1设备状态监测与故障诊断技术第一章 概论

新技术专题报告学院：电子与信息工程学院班级：电气11姓名：张健康学号：120113303018设备状态监测与故障诊断技术1 前言设备状态监测与故障诊断技术是一种了解和掌握设备在使用过程中的状态，确定其整体或局部正常或异常，早期发现故障及其原因，并能预报故障发展趋势的技术。

通俗地讲，它是一种给设备“看病”的技术。

本文联系高线厂预精轧机在实际工况条件下的状态监测，以及根据采集到的振动故障信号，对高线厂预精轧机进行故障诊断，并简单介绍一下设备状态监测与故障诊断技术在高速线材轧机上的应用。

2 状态监测表1是预轧机16#锥箱轴承参数。

图2、3是2006年5月30日和6月13日测得的频谱分析图是16＃立式轧机分别在转速为610rpm和666rpm的转速下测得的，两图有明显的差异。

虽然两副频谱中显示的振动幅值都表1 预精轧机16#锥箱轴承参数轴承序号滚动体数Z 节径D（″）滚动体直径d（″）接触角α1 18 6.4961 0.8661 02 20 6.5679 0.8125 293 18 6.4961 0.88238 04 12 3.7402 0.8268 05 11 3.4449 0.8437 406 10 2.2638 0.5 30图1 预精轧立式机架锥箱结构没有进入ISO3495旋转机械的振动烈度标准危险区域，但两次测得的结果一次基波振动副值逐渐增加,且两图中二、三、四、五次谐波都有明显的突起。

证明锥箱内运转情况逐渐劣化，存在设备隐患。

由于传感器安装位置上的差异，机械振动烈度未超出ISO3495标准并不能说明设备是正常的。

因此状态监测需要每天进行记录，并要求将监测到的结果与历史记录比对，从中找出变化趋势，才能判断出真实的设备状态。

0 500 1000 1500 2000 Hz Lin图2 劣化前期频谱分析MagRMSmm/secLin 4321⑥⑤④③②①ⅢⅡⅠ0 500 1000 1500 2000 Hz Lin图3 劣化中频谱分析3 故障诊断高速线材轧机具有运转速度高、载荷变化频繁、所轧制轧件温度低的特点，设备的主要故障是主传动设备的轴承、齿轮失效故障，占了总设备故障时间的50%以上。

设备状态监测与故障诊断复习题（后附答案）第一章绪论一、填空1、设备诊断技术、修复技术和______ 已列为我国设备管理和维修工作的3项基础技术。

2、设备故障诊断是指在设备运行中或在基本____ 的情况下，通过各种手段，掌握设备运行状态，判定 ______________ ,并预测、预报设备未來的状态，从而找出对策的一门技术。

3、设备故障诊断既要保证设备的安全可靠运行，又要获取更大的_____ 和________ 。

4、__________ 的任务是监视设备的状态，判断其是否正常；预测和诊断设备的故障并消除故障；指导设备的管理和维修。

5、设备故障诊断技术的发展历程：感性阶段一量化阶段一诊断阶段（故障诊断技术真正作为一门学科） ______________ （发展方向）。

6、现今设备____________和______ 已列为我国设备管理和维修的3项基础技术。

7、在____ 中或者在基本不拆卸设备的情况下，通过各种手段进行判断故障的位置等的技术叫做设备故障诊断9、现代设备的发展方向主要分为—、连续化、—、自动。

8、设备____ 是防止事故和计划外停机的有效手段。

化等。

10、要求加强设备的安全监测和故障诊断的原因主要是大量生产设备的—O11、状态监测主要釆用_、测量、监测、—和判別等方法。

12、 _________________________ 通常设备的状态可以分为、和3种。

13、设备的整体或局部没有缺陷，或虽有缺陷但其性能仍在允许的限度以内称为设备的—。

14、 _____ _____________________________________ 指缺陷己有一定程度的扩展，使设备发生一定的程度变化，设备性能已经劣化，但仍能 ____的状态。

15、 _______________ 故障状态指已较人下降，不能维持正常工作的状态。

16、 _________________________ 故从其表现障状态上分为、、17、 ______________________________________________________ 设备已有故障萌芽并有进一步发展趋势的状态称为故障的_____________________________ 。

设备状态监测与设备故障诊断技术第一章：绪论第一节：什么是设备诊断技术机械设备状态监测与故障诊断是同一学科的两个不同层次，它们既有联系又有区别，为了方便起见统称为机械设备故障诊断。

机械设备故障诊断是识别机械设备（机器或机组）运行状态的一门综合应用科学和技术，它主要研究机械设备运行状态的变化在诊断信息中的反映。

具体来说，就是通过测取设备运行的状态信号，并结合其历史状况对所测取的信号进行处理、分析、提取特征，从而定量诊断（识别）机械设备及其零部件的运行状态（正常、异常、故障），再进一步预测设备未来的运行状态，最终确定需要采取何种必要的措施来保证机械设备取得最优的运行效果。

主要内容包括对机械设备运行状态的监测、诊断（识别）和预测三个方面。

其中，状态监测也被称为简易诊断，一般是通过测定设备的某些较为单一的特征参数（如：振动、温度、压力等）来检查设备运行状态，再根据特征参数值与门限值之间的关系来确定设备当前是处于正常、异常还是故障状态。

如果对设备进行定期或连续的状态监测，就可以获得设备运行状态变化的趋势和规律，据此就可以预报设备的未来运行发展趋势，也就是人们常说的趋势分析。

诊断（识别）则不仅要掌握设备的运行状态和发展趋势，更重要的是查找产生故障的原因，识别、判断故障的严重程度，为科学检修指明方向，这就是人们常说的精密诊断，设备状态监测与设备故障诊断可以从以下两个方面来理解。

1.设备状态监测以监测设备振动发展趋势为手段的设备运行状态预报技术。

2.设备故障诊断以分析设备振动主要特征为手段的设备运行故障诊断技术。

设备故障诊断技术是以设备为对象，采用多种现代化科学成果而形成的一门综合性学科。

它涉及了传感器技术、信息采集技术、信息处理技术、识别理论、预报决策、计算机诊断技术及有关机械设备的专业技术与理论。

第二节：故障诊断的目的机械设备故障诊断的根本目的就是要保证设备的安全、可靠和高效、经济地运行，具体来说就是：1．及时、正确、有效地对设备的各种异常状态和故障状态作出诊断，预防或消除故障；同时对设备的运行维护进行必要的指导。

设备故障诊断与维修(总7页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除《设备故障诊断与维修》学习提纲第一章绪论掌握设备故障诊断的意义、目的、任务及其发展概况，熟悉设备故障诊断的概念、意义和目的，熟悉状态监测和故障诊断的任务，了解设备故障诊断技术的发展概况。

1、设备诊断技术、修复技术和润滑技术已列为我国设备管理和维修工作的三项基础技术。

2、设备故障诊断是指在设备运行中或在基本不拆卸的情况下，通过各种手段，掌握设备运行状态，判定产生故障的部位和原因，并预测、预报设备未来的状态，从而找出对策的一门技术。

3、设备故障诊断既要保证设备的安全可靠运行，又要获取更大的经济效益和社会效益。

4、设备故障诊断的任务是监视设备的状态，判断其是否正常；预测和诊断设备的故障并消除故障；指导设备的管理和维修。

5、设备故障诊断技术的发展历程：感性阶段→量化阶段→诊断阶段（故障诊断技术真正作为一门学科）→人工智能和网络化阶段（发展方向）。

第二章设备故障诊断的基本概念了解设备故障诊断的一些基本概念和基本方法，明确设备故障诊断的重要目标——状态维修。

要求掌握设备与设备故障的基本概念，全面、深入了解设备故障的概念、原因、机理、类型、模式、特性、分析及管理；了解设备故障诊断的基本方法和分类；熟知设备维修方式的发展与状态维修，认识设备故障诊断技术与状态维修的“因果”关系。

1、从系统论的观点，设备是由有限个“元素”，通过元素之间的“联系”，按照一定的规律聚合而构成的。

2、设备的故障，是指系统的构造处于不正常状态，并可导致设备相应的功能失调，致使设备相应行为（输出）超过允许范围，这种不正常状态称为故障状态。

3、理解故障原因、故障机理、故障模式、故障分析等概念。

设备故障具有层次性、传播性、放射性、相关性、延时性、不确定性等基本特性。

4、对故障进行分类的目的是为了弄清不同的故障性质，从而采取相应的诊断方法5、设备故障诊断的基本方法包括传统的故障诊断方法、故障的智能诊断方法和故障诊断的数学方法。

5 设备状态监测与故障诊断所谓“状态监测与故障诊断”，就是对运行中的设备实施定期或连续监测、有关参数分析、有效地对设备运行状态进行系统自动监测分析或人工分析，读取相应的自诊断状态报告，以便尽早发现潜伏性故障，提出预防性措施，避免发生严重事故，保证设备的安全、稳定和经济运行，并以此指导设备检修。

设备状态监测和故障诊断技术也称为预测维修技术，是新兴的一门包含很多新科技的多学科性综合技术。

简单地说就是通过一些技术手段，对设备的振动、噪声、电流、温度、油质等进行监测和技术分析，掌握设备的运行状态，判断设备未来的发展趋势，诊断故障发生的部位、故障的原因，进而具体指导维修工作。

传统的耳听、手摸等也可以算是其中的一种比较简单的手段。

5.1 设备故障的规律设备故障是一个非常广义的概念。

简单地说，设备故障就是设备系统或其中的元件／部件丧失了规定的功能或精度。

与故障意义相近的还有“失效”的概念，失效通常指的是不可修复的对象；故障指的是可以修复的对象。

早期故障：这种故障的产生可能是设计、加工或材料上的缺陷，在设备投入运行初期暴露出来。

或者是有些零部件如齿轮箱中的齿轮及其他摩擦副需经过一段时期“跑合” , 使工作情况逐渐改善。

这种早期故障经过暴露、处理、完善后，故障率开始下降。

使用期故障：这是产品有效寿命期内发生的故障，这种故障是由于载荷（外因，指运行条件等）和系统特性（内因，指零部件故障、结构损伤等）无法预知的偶然因素引起的。

设备大部分时间处于这种工作状态。

这时的故障率基本上是恒定的。

对这个时期的故障进行监测与诊断具有重要意义。

后期故障（耗散期故障）：它往往发生在设备的后期，由于设备长期使用，甚至超过设备的使用寿命后，设备的零部件由于逐渐磨损、疲劳、老化等原因使系统功能退化，最后可能导致系统发生突发性的、危险性的、全局性的故障。

这期间设备故障率是上升趋势，通过监测、诊断，发现失效零部件应及时更换，以避免发生事故。

设备故障的规律可分为以下六种模式。

1参考答案教材设备故障诊断沈庆根、郑水英化学工业出版社2006.3第1版2010.6.28 于电子科技大学1 第1章概论1.1 机械设备故障诊断包括哪几个方面的内容答机械设备故障诊断所包含的内容可分为三部分。

第一部分是利用各种传感器和监测仪表获取设备运行状态的信息即信号采集。

采集到的信号还需要用信号分析系统加以处理去除无用信息提取能反映设备状态的有用信息称为特征信息从这些信息中发现设备各主要部位和零部件的性能是处于良好状态还是故障状态这部分内容称为状态监测它包含了信号采集和信号处理。

第二部分是如果发现设备工作状态不正常或存在故障则需要对能够反映故障状态的特征参数和信息进行识别利用专家的知识和经验像医生诊断疾病那样诊断出设备存在的故障类型、故障部分、故障程度和产生故障的原因这部分内容称为故障诊断。

第三部分称为诊断决策根据诊断结论采取控制、治理和预防措施。

在故障的预防措施中还包括对设备或关键零部件的可靠性分析和剩余寿命估计。

有些机械设备由于结构复杂影响因素众多或者对故障形成的机理了解不够也有从治理措施的有效性来证明诊断结论是否正确。

由此可见设备诊断技术所包含的内容比较广泛诸如设备状态参数力、位移、振动、噪声、裂纹、磨损、腐蚀、温度、压力和流量等的监测状态特征参数变化的辨识机器发生振动和机械损伤时的原因分析故障的控制与防治机械零部件的可靠性分析和剩余寿命估计等都属于设备故障诊断的范畴。

1.2 请简述开展机械设备故障诊断的意义。

答1、可以带来很大的经济效益。

①采用故障诊断技术可以减少突发事故的发生从而避免突发事故造成的损失带来可观的经济效益。

②采用故障诊断技术可以减少维修费用降低维修成本。

2、研究故障诊断技术可以带动和促进其他相关学科的发展。

故障诊断涉及多方面的科学知识诊断工作的深入开展必将推动其他边缘学科的相互交叉、渗透和发展。

2 第2章故障诊断的信号处理方法2.1 信号特征的时域提取方法包括哪些答信号特征的时域提取方法包括平均值、均方根值、有效值、峰值、峰值指标、脉冲指标、裕度指标、偏度指标或歪度指标、偏斜度指标、峭度指标。

设备状态监测与故障诊断管理规定第一章总则第一条为了规范（以下简称）设备状态监测与故障诊断工作，有效预防和减少设备故障，推动设备预知维修，最大限度地发挥设备效能，降低运行成本，提高设备管理水平，特制定本规定。

第二条设备状态监测与故障诊断指在设备运行中或在不拆卸的情况下，通过各种手段，掌握设备运行状态，判定产生故障的部位和原因，并预测、预报设备未来的状态。

状态监测与故障诊断是诊断技术的两个组成部分，有联系但又不相同。

状态监测主要是对设备的技术状态进行初步识别，故障诊断则是对该状态进一步分析识别和判断，为制定控制措施提供依据。

第三条设备状态监测与故障诊断分简易诊断和精密诊断两个层次。

一、简易诊断。

利用较为简易的测量仪器对设备进行监测、分析，确定机器的工作状态。

简易诊断由维修人员或技术人员实施，能对机械设备的状态迅速有效地做出概括性地评价，它具有下列功能：（一）机械设备的振动状态和趋向控制，异常振动的检测；（二）机械设备的劣化和故障的趋向控制及早期发现；（三）机械设备的监测与保护，及早发现有问题的设备。

二、精密诊断。

利用较完善的仪器或设备（含有较完善的分析、诊断软件和较先进、功能较全的硬件），对机器（或设备）进行状态（尤其是异常状态）分析，确定产生（或潜在）故障的性质、部位、类别、程度和原因等。

精密诊断由专业人员来进行，它具有下列功能：（一）确定故障的类型，了解故障产生的原因；（二）估算故障的危险程度，预测其发展；（三）确定消除故障、恢复和改善机械设备正常状态的方法。

第四条本规定适用于各单位的设备状态监测与故障诊断工作。

第二章管理及职责第五条设备状态监测与故障诊断工作实行二级管理，质量安全环保科设备管理岗负责组织的状态监测与故障诊断工作。

各单位负责管理范围内具体的设备的点检。

第六条质量安全环保科职责1、贯彻落实公司设备状态监测与故障诊断方面的有关规定，积极创造、完善设备监测所需的必要设施和条件。

2、负责协调完成所属设备点检工作的实施。

浅析电气系统设备状态监测与故障诊断技术林仕斌（佛山市凯利德安全技术咨询有限公司，广东佛山528000）摘要：简要阐述了电气系统设备的状态监测与故障诊断技术的概念，从信号采集、数据传输以及机械特性在线监测方面，分析了状态监测的关键技术，从选取故障信号特征量、选择合适的故障诊断方法方面，研究了故障诊断的关键技术。

关键词：电气系统；设备状态监测；故障诊断技术0引言在经济全球化时代下，我国工业得到迅速发展，工业规模不断扩大，企业生产也逐渐实现了自动一体化。

对于供电企业而言，电气设备是电力系统中的重要组成部分，电气设备的运行状态决定了人们的用电质量。

伴随着科技进步，我国电气设备状态监测与故障诊断技术得到进一步优化，为供电企业提供了强有力的技术支持。

然而，电气设备在长期运作下，仍然会存在较多的隐患，受到外界各种因素的影响，设备中的绝缘物质易出现老化、磨损，如果不及时检修，电气设备中各元件会受到损伤，容易出现各种故障，甚至引发更大的安全事故，对工作人员的生命安全造成威胁，还会对供电企业带来巨大的经济损失。

1状态监测和故障诊断概念在电气设备状态监测过程中，技术人员需借助传感器等电气基础设备，利用现代检测技术，对电气设备的运行状态进行实时监控，一旦发现电气设备出现故障，可及时采取相关措施，将隐患扼杀在摇篮中，提高电气系统的运行效率，减少不必要的经济损失。

在电气设备故障诊断过程中，技术人员可通过电气设备状态监测技术，获取设备运行的参数以及其他信息，通过对数据信息进行整理并分析，提取异常数据，利用一定的技术手段对电气设备的运行状态进行调整。

从以上描述中不难看出，电气设备的状态监测与故障诊断两者互相联系，共同作用，保证电气系统运行的安全与稳定。

2状态监测的关键技术2.1信号采集电气设备的状态监测主要包含三方面内容，分别为信号的采集、传输和处理。

首先，在电气设备状态监测前，技术人员需做好一系列准备工作，选取被监测设备，统计设备运行参数、规格、使用说明书等信息，提取设备运行中产生的信号。

电力设备状态监测与故障诊断技术研究第一章介绍随着电力供应的不断增长，电力设备的安全运行和稳定性变得越来越重要。

电力设备状态监测与故障诊断技术是一种通过实时监测和分析电力设备的运行状态，及时诊断设备的故障并采取相应的措施来确保电力系统稳定运行的技术。

本文将深入探讨电力设备状态监测与故障诊断技术的研究。

第二章电力设备状态监测技术电力设备状态监测技术是通过收集和分析电力设备运行状态数据来判断设备的实时状态。

常用的监测技术包括振动监测、温度监测、声音监测和油品监测等。

振动监测通过感应器收集设备的振动信号，并通过信号处理和分析来识别设备的运行状况。

温度监测主要通过感应器来收集设备温度数据并进行分析，以检测设备是否存在过热或温度异常。

声音监测则是通过感应器收集设备的声音信号，并通过声音的特征参数来判断设备的运行状态。

油品监测是检测设备所使用的润滑油或绝缘油的性质和性能，以判断设备的运行情况。

第三章电力设备故障诊断技术电力设备故障诊断技术是通过收集电力设备故障信息并通过分析来判断设备的故障类型和原因。

常用的故障诊断技术包括故障模式识别、故障树分析和模糊综合评判等。

故障模式识别是通过对设备故障数据进行特征提取和模式匹配来识别设备的故障类型。

故障树分析则通过将设备故障划分为不同的事件和条件，并建立故障树模型，通过对故障树的分析来判断设备的故障原因。

模糊综合评判是将设备故障信息进行模糊化处理，并采用模糊数学的方法进行综合评判，以判断设备的故障严重程度和原因。

第四章电力设备状态监测与故障诊断技术的研究现状目前，电力设备状态监测与故障诊断技术已成为电力领域的研究热点。

越来越多的研究机构和企业开始关注这一领域，并提出了各种新的监测与诊断方法。

例如，基于机器学习的状态监测技术可以通过建立机器学习模型来实现电力设备状态的预测和诊断。

而基于物联网的状态监测技术则是通过将设备与互联网连接，实现设备状态信息的远程监测和诊断。

此外，还有一些针对特定类型设备的监测与诊断技术，如变压器、发电机和电缆等。