Меню

Датчик вибрации для диагностики состояния оборудования

Датчик вибрации для диагностики состояния оборудования

ADcmXL1021-1 от Analog Devices — это датчик, предназначенный для работы в качестве одноосевой системы мониторинга вибрации.

Он сочетает в себе высокоточный MEMS-акселерометр и возможности обработки сигналов (рис. 1) для упрощения разработки интеллектуальных сенсорных узлов в системах мониторинга состояния оборудования (CBM).

Обработка сигнала включает в себя высокоскоростную выборку данных (220 квыборок/сек), память данных 4096 бит, фильтрацию, оконное сглаживание, быстрое преобразование Фурье, настраиваемые сигналы тревоги по спектральным или временным статистическим данным и флаги ошибок.

ADcmXL1021-1 производятся в алюминиевом корпусе размерами 23.7х27х12.4 мм с четырьмя отверстиями для крепления на тестируемое оборудование. Этот облегченный корпус весом 13 г обеспечивает надежное механическое соединение и измерение вибраций от контролируемого объекта в диапазоне от постоянного тока до 10 кГц.

Передача информации осуществляется с помощью кабеля длиной 36 мм с 14-контактным разъемом (рис. 2). SPI-интерфейс обеспечивает доступ к широкому спектру настраиваемых функций и регистру, содержащему данные измерения вибрации.

Типичные приложения включают анализ вибраций, мониторинг и диагностику состояния оборудования, датчики аварийного отключения.

  • Сверхнизкая плотность шума выходного сигнала: 26 μg/√Hz;
  • Диапазон измерений: ±50g;
  • Быстрое преобразование данных: 220 квыборок/сек;
  • Широкая полоса пропускания: DC…10 кГц (3 дБ, режим RTS);
  • Передача потоковых данных в реальном времени;
  • Емкость хранения записей данных FFT: 10;
  • Последовательный интерфейс, совместимый с SPI;
  • Напряжение питания: 3…3.6 В;
  • Потребляемый ток: 23.2 мА;
  • Самотестирование по запросу с флагами статуса;
  • Режим сна с пробуждением по таймеру и внешним сигналом;
  • Запуск вручную или по таймеру;
  • Измерения внутренней температуры и напряжения питания;
  • Диапазон рабочей температуры: -40…+105 °С;
  • Алюминиевый корпус: 23.7х27х12.4 мм

Источник



Мониторинг состояния сервера в системах видеонаблюдения

«Ты никогда не будешь знать достаточно, если не будешь знать больше, чем достаточно».

Уильям Блейк

Давайте зададимся каверзным вопросом: насколько для дорогой, надёжной серверной платформы необходим комплексный программно-аппаратный мониторинг? Ведь современные серверы собираются из очень качественных компонентов с повышенной наработкой на отказ, и каждая комплектующая, от чипа на материнской плате до подшипника корпусного вентилятора, рассчитана на многолетний срок службы. Для чего нужен мониторинг, если всё работает как надо и от вашего вмешательства ничего не изменится?

Мониторинг состояния сервера в системах видеонаблюдения

Нужен ли мониторинг сервера и для чего?

Вспомните свой первый домашний компьютер. Помните, как поначалу устанавливали утилиты, которые показывали температуру процессора, скорость вращения вентиляторов, состояния жёстких дисков? А через неделю, наигравшись информацией, выдающей абсолютную норму работы системы, сносили «бесполезный» софт. Чтобы вернуться к нему тогда, когда проблему с «железом» или операционной системой могло решить только срочное оперативное вмешательство и временны́е и финансовые потери становились суровой реальностью.

К большому сожалению, такая ситуация часто создаёт негативный паттерн отношения к данному вопросу. Как сказал в своё время попечитель богоугодных заведений Земляника из «Ревизора»:

“Человек простой: если умрёт, то он и так умрёт, если выздоровеет, то он и так выздоровеет”.

И с сервером, вроде бы, получается похожая ситуация… Если срок службы компонента выработан, и он готов выйти из строя, то, как может остановить этот процесс мониторинг?

Данный подход в корне неверен: пренебрежение информацией и оперативным реагированием на неё может дорого обойтись нерадивому пользователю.

В этой связи вспоминается поучительный случай из нашей практики. Как-то, при плановой проверке вроде бы абсолютно «здорового» жёсткого диска по атрибутам SMART, обнаружилось тревожное состояние двух показателей, отвечающих за скоротечный прогноз по нестабильным секторам (кому интересно, один из них – атрибут 197, он же С5, в разном представлении утилит мониторинга). После некоторых манипуляций с дополнительными проверками данные с диска были скопированы на новый носитель, а сам диск отправлен на «пенсию» для записи всяческого инфомусора, который не жалко потерять.

Спустя полтора месяца работы в таком режиме в какой-то момент логический раздел HDD перестал определяться системой. SMART показал около 2000 перемещённых секторов — диск, что называется, «посыпался», данные с него извлечь не удалось. Если бы он не был вовремя протестирован утилитой мониторинга и заменён на новый, рабочая информация была бы утеряна безвозвратно, либо восстановление обошлось бы слишком дорого.

Другой похожий пример – выход из строя диска в составе RAID. При вовремя обнаруженном отказе 1-2 носителей в составе массива замена на новый пройдёт для системы практически незаметно. В отсутствии регулярных проверок из RAID может выпасть больше дисков, чем предусматривает предел надёжности массива и тогда не миновать потери данных, часто за большой период времени. Таким образом, плановая проверка нужна даже для отказоустойчивых систем и технологий.

Технический мониторинг нужен для того, чтобы решить задачу выявления потенциальных проблем с некоторым упреждением, не допустив аппаратного сбоя, остановки работы системы и потери данных на том этапе, когда устранение всего этого станет материально затратным и трудоёмким. Даже если мы понимаем, что вероятность наступления проблемы не равна ста процентам, то риск иногда обходится слишком дорого.

Читайте также:  Как открыть собственный мини завод по производству цемента

Если отслеживать состояние компонентов системы необходимо, то с помощью каких средств это лучше делать и есть ли своя специфика применительно к серверам и рабочим станциям для видеонаблюдения? Существует множество различных решений, специальных приложений и даже технологий, которые обеспечивают этот процесс.

Для чего нужен мониторинг серверного оборудования в системах видеонаблюдения и какие инструменты мониторинга доступны подробно разбирается в докладе Александра Юнисова — руководителя компании Видеомакс на конференции для проектировщиков IP-видеонаблюдения PROIPvideo2018:

Бесплатные утилиты контроля серверов

Существует множество бесплатных утилит, которые призваны выводить данные о состоянии аппаратных ресурсов. Помимо отсутствия платы за лицензию, преимуществом этих решений является простота использования. Часто эти приложения даже не нужно устанавливать в систему, они могут быть запущены с обычной флешки. Казалось бы, что ещё нужно? Скачал такую утилиту, запустил exe-файл и «мониторь» в своё удовольствие! Однако, здесь пользователя может подстерегать несколько подводных камней, а то и целый «риф».

Прежде всего, нередко такие решения ограничены по своему функционалу, отслеживают не все параметры системы или не вполне точно дают значения этих параметров. Происходит это в силу того, что такой софт не всегда корректно работает с драйверами и датчиками конкретной материнской платы и других устройств.

Другое неудобство следует из сказанного выше: в случае, когда утилита предоставляет не все данные о системе, либо эти данные по каким-то причинам некорректны, приходится использовать два, а то и три разных приложения для покрытия всех аппаратных сегментов системы. Например, многие утилиты, предоставляющие информацию по параметрам SMART, «не видят» дисковых массивов и состояния отдельного диска в них. Даже если такие утилиты и качественны сами по себе как продукт, они являются недостаточным решением в рамках комплексного мониторинга аппаратных ресурсов, а ведь именно комплексный мониторинг – залог здоровья и надёжной работы сервера или рабочей станции.

Пример бесплатной утилиты мониторинга состояния сервера

«Бесплатный» статус подразумевает то, что программа поставляется в классическом варианте «как есть», и предъявлять претензии к качеству его работы бессмысленно.

Диагностические комплексы

О’кей, но ведь существуют ещё специализированные платные (иногда дорогостоящие!) программные комплексы для мониторинга аппаратной части, предусматривающие практически все необходимые и возможные аспекты контроля состояния системы. Уж они-то наверняка смогут решить запросы самых капризных пользователей! Давайте не будем спешить с выводами и рассмотрим этот вопрос чуть подробнее.

Бесспорно, комплексное решение, позволяющее представить все параметры в едином интерфейсе – вещь замечательная. Но её достоинства оборачиваются сложностями относительно применения именно в системах видеонаблюдения. И высокая стоимость лицензии за такой софт является далеко не самым большим его недостатком.

Утилита комплексной диагностики и мониторинга состояния сервера

Представление информации в мощных комплексах мониторинга рассчитано на квалифицированного, продвинутого пользователя, а то и системного администратора. Может и хорошо, когда «сисадмин» денно и нощно находится на объекте, но на практике большую часть времени в системе видеонаблюдения проводит именно оператор на посту охраны и, скорее всего, ему первому придётся столкнуться с нештатной ситуацией в плане отказа техники. Следовательно, именно ему должна быть предназначена информация, выдаваемая любым софтом для мониторинга. Но чаще всего как раз оператор в меньшей степени является специалистом в области работы железа и операционной системы. Это, на наш взгляд, один из ключевых моментов, отличающих мониторинг аппаратной части в системах видеонаблюдения от классических решений для IT-инфраструктуры.

Обратить внимание

Кроме сказанного выше, необходимо учитывать, что сервер для видеонаблюдения – интегральное решение, включающее программное обеспечение, и регулярный мониторинг состояния системы, необходимый для долгого её функционирования, должен состоять не только в наблюдении за аппаратными ресурсами, но и в контроле работы приложений, операционной системы, самого ПО для видеонаблюдения.

В этой связи не стоит забывать, что ПО для видеонаблюдения часто само по себе предоставляет средства мониторинга системы и самодиагностики, включённые в его функционал. Может, это выход?

Мониторинг сервера средствами ПО для видеонаблюдения

Что могут предложить нам производители программного обеспечения для того, чтобы мы могли отслеживать состояние работы системы средствами ПО?

Большинство приложений для видеонаблюдения имеют в своём составе те или иные способы мониторинга системы. Другое дело, какие именно это средства и что они позволяют отслеживать.

Чаще всего это инструменты программной самодиагностики, проверки корректности работы элементов самого приложения, что, конечно тоже очень важно, но недостаточно для полной картины.

Данные о техническом состоянии сервера в ПО видеонаблюдения

Для краткости мы собрали информацию воедино. Ниже приведена таблица, показывающая возможности мониторинга основных состояний системы, которые имеют некоторые из представленных на нашем рынке приложений для видеонаблюдения.

Источник

Инструменты для мониторинга состояния оборудования

А.Н. Мисейко, Д.А. Каковкин,

Читайте также:  Квантовые компьютеры — для чайников

В настоящее время для многих отраслей промышленности актуальной является проблема оптимизации эксплуатации основных фондов производственных предприятий за счет снижения производственных затрат на техническое обслуживание и ремонты (ТОиР), сокращения потерь от аварий и простоев, реализации других методов повышения фондоотдачи. На многих предприятиях осуществляются мероприятия по совершенствованию ТОиР и увеличению межремонтных пробегов оборудования.

Во всех случаях в качестве определяющего условия для достижения положительного эффекта от реализуемых мероприятий выступает освоение методов эффективного управления надежностью технологического оборудования. Особое внимание при этом уделяется совершенствованию процедур контроля технического состояния оборудования и, в частности, применению эксплуатационного мониторинга. Оперативность получения информации о техническом состоянии объектов контроля, ее полнота и достоверность, безусловно, определяют своевременность и качество управленческих решений по обеспечению надежности оборудования и процесса управления в целом. Вместе с тем, нерациональное применение и избыточность контрольных процедур могут привести к повышению затрат на эксплуатацию оборудования и снижению показателей фондоотдачи.

Эксплуатационный мониторинг отличается от традиционных методов контроля состояния и режимов работы оборудования, предусмотренных проектом и регламентированных в технологических инструкциях. Функция эксплуатационного мониторинга как метода контроля состоит в дополнении:

  • действующих стационарных систем контроля, предусмотренных проектом и реализованных при монтаже оборудования (проектные АСУ ТП, КИПиА, ПАЗ и пр.);
  • типовых процедур периодического контроля технического состояния и условий работы оборудования, предписанных регламентной и нормативно-технической документацией и реализуемых на практике.

Эксплуатационный мониторинг технологического оборудования по назначению и целям может быть классифицирован следующим образом:

  • мониторинг технического состояния, осуществляемый с целью предотвращения отказов, инцидентов, аварий за счет раннего выявления отклонений и дефектов, снижающих работоспособность, остаточный ресурс, надежность оборудования;
  • мониторинг функционального состояния с целью обеспечения эффективности работы оборудования за счет раннего выявления отклонений от норм функционирования (контроль параметров функционирования, выхода годного, потерь энергоресурсов и пр.);
  • мониторинг факторов и условий эксплуатации, изменение которых может неблагоприятно отразиться на техническом или функциональном состоянии оборудования (например, коррозионный мониторинг);
  • мониторинг опасных производственных факторов и последствий с отслеживанием негативного воздействия эксплуатации оборудования на человека и окружающую среду (в настоящей статье не рассматривается);
  • комплексный мониторинг – сочетание нескольких указанных классов мониторинга в одной системе (программе) контроля.

В основе любой системы или программы эксплуатационного мониторинга лежит модель деградации контролируемого объекта, которая на качественном и количественном уровнях должна полно и достоверно отображать неблагоприятные процессы, происходящие или возможные при его эксплуатации. На основе модели деградации для целей мониторинга определяются:

  • параметры контроля (измерения), расчетно-аналитические процедуры и критерии оценки результатов измерений;
  • места локализации неблагоприятных процессов и расположение точек контроля;
  • необходимая (достаточная) периодичность контрольных процедур (замеров) при мониторинге;
  • меры и сроки оперативного реагирования на все виды критических отклонений параметров контроля, выявляемых системой мониторинга;
  • методологические, метрологические и системные требования к мониторингу, требования по выбору датчиков, приборов и оборудования, программного обеспечения и пр.

Неполнота и (или) недостоверность модели деградации приводят к ошибкам в управлении оборудованием и снижают эффект от выполнения мониторинга.

Как метод дополнительного контроля эксплуатационный мониторинг не должен быть избыточным и приводить к излишним затратам. В этой связи область применения эксплуатационного мониторинга оборудования ограничивается совокупностью случаев (ситуаций), когда такой вид дополнительного контроля является:

  • необходимым, предотвращает значительные убытки и ущербы;
  • целесообразным, приносит положительный экономический эффект.

Необходимым эксплуатационный мониторинг является для объектов (позиций оборудования):

  • особо опасных, для которых слишком велик риск отказов и аварий при традиционном контроле; любые дополнительные меры контроля, в том числе, новые, появляющиеся в связи с развитием науки и техники, являются оправданными;
  • подверженных непрогнозируемой деградации, способной начинаться на любом этапе эксплуатации и протекать скрытым образом с высокой скоростью (например, для динамического, насосно-компрессорного оборудования);
  • имеющих неблагоприятную статистику отказов, инцидентов, аварий из-за недостаточной информативности традиционных методов контроля или неточности применяемых для прогнозирования моделей деградации (например, временный мониторинг для уточнения и корректировки расчетных моделей деградации);
  • содержащих дефекты или отклонения, оперативное устранение которых является невозможным или нецелесообразным, в связи с чем при дальнейшей эксплуатации объекта развитие дефектов подлежит контролю для уточнения скорости деградации и обоснованного назначения срока вывода объекта из эксплуатации и последующего ремонта.

Целесообразным мониторинг может быть в случаях:

  • когда его применение позволяет существенно сократить объемы и стоимость традиционных методов периодического контроля оборудования и (или) достигнуть общего снижения эксплуатационных затрат, в том числе, за счет увеличения межремонтного пробега оборудования;
  • когда из-за изменения сырья, технологических режимов и по другим причинам могут измениться вид или кинетика прогнозируемой деградации в технологическом оборудовании (временный мониторинг для корректировки принятых моделей деградации);
  • использования активной защиты оборудования от деградации для оценки эффективности и управления режимами защиты (например, коррозионный мониторинг при ингибиторной защите от коррозии).
Читайте также:  Оборудование для погрузчиков вилочные погрузчики

Эксплуатационный мониторинг неприменим:

  • если оборудование не является контролепригодным (например, недоступно в необходимых контрольных точках, отсутствует необходимое методическое и приборное обеспечение и пр.);
  • если отсутствует полная и достоверная модель деградации объекта;
  • если отсутствуют (невозможны) меры оперативного реагирования на результаты мониторинга.

Учитывая изложенное, при выборе объектов для внедрения систем эксплуатационного мониторинга следует придерживаться ряда правил:

  • Необходимо учитывать категорийность оборудования по показателю риска его эксплуатации (опасности). Мониторинг эффективен для объектов, в которых могут реализовываться сценарии аварий с масштабными последствиями и крупными ущербами. Для объектов низкого уровня риска, например, малоответственных или резервированных позиций оборудования может оказаться дешевле осуществлять минимальный контроль или обслуживать их по отказам.
  • Необходимо учитывать возможности действующих штатных и традиционных систем контроля. Мониторинг эффективен там, где возможности штатных систем АСУ ТП, КИПиА и традиционных методов периодического контроля технического состояния оборудования являются недостаточными.
  • Необходимо учитывать возможности оперативного реагирования на результаты мониторинга.

Мониторинг имеет смысл, если на его результаты можно реагировать так же быстро, как получается информация. Если нет потребности или возможности ответного оперативного вмешательства в ход событий, а также методов такого вмешательства (приходится ждать очередного планового останова технологического процесса), эффект от внедрения мониторинга снижается.

В настоящее время для осуществления эксплуатационного мониторинга технического состояния оборудования распространены методологии акустико-эмиссионного и коррозионного контроля.

Акустико-эмиссионный мониторинг – контроль с целью раннего выявления трещин — эффективен для объектов, где:

  • на любой стадии эксплуатации имеется вероятность появления трещин, не поддающаяся прогнозированию;
  • скорость распространения трещин достаточно высока, не позволяет их выявить на ранней стадии при традиционном периодическом контроле;
  • при сквозном прорастании трещины возможно появление разрыва с выбросом большого количества опасного вещества или, при малых протечках, — скрытое накопление опасного вещества;
  • имеют место значительные потери от внеплановых простоев.

Виды коррозионного мониторинга:

  • мониторинг коррозионной ситуации – контроль коррозионной агрессивности рабочей среды (коррозиметры, коррозионные зонды, образцы-свидетели и др.);
  • мониторинг коррозионного состояния объекта – контроль изменения толщины стенки в репрезентативных точках.

Коррозионный мониторинг наиболее эффективен для объектов, где осуществляется активная защита от коррозии (ингибирование, нейтрализация), но является целесообразным и в других случаях, когда коррозионный процесс может начинаться на любой стадии эксплуатации и осуществляться с высокой скоростью, но при этом не поддается надежному прогнозированию.

Таким образом, эксплуатационный мониторинг как инструмент совершенствования управления надежностью технологического оборудования может быть эффективно использован во многих случаях при рациональном выборе объектов контроля, наличия условий для осуществления контроля и оперативного реагирования на его результаты.

Источник

Мониторинг состояния инструмента и процесса обработки

В МС предусматривается система предотвращения столкновений узлов. Столкновения из-за ошибок в УП или из-за неправильного ввода коррекции на инструмент можно предупредить или отследить с помощью математического обеспечения при подготовке и проверке УП, что дорого. Свести ущерб от столкновений к минимуму позволяют устройства контроля. Такие устройства могут быть механическими: в конструкцию узлов станка включаются предохранительные элементы, рассчитанные на определенную разрушающую нагрузку. При столкновении нагрузка превышает заданный уровень, что приводит к деформации или разрушению этих устройств. Однако, механические предохранительные устройства, как правило, не предотвращают повреждения режущего инструмента.

Для предотвращения столкновений предназначены специализированные электронные устройства: на МС устанавливают один или несколько датчиков, которые постоянно отслеживают параметры обработки и передают сигналы на устройство мониторинга, которое сравнивает получаемые параметры с заданными. В случае превышения предельных значений электронный блок мгновенно (не более 5 мс) выдает сигнал на остановку станка. Устройства для контроля столкновений выпускаются в различных исполнениях: интегрированные в систему управления станком; отдельно стоящие блоки; встраиваемые платы, которые устанавливаются на персональные компьютеры, и т.д. Номенклатура датчиков также весьма широка. Применяют датчики наличия установленного инструмента и контроля силы резания, мощности, вибраций, крутящего момента, скорости вращения.

Рассмотрим применение простейшей системы мониторинга на токарном МС (рис. 10.13). Шпиндель 1 с закрепленной в патроне 2 заготовкой 3 получает главное вращательное движение, бесступенчатое регулирование которого осуществляется системой ЧПУ. Датчик 6 силы резания устанавливается на револьверную головку 5, закрепленную на суппорте 9. Снимаемый с датчика сигнал передается через усилитель 7 на устройство 8 системы мониторинга процесса, которое сравнивает сигнал с заданным значением. При изменении сигнала больше чем на допустимую величину устройство анализирует возможную причину (например, резкий скачок нагрузки с последующим провалом может означать поломку инструмента 4) и выдает сигнал в систему ЧПУ об остановке шпинделя 1 станка. При этом программы и в УЧПУ 11, и в устройстве сравнения системы мониторинга отрабатываются параллельно (поскольку на разных инструментах или даже на разных этапах работы одного и того же инструмента силы резания могут сильно отличаться). В УЧПУ предусмотрен пульт 10 для ручного управления.

Источник