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1、NI 设备在线状态监测及预测性维护 解决方案NI区域工程师 孙瑜 National Instruments 公司概况销售额： 12.4亿美元（2014年）全球运营： 近7 ,080名员工遍布大约50个 国家广泛的客户基础： 每年为35,000家公司 提供服务行业多样性： 没有一个行业的营业额超 过总营业额的15%文化： 被最佳职场研究所评选为全球25 大最适合工作的跨国公司$0$200$400$600$800$1,000$1,200$1,40085 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03 04050607080910 11 1
2、2 13 National Instruments 中国NI中国分公司上海 北京 广州 青岛 成都 苏州 武汉 深圳业务涵盖销售、市场、售前咨询、技术支持、客户 服务与培训等遍布全国各地的区域工程师网络专业、热情的技术支持团队NI中国研发中心上海NI中国地区系统工程部西安专业的系统联盟商自自定义控制定义控制运运动控制动控制机器机器人设计人设计风电与智能电网控制风电与智能电网控制数数据采据采集集自动化测试系统自动化测试系统射频测射频测量量分布式监分布式监测测机机器视觉检测器视觉检测测控系统测控系统实实时时监测与控制监测与控制硬件在环仿硬件在环仿真真National Instruments的愿景图
3、图形化系统设计形化系统设计测试测量控制借助统一的图形化开发平台实现测试测量与控制应用 每年为超过3500035000家客户公司提供服务与解决方案 用户遍及全球，包括90%90%的财富500强制造型企业 所覆盖的行业中，没有一个行业的销售额超过公司总销售额的15%15%National INI 作为机器状态监测供应商声音与振动分析是NI最主的要业务方向之一16%的销售收入被投入研发针对声音、振动领域推出的专业软硬件产品超过30年的行业经验一流的专家和软件开发人员全球化的技术服务团队Polar PlotTabular ListOrbit PlotWaterfall PlotCascade PNI专
4、注于状态监测应用长达15年成员机构 MFPT PHM Society Vibration Institute TurboMachinery Lab IMS Center Awea NIRE IEEE Reliability员工振动分析师认证eZ-TOMAS/ Iotech DSA包含300多个案例分析2007200620042000阶次分析工具包NI-9234 DSA C系列模块2014NI InsightCM EnterpriseNI-9232 CM C系列 模块2012振动记录仪 参考范例cRIO, NI-9233, 声音和振动 测量套件FAG ProCheck2011声音与振动工具包 用
5、于振动的信号分析传统发电及风 电、核电轨道交通石油与天然气工业机械重型设备NI 模块化、开放式硬件平台广泛用于工业领域基于PC平台设备NI CompactDAQPXI模块化仪器NI CompactRIO设备状态监测的应用领域 市场和设备需要监测和维护的设备：发电机变电站电缆风机核电站变压器 工业燃气轮机 航空燃气轮机 蒸汽轮机 水轮机 风力涡轮机 锅炉 发电机 压缩机 鼓风机/风扇 泵 电动机 往复式压缩机 碎石机/粉碎机 造粒机/挤出机 齿轮 变压器 GIS 电力电缆 高压断路器 容性设备 阀门 管道 仪器 HVAC 匀浆机 回转炉 离心机 冷却塔 涡轮增压器 其他预测性 振动 石油 红外热
6、 电机工程 检验和 评估操作员日志维护PMPlot-010/7/2007 9:17:30.977 AM10/10/2007 9:17:30.977 AM3.00 day s8085909575100108126100125114123101111559001601004007292090在线处理数据工作记录和事件性能测试和 监测需要： 更高的设备信息集成度 和可视化程度。现有设备状态信息通过手动获取传统方法劳动密集且低效减少的劳动力 将工人送到危险的场所传统机械设备诊断的标准方法60,000次巡检/月传统方法劳动密集且低效 减少的劳动力将工人送到危险的场所z智能维护系统维护的演进手动操作独立式
7、系统有限的可视化预先安排的 维护突发性 维护传统故障智能在线连续监测集成式系统先进感应性能降级故障 预防性能 预测智能维护系统NI状态监测解决方案架构NI InsightCM EnterpriseNI状态 监测系统（基于NI CompactRIO）InsightCM数据浏览器远程分析和可视化采集的数据 实时监测 包含标准振动图InsightCM Server数据分析 系统管理 设备和用户身份验证 数据管理企业基础设施数据库历史 记录NI InsightCMEnterprise软件套件采集动态和静态数据分析波形数据可视化原始数据和结果生成和管理报警管理数据配置和监测节点认证用户和设备与IT设施集
8、成具有紧密集成的硬件选件的状态监测部署软件解决方案可帮助公司了解旋转机 械的健康状态，便于操作和维护。NI状态监测解决方案架构NI InsightCM EnterpriseNI状态 监测系统（基于NI CompactRIO）InsightCM数据浏览器远程分析和可视化采集的数据 实时监测 包含标准振动图InsightCM Server数据分析 系统管理 设备和用户身份验证 数据管理企业基础设施数据库历史 记录集成式企业软件 NI InsightCM服务器运行于基于Windows的服务器的企业软件系统管理安全数据分析数据管理CompactRIO系统健康和状态监测系统用于大型系统计数的部署图像管理
9、设备配置安全通信用户和设备身份验证用户档案管理振动数据分析和算法报警集成至第三方记录仪数据老化和存储规则InsightCM服务器软件 数据分析 系统管理 设备和用户身份验证 数据管理InsightCMSystems Manager （基于web的客户端）InsightCMEnterprise Gateway （用于将标签导出到外部软件）系统管理特性基于Web的采集节点配置自动模块检测基于模板的配置基于Web的测试面板，用于 调试支持设备布局定义页面系统管理特性增强功能发布时可远程更新采集系统用于固件版本的配置管理IT系统控制台错误、消息、追踪点记录系统配置历史记录管理数据管理和分析特性报警控制
10、面板数据历史记录集成数据老化，以自动压缩数据用户安全和身份验证使用现有企业LDAP/活动目录，以实现身份验证和集中的 角色管理为授权的用户定义的内置角色所有人技术员VibAnalystVibExpertcRIO安全远程密码(SRP)和权限认定，以实现安全的设备 连接浏览器和服务器之间的SSL加密监测系统功能周期和事件记录通过智能监测实现连续监测多种触发模式： 用户发起、时 间和运行条件门控采集可确保仅在机器处于已 知状态时采集数据板载缓冲可捕获某个事件之前发 生的事件瞬态、周期和事件记录周期和事件记录功能+自动数据 流盘分钟稳态3600 RPM （周期）上限3450下限750 RPM（周期）数
11、据流NI状态监测解决方案架构NI InsightCM EnterpriseNI状态 监测系统（基于NI CompactRIO）InsightCM数据浏览器远程分析和可视化采集的数据 实时监测 包含标准振动图InsightCM Server数据分析 系统管理 设备和用户身份验证 数据管理企业基础设施数据库历史 记录根据数据得出结论 NI InsightCM数据浏览器周期数据 模式站点层次结构特征值趋势查看器数据注释频谱图 包含瀑布图、轨道图和 完整频谱图 谐波/旁瓣游标时间波形查看器详细数据描述播放数据最大化当前视图根据数据得出结论 NI InsightCM数据浏览器速度趋势波特图轨道图 显示多
12、个平面的多个轨道轴中心线根据数据得出结论： NI InsightCM数据浏览器数据流模式根据数据得出结论 NI InsightCM数据浏览器数据流模式分析功能均方根、峰峰值、真峰值、绝 对峰值直流差、波峰因数频段1x Mag/Phase2x Mag/Phase高频（1kHzFmax）次同步（.2.8阶）自定义： 适用于定义轴承故障 频率 （BPFO、BPFI等）积分/微分英制单位与公制单位支持真峰值 峰峰值绝对峰值均方根Watchdog Agent预测工具包用于状态监测的专业软件机器学习算法和测试工具基于实际信号的系统建模NI声音和振动测量套件智能维护系统由李杰教授首先提出，是旨在保证设备系统
13、“近零故障”(Near- Zero Breakdown)的理念，推动预测性诊断维护及健康管理技术应用于工业生 产中。2001 年美国威斯康星大学和密歇根大学在美国国家自然科学基金资助下，联 合工业界成立了“智能维护系统（ Intelligent Maintenance Systems IMS）中 心。2011 年，通过美国国家仪器向全球发布了其 Watchdog Agent工具包软件产 品，已取得多项重要发明专利，涉及机械设备系统、风力发电、工业制造、电 动汽车电池等应用领域。与美国智能维护系统中心 (IMS)合作预诊断置信度置信度 用于性能用于性能 退化退化评估估 (CV 0(CV 0- -
14、1)1)健康健康图 用于潜在用于潜在问题和和 模式模式识别健康雷达健康雷达图 用于多个用于多个组件的退化件的退化监测风险雷达雷达图 用于用于优化化维护决策决策NI LabVIEW Watchdog Agent TNI状态监测解决方案架构NI InsightCM EnterpriseNI状态 监测系统（基于NI CompactRIO）InsightCM数据浏览器远程分析和可视化采集的数据 实时监测 包含标准振动图InsightCM Server数据分析 系统管理 设备和用户身份验证 数据管理企业基础设施数据库历史 记录周期和事件记录CompactRIO系统多个配置选项各种传感器类型 基于NI cRIO-9068 可支持75-80%的设备类型 高性价比的企业部署动态模块静态模块高达8个（24个通道）-高达6个（18个通道）1个或2个高达2个（6个通道）多达6个-高达8个动态加速度、速度、 位移和电压波形模块923292323通道DSA +/-30V 静态电压 9205920516通道差分输入 920792078V / 8路电路通道 922992294通道模拟输入+/- 60
