【正文】 診斷人員應(yīng)當(dāng)向用戶 了解設(shè)備拆機(jī)檢修的詳細(xì)隋況及處理后的效果，如果有條件的話，最好 親臨現(xiàn)場(chǎng)察看，檢查診斷結(jié)論與實(shí)際情況是否符合，這是對(duì)整個(gè)診斷過(guò) 程最權(quán)威的總結(jié)，也是增長(zhǎng)經(jīng)驗(yàn)的重要步驟。對(duì)需要修理的設(shè)備，應(yīng)當(dāng)指出修理的具體內(nèi)容，如待處理的故 障部位、所需要更換的零部件等。 ?（ 5）作出診斷決策 通過(guò)測(cè)量分析、狀態(tài)識(shí)別等幾個(gè)程序，弄清了設(shè)備的實(shí)際狀態(tài)，為 處理決策創(chuàng)造了條件。首 先判斷它是否正常，然后對(duì)存在異常的設(shè)備作進(jìn)一步分析，指出故障的 原因、部位和程度。測(cè)量后要把信號(hào)儲(chǔ)存起來(lái)，若要長(zhǎng)期存 儲(chǔ)，則必須存儲(chǔ)到合適的數(shù)據(jù)庫(kù)中。如果 缺少資料和經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)進(jìn)行多次復(fù)測(cè)和試分析，確認(rèn)測(cè)試無(wú)誤后再作記錄。 ?（ 2）確定診斷方案 ① 選擇測(cè)點(diǎn) ② 預(yù)估頻率和振幅 ③ 確定測(cè)量參數(shù) ④ 選擇診斷儀器 ⑤ 選擇與安裝傳感器 ⑥ 做好其他相關(guān)事項(xiàng)的準(zhǔn)備 圖 3—58 測(cè)點(diǎn)選擇示意圖 ?（ 3）進(jìn)行振動(dòng)測(cè)量與信號(hào)分析 對(duì)于初次測(cè)量的信號(hào)，要進(jìn)行信號(hào)重放和直觀分析，檢查測(cè)得的信 號(hào)是否真實(shí)。 設(shè)備狀況子表包括以下內(nèi)容： ① 設(shè)備基礎(chǔ)型式及狀況，搞清楚是剛性基礎(chǔ)還是彈性基礎(chǔ)。 ⑤ 載荷性質(zhì)：均載、變載還是沖擊負(fù)荷； ⑥ 工作介質(zhì)：有無(wú)塵埃、顆粒性雜質(zhì)或腐蝕性氣 (液 )體。 2）必須查明各主要零部件（特別是運(yùn)動(dòng)零件）的型號(hào)、規(guī)格、結(jié)構(gòu)參數(shù)及數(shù)量等。在調(diào)查前應(yīng)作出一張調(diào)查表，它由 設(shè)備結(jié)構(gòu)參數(shù)子表、設(shè)備運(yùn)行參數(shù)子表、設(shè)備狀況子表組成。 圖 3—57 監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)的信號(hào)處理部分 圖 3—57中，左邊是數(shù)據(jù)管理窗口，右上是頻譜分析窗口，右下是數(shù)據(jù)解釋窗口。 數(shù)據(jù)管理部分主要依托數(shù)據(jù)庫(kù)，最常見(jiàn)的是 Access數(shù)據(jù)庫(kù)和 SQL Server網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)。 狀態(tài)識(shí)別部分是計(jì)算機(jī)中的數(shù)字信號(hào)處理軟件。 名稱：初軋 7架減速機(jī) 電機(jī)轉(zhuǎn)速： 1450 RPM 齒數(shù)： Z1=31； Z2=56； Z3=43； Z4=72 測(cè)點(diǎn)號(hào) 測(cè)量參數(shù) 正常判定條件 標(biāo)準(zhǔn)值 a1 mm/s2 a2 mm/s2 a3 mm/s2 a4 mm/s2 Z1 Z2 Z3 Z4 a1 a2 a3 a4 測(cè)點(diǎn)號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112 1314 1516 1718 1920 21222324 2526 2728 293031 精密診斷系統(tǒng) 屬于精密診斷系統(tǒng)的在線監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)由三部分組成：數(shù)據(jù)采集部分；狀態(tài)識(shí)別部分和數(shù)據(jù)庫(kù)部分。圖 3—55是一個(gè)點(diǎn)檢數(shù)據(jù)記錄統(tǒng)計(jì)表的例子，統(tǒng)計(jì)表由 示意圖、設(shè)備名稱、結(jié)構(gòu)參數(shù)、測(cè)量部位、測(cè)量參數(shù)、判別標(biāo)準(zhǔn)、點(diǎn)檢數(shù)據(jù)及 測(cè)點(diǎn)趨勢(shì)圖等所組成。大多數(shù)點(diǎn)巡檢系統(tǒng)屬于簡(jiǎn)易診斷系統(tǒng)，在線監(jiān)測(cè)與診斷 系統(tǒng)屬于精密診斷系統(tǒng)。 二．監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)的組成 監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)的組成與任務(wù)目標(biāo)是配合協(xié)調(diào)的。通過(guò)對(duì)狀態(tài)特征數(shù)據(jù)的時(shí)間歷程的統(tǒng)計(jì)分析，描繪出狀態(tài)特征數(shù)據(jù)的時(shí)間歷程曲線及趨勢(shì)擬合方程的曲線，對(duì)后續(xù)的設(shè)備狀態(tài)發(fā)展進(jìn)行預(yù)測(cè)。為是堅(jiān)持運(yùn)行還是停機(jī)檢修提供決策依據(jù)。在正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，能反映設(shè)備主要零部件的劣化程度，為設(shè)備的檢修提供針對(duì)性的依據(jù)。若發(fā)現(xiàn)或判定異常，及時(shí)發(fā)出故障警告。 一．監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)的任務(wù) ? 1）能反映被監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)并對(duì)異常狀況發(fā)出警告。 機(jī)械設(shè)備故障診斷系統(tǒng)的第二部分由軟件組成，它們的任務(wù)是對(duì)數(shù) 字量表現(xiàn)的信號(hào)進(jìn)行提取特征的分析和數(shù)據(jù)解釋。選擇合理的后續(xù)儀器或 預(yù)處理電路，將電信號(hào)去偽存真，并調(diào)節(jié)整理轉(zhuǎn)換成符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的電 信號(hào)。 第一部分由硬件組成，它們的任務(wù)是獲取包含設(shè)備各種信息的物理 信號(hào)。所以通常樣本長(zhǎng)度取 1024點(diǎn)或 2048點(diǎn)。但樣本長(zhǎng)度只能按 2N的規(guī)律增加，即按 204 409 8192數(shù)字 序列增加。所以采樣頻率不可太高。通常樣本長(zhǎng)度取 1024點(diǎn)或 2048點(diǎn)。在 A/D變換前應(yīng)使用低通濾波器 將最高感興趣信號(hào)頻率以上的成份濾除。 A1…F1 多通道轉(zhuǎn)換傳輸時(shí)間 A2…F2 多通道轉(zhuǎn)換傳輸時(shí)間 由采樣頻率規(guī)定的采樣周期時(shí)間 空循環(huán)等待時(shí)間 圖 3—54 偽同步采樣原理示意圖 作為信號(hào)測(cè)取技術(shù)的最后一個(gè)環(huán)節(jié) ——A/D變換，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)要確 定的以下參數(shù)： ① 采樣通道數(shù) ——由所需要的信號(hào)路數(shù)，即傳感器數(shù)決定。其基本思路是這樣的：由于 設(shè)備診斷所需的采樣頻率在 10KHz以下，采用 100KHz～ 300KHz檔次的 A/D卡（通道數(shù)愈多，采頻檔次愈高），在 控制軟件的采樣策略方面采取以最高速度依次對(duì)各通道進(jìn)行 轉(zhuǎn)換傳輸，然后空循環(huán)等待下一次采樣指令。因 此多通道信號(hào)分析系統(tǒng)的 A/D轉(zhuǎn)換裝置有兩種硬件策略，一 是每通道一個(gè) A/D轉(zhuǎn)換電路，實(shí)現(xiàn)同步采樣，這種方案的同 步性最好，也是成本最高的，通常用于少通道（如 2通道、 4通道）采樣；另一種是帶有多通道同步保持器的單 A/D轉(zhuǎn) 換電路，同步保持器類似照相機(jī)的快門，將各通道的信號(hào)電 壓拍攝進(jìn)來(lái)并保持，再等待 A/D電路依次進(jìn)行轉(zhuǎn)換采樣。也就是 說(shuō)：各個(gè)采集點(diǎn)的數(shù)據(jù)實(shí)際上都是在不同時(shí)間采集的。 ?4．同步采樣與偽同步采樣 設(shè)備故障診斷系統(tǒng)是一種多通道信號(hào)分析系統(tǒng)，它與 工業(yè)控制系統(tǒng)在信號(hào)采集方面的要求是不一樣的。 并行輸入 (出 )每個(gè)通道都有一個(gè)轉(zhuǎn)換器工作，而順序輸入 (出 )是用一個(gè)轉(zhuǎn)換器交替切換工作。 122i12210?3．通道數(shù) 能同時(shí)輸入或者輸出模擬信號(hào)的路數(shù)稱為通道數(shù)。 實(shí)際上，不論 A／ D或 D／ A，當(dāng)轉(zhuǎn)換位數(shù)確定以后，它的分 辨率就已經(jīng)確定。 例如：具有 12位分辨率為 A／ D轉(zhuǎn)換器能夠分辨出滿刻度的 (12位二進(jìn)制數(shù)的最低有效位值 )。因此實(shí)際系統(tǒng)的采樣頻率是達(dá)不到廠家所提供的采樣頻率 的。實(shí)際信號(hào)分析 系統(tǒng)的采樣時(shí)間 =通道切換時(shí)間 +信號(hào)穩(wěn)定時(shí)間 +轉(zhuǎn)換時(shí)間 +數(shù)據(jù) 傳送時(shí)間。 還要注意，轉(zhuǎn)換時(shí)間不等于采樣時(shí)間。 三、模／數(shù)轉(zhuǎn)換器的性能指標(biāo) ?1．轉(zhuǎn)換時(shí)間 轉(zhuǎn)換時(shí)間是指完成一次完整的 A／ D或 D／ A轉(zhuǎn)換工作所需要 的時(shí)間。所得的二進(jìn)制數(shù)送入鎖存寄存器。 圖 3— 52 逐次逼近式 A／ D轉(zhuǎn)換原理圖 第二個(gè)時(shí)鐘到達(dá)逐次逼近寄存器，使其第二位又置“ 1”，即b6=1，同理，又經(jīng) D／ A轉(zhuǎn)換器、比較器來(lái)決定 b6位是保持“ 1”態(tài)還是變?yōu)椤?0”態(tài)。 如果 e0小于 er那么比較器輸出高電平，使逐次逼近寄存器的最高位 b7保持置 “ 1” 狀態(tài)；如果 e。 ?2．逐次比較逼近式 A／ D轉(zhuǎn)換器 這種 A／ D轉(zhuǎn)換器的工作過(guò)程為：轉(zhuǎn)換開始，第一個(gè)時(shí)鐘脈沖使逐 次逼近寄存器的最高位 b7置 “ 1” ，此狀態(tài)送給 D／ A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成電壓 e。 ?1．雙積分式 A／ D轉(zhuǎn)換 這種轉(zhuǎn)換器利用的是 電壓一時(shí)間轉(zhuǎn)換原理，它 是一種轉(zhuǎn)換精度高，但轉(zhuǎn) 換速度較低的一種 A／ D轉(zhuǎn) 換器。 圖 3—50 梯形電阻網(wǎng)絡(luò) D/A轉(zhuǎn)換器 二、模／數(shù) (A／ D)轉(zhuǎn)換器 A／ D轉(zhuǎn)換器是將時(shí)域內(nèi)連續(xù)變化的模擬量轉(zhuǎn)換成離散的數(shù)字量的 裝置。模擬開關(guān)決定支路中是否有電流通過(guò)：bi=1，有電流流過(guò)該支路；bi=0，無(wú)電流通過(guò)。實(shí)質(zhì)上是一種譯碼電路。 一、數(shù)／模 (D／ A)轉(zhuǎn)換器 D／ A轉(zhuǎn)換器是將離散的數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量的轉(zhuǎn)換器。 3． 8 模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量 為了便于計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，經(jīng)常需要將模 擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；另一方面，為了推動(dòng)執(zhí)行 元件調(diào)整被控對(duì)象，或輸入儀表進(jìn)行模擬顯示和記 錄，往往也需要將數(shù)字處理系統(tǒng)輸出的離散數(shù)字信 號(hào)轉(zhuǎn)換成連續(xù)變化的模擬信號(hào)。通常采用坡莫合金等對(duì)低頻磁通有高磁導(dǎo)率的材料做成磁環(huán)使用。如工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的金屬電纜管、金屬軟管就起了這樣的作用。若將電磁屏蔽層接地，同時(shí)兼有靜電屏蔽的作用。常見(jiàn)于信號(hào)電纜中的銅網(wǎng)屏蔽層。 ? 1．靜電屏蔽 在靜電場(chǎng)作用下，導(dǎo)體內(nèi)部無(wú)電力線，即各點(diǎn)等電位，因此采用導(dǎo)電性能良好的金屬做屏蔽盒，并將它接地，可使其內(nèi)部的電力線不傳，同時(shí)也使外部的電力線不影響其內(nèi)部。 具體在進(jìn)行系統(tǒng)接地設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)注意兩個(gè)基本要求，一是消除各電路電流流經(jīng)一個(gè)公共地線阻抗時(shí)所產(chǎn)生的噪聲電壓，另一是避免形成接地環(huán)路，引起共模干擾。 電路 1 R1 I1 電路 2 R2 I2 電路 3 R3 I3 圖 3—46 多點(diǎn)接地方式 一般的選擇標(biāo)準(zhǔn)是，在信號(hào)頻率低于 lMHz時(shí)，應(yīng)采用單點(diǎn)接地方式，而當(dāng)頻率高于 10MHz時(shí)，選用多點(diǎn)接地系統(tǒng)。 電路 1 R1 I1 電路 2 R2 I2 電路 3 R3 I3 圖 3—45并聯(lián)單點(diǎn)接地方式 多點(diǎn)接地方式 多點(diǎn)接地方式 在高 頻系統(tǒng)中，通常采用多點(diǎn) 接地方式，各個(gè)電路或元 件的地線以最短的距離就 近連到地線匯流排 (Ground Plane通常是金屬底板 )上， 如圖 3—46所示。各電路的對(duì)地電位只與本電路的地電流和地線阻抗有關(guān)，因而沒(méi)有公共阻抗耦合噪聲。 正確地做法是：測(cè)量系統(tǒng)電路（信號(hào)地）距公共地（系統(tǒng)地）最近， 其次是控制系統(tǒng)電路（模擬地、數(shù)字地），然后是負(fù)載電路的地。 串聯(lián)單點(diǎn)接地 在串聯(lián)接地方式中， 任一電路的地電位都受到 別的電路對(duì)地電流變化的 調(diào)制，使電路的輸出信號(hào) 受到干擾，這種干擾是由 地線公共阻抗耦合作用產(chǎn) 生的。 以上 5種類型的地線，其接地方式有兩種：?jiǎn)吸c(diǎn)接地與多點(diǎn)接地。 ? (5)系統(tǒng)地。負(fù)載地是指大功率負(fù)載或感生負(fù)載的地線。數(shù)字地是數(shù)字信號(hào)的參考點(diǎn)，所有組件或電路的數(shù)字地最終都與供給數(shù)字電路電流的直流電源