義 設(shè)備故障診斷設(shè)備

21、故障診斷是指應(yīng)用現(xiàn)代測(cè)試分析手段和診斷理論方法，對(duì)運(yùn)行中的機(jī)械設(shè)是指應(yīng)用現(xiàn)代測(cè)試分析手段和診斷理論方法，對(duì)運(yùn)行中的機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)故障的備出現(xiàn)故障的機(jī)理、原因、部位和故障程度機(jī)理、原因、部位和故障程度進(jìn)行識(shí)別和診斷，并且根據(jù)診斷結(jié)論，進(jìn)行識(shí)別和診斷，并且根據(jù)診斷結(jié)論，確定設(shè)備的維修方案和防范措施確定設(shè)備的維修方案和防范措施回答了什么是設(shè)備故障診斷的問(wèn)題?；卮鹆耸裁词窃O(shè)備故障診斷的問(wèn)題。 設(shè)備故障診斷與醫(yī)學(xué)診斷類似，設(shè)備故障診斷與醫(yī)學(xué)診斷類似，人生了病需要求醫(yī)就診，同樣機(jī)械設(shè)備在運(yùn)行人生了病需要求醫(yī)就診，同樣機(jī)械設(shè)備在運(yùn)行中產(chǎn)生故障，也需要中產(chǎn)生故障，也需要“醫(yī)生醫(yī)生”去幫助分析和診斷病因，因此機(jī)械

22、設(shè)備的故障診斷技去幫助分析和診斷病因，因此機(jī)械設(shè)備的故障診斷技術(shù)是術(shù)是模擬模擬醫(yī)學(xué)界的疾病診斷思路提出來(lái)的。人體疾病是由內(nèi)因和外因產(chǎn)生，在病理醫(yī)學(xué)界的疾病診斷思路提出來(lái)的。人體疾病是由內(nèi)因和外因產(chǎn)生，在病理上是經(jīng)過(guò)一系列復(fù)雜的物理、生化過(guò)程形成，通過(guò)人的各部位器官和組織反映出一上是經(jīng)過(guò)一系列復(fù)雜的物理、生化過(guò)程形成，通過(guò)人的各部位器官和組織反映出一定癥狀。對(duì)病人的醫(yī)療過(guò)程，首先經(jīng)過(guò)各種理化檢驗(yàn)，根據(jù)檢查結(jié)果和病史、癥狀定癥狀。對(duì)病人的醫(yī)療過(guò)程，首先經(jīng)過(guò)各種理化檢驗(yàn)，根據(jù)檢查結(jié)果和病史、癥狀的表現(xiàn)，利用醫(yī)生的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，診斷出病人的疾病類型、性質(zhì)和程度，然后對(duì)癥的表現(xiàn)，利用醫(yī)生的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，診斷

23、出病人的疾病類型、性質(zhì)和程度，然后對(duì)癥下藥，采取有效的治療措施。下藥，采取有效的治療措施。 對(duì)于機(jī)械設(shè)備的故障診斷也有同樣的對(duì)于機(jī)械設(shè)備的故障診斷也有同樣的“疾病診療疾病診療”過(guò)程，過(guò)程，第一步要根據(jù)設(shè)備在第一步要根據(jù)設(shè)備在運(yùn)行中已暴露的或潛在的故障現(xiàn)象，例如，振動(dòng)、噪聲、磨損、裂紋、斷裂、變形運(yùn)行中已暴露的或潛在的故障現(xiàn)象，例如，振動(dòng)、噪聲、磨損、裂紋、斷裂、變形或效率低下等，采用相應(yīng)的信號(hào)檢測(cè)和分析方法，監(jiān)測(cè)到能夠反映設(shè)備或零部件運(yùn)或效率低下等，采用相應(yīng)的信號(hào)檢測(cè)和分析方法，監(jiān)測(cè)到能夠反映設(shè)備或零部件運(yùn)行狀態(tài)的參數(shù)（稱為特征參數(shù)），獲取有關(guān)設(shè)備行狀態(tài)的參數(shù)（稱為特征參數(shù)），獲取有關(guān)設(shè)備“健

24、康健康”狀況的信息，了解其工作狀況的信息，了解其工作正常或不正常。正?；虿徽?。第二步是收集與故障分析有關(guān)的設(shè)備制造、安裝和操作運(yùn)行的狀態(tài)第二步是收集與故障分析有關(guān)的設(shè)備制造、安裝和操作運(yùn)行的狀態(tài)參數(shù)記錄數(shù)據(jù)，利用領(lǐng)域?qū)＜一蚬こ碳夹g(shù)人員的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，用一定的診斷方法和參數(shù)記錄數(shù)據(jù)，利用領(lǐng)域?qū)＜一蚬こ碳夹g(shù)人員的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，用一定的診斷方法和手段，診斷出設(shè)備故障的性質(zhì)、類型、部位和程度，分析故障產(chǎn)生的原因，提出相手段，診斷出設(shè)備故障的性質(zhì)、類型、部位和程度，分析故障產(chǎn)生的原因，提出相應(yīng)的治理措施，最終能全部或部分排除故障，保證設(shè)備安全、有效地運(yùn)行。應(yīng)的治理措施，最終能全部或部分排除故障，保證設(shè)備安

25、全、有效地運(yùn)行。 1.2 1.2 設(shè)備故障診斷的含義設(shè)備故障診斷的含義 通常，設(shè)備故障診斷包含三部分內(nèi)容：通常，設(shè)備故障診斷包含三部分內(nèi)容： 第一部分是利用各種傳感器和監(jiān)測(cè)儀表獲取設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的信息，這就第一部分是利用各種傳感器和監(jiān)測(cè)儀表獲取設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的信息，這就是信號(hào)采集。采集到的信號(hào)還需要用信號(hào)分析系統(tǒng)加以處理，去除無(wú)用信息，是信號(hào)采集。采集到的信號(hào)還需要用信號(hào)分析系統(tǒng)加以處理，去除無(wú)用信息，提取能反映設(shè)備狀態(tài)的有用信息（稱為特征信息），從這些信息中發(fā)現(xiàn)設(shè)備提取能反映設(shè)備狀態(tài)的有用信息（稱為特征信息），從這些信息中發(fā)現(xiàn)設(shè)備各主要部位和零部件的性能是處于良好狀態(tài)還是故障狀態(tài)，這部分內(nèi)容稱為

26、各主要部位和零部件的性能是處于良好狀態(tài)還是故障狀態(tài)，這部分內(nèi)容稱為“狀態(tài)監(jiān)測(cè)狀態(tài)監(jiān)測(cè)”，它包含了信號(hào)采集和信號(hào)處理。，它包含了信號(hào)采集和信號(hào)處理。 第二部分是如果發(fā)現(xiàn)設(shè)備工作狀態(tài)不正常或存在故障，則需要對(duì)能夠反第二部分是如果發(fā)現(xiàn)設(shè)備工作狀態(tài)不正?；虼嬖诠收?，則需要對(duì)能夠反映故障狀態(tài)的特征參數(shù)和信息進(jìn)行識(shí)別，利用專家的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，像醫(yī)生診映故障狀態(tài)的特征參數(shù)和信息進(jìn)行識(shí)別，利用專家的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，像醫(yī)生診斷疾病那樣，診斷出設(shè)備存在的故障類型、故障部位、故障程度和產(chǎn)生故障斷疾病那樣，診斷出設(shè)備存在的故障類型、故障部位、故障程度和產(chǎn)生故障的原因，這部分內(nèi)容稱為的原因，這部分內(nèi)容稱為“故障診斷故障診斷”

27、。 第三部分稱為第三部分稱為“診斷決策診斷決策”。是根據(jù)診斷結(jié)論，采取控制、治理和預(yù)防。是根據(jù)診斷結(jié)論，采取控制、治理和預(yù)防措施的決策。在故障的預(yù)防措施中還包括對(duì)設(shè)備或關(guān)鍵零部件的可靠性分析措施的決策。在故障的預(yù)防措施中還包括對(duì)設(shè)備或關(guān)鍵零部件的可靠性分析和剩余壽命估計(jì)。有些機(jī)械設(shè)備由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，影響因素眾多或者對(duì)故障形和剩余壽命估計(jì)。有些機(jī)械設(shè)備由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，影響因素眾多或者對(duì)故障形成的機(jī)理了解不夠，也有從治理措施的有效性來(lái)證明診斷結(jié)論是否正確。成的機(jī)理了解不夠，也有從治理措施的有效性來(lái)證明診斷結(jié)論是否正確。 由此可見(jiàn)，由此可見(jiàn)，設(shè)備診斷技術(shù)所包含的設(shè)備診斷技術(shù)所包含的內(nèi)容比較廣泛內(nèi)容比較廣泛，諸如設(shè)備，諸如設(shè)備狀態(tài)參數(shù)狀態(tài)參數(shù)（力、位移、振動(dòng)、噪聲、裂紋、磨損、腐蝕、溫度、壓力和流量等）的（力、位移、振動(dòng)、噪聲、裂紋、磨損、腐蝕、溫度、壓力和流量等）的監(jiān)監(jiān)測(cè)測(cè)，狀態(tài)，狀態(tài)特征參數(shù)變化的辨識(shí)特征參數(shù)變化的辨識(shí)，機(jī)器發(fā)生振動(dòng)和機(jī)械損傷時(shí)的，機(jī)器發(fā)生振動(dòng)和機(jī)械損傷時(shí)的原因分析原因分析，故，故障的障的控制與防治控制與防治，機(jī)械零部件的，機(jī)械零部件的可靠性分析和剩余壽命估計(jì)可靠性分析和剩余壽命估計(jì)等，都屬于設(shè)備等，都屬于設(shè)備故障診斷的范疇。故障診斷的范疇。人工防治或主動(dòng)控制人工防治或主動(dòng)控制故障診斷故障診斷確定故障類型，性質(zhì)，確定故障類型