机械故障诊断 需要进一步确定故障的性质，程度，类别，部位，原因，发展趋势等，为预报，控制，调整，维护提供依据。主要包括信号检测，特征提取，状态识别，诊断决策。诊断技术发展几十年来，产生了巨大的经济效益，成为各国研究的热点。从诊断技术的各分支技术来看，美国占有领先地位。美国的一些公司，如Bently，HP等，他们的监测产品基本上代表了当今诊断技术的最高水平，不仅具有完善的监测功能，而且具有较强的诊断功能，在宇宙、军事、化工等方面具有广泛的应用。美国西屋公司的三套人工智能诊断软件（汽轮机TurbinAID，发电机GenAID，水化学ChemAID）对其所产机组的安全运行发挥了巨大的作用。还有美国通用电器公司研究的用于内燃电力机车故障排除的专家系统DELTA；美国NASA研制的用于动力系统诊断的专家系统；Delio Products公司研制的用于汽车发动机冷却系统噪声原因诊断的专家系统ENGING COOLING ADCISOR等。近年来，由于微机特别是便携机的迅速发展，基于便携机的在线、离线监测与诊断系统日益普及，如美国生产的M6000系列产品，得到了广泛的应用。英国于70年代初成立了机器保健与状态监测协会，到了80年代初在发展和推广设备诊断技术方面作了大量的工作，起到了积极的促进作用。英国曼彻斯特大学创立的沃森工业维修公司和斯旺西大学的摩擦磨损研究中心在诊断技术研究方面都有很高的声誉。英国原子能研究机构在核发电方面，利用噪声分析对炉体进行监测，以及对锅炉、压力容器、管道得无损检测等，起到了英国故障数据中心的作用。目前英国在摩擦磨损、汽车、飞机发动机监测和诊断方面仍具有领先的地位。欧洲一些国家的诊断技术发展各具特色。如瑞典SPM公司的轴承监测技术，AGEMA公司的红外热像技术；挪威的船舶诊断技术；丹麦的B&K公司的振动、噪声监测技术等都是各有千秋。日本在钢铁、化工等民用工业中诊断技术占有优势。东京大学、东京工业大学、京都大学、早稻田大学等高等学校着重基础性理论研究；而机械技术研究所、船舶技术研究所等国立研究机构重点研究机械基础件的诊断研究；三菱重工等民办企业在旋转机械故障诊断方面开展了系统的工作，所研制的“机械保健系统”在汽轮发电机组故障监测和诊断方面已经起到了有效的作用。我国诊断技术的发展始于70年代末，而真正的起步应该从1983年南京首届设备诊断技术专题座谈会开始。虽起步较晚，但经过近几年的努力，加上政府有关部门多次组织外国诊断技术专家来华讲学，已基本跟上了国外在此方面的步伐，在某些理论研究方面已和国外不相上下。目前我国在一些特定设备的诊断研究方面很有特色，形成了一批自己的监测诊断产品。全国各行业都很重视在关键设备上装备故障诊断系统，特别是智能化的故障诊断专家系统，在电力系统、石化系统、冶金系统、以及高科技产业中的核动力电站、航空部门和载人航天工程等。工作比较集中的是大型旋转机械故障诊断系统，已经开发了20种以上的机组故障诊断系统和十余种可用来做现场故障诊断的便携式现场数据采集器。透平发电机、压缩机的诊断技术已列入国家重点攻关项目并受到高度重视；而西安交通大学的“大型选转机械计算机状态监测与故障诊断系统”，哈尔滨工业大学的“机组振动微机监测和故障诊断系统”。东北大学设备诊断工程中心经过多年研究，研制成功了“轧钢机状态监测诊断系统”，“风机工作状态监测诊断系统”，均取得了可喜的成果。可用于机械状态监测与故障诊断的信号有振动诊断、油样分析、温度监测和无损检测探伤为主，其他技术或方法为辅的局面。这其中又以振动诊断涉及的领域最广、理论基础最为雄厚、研究得最为充分。目前，在振动信号的分析处理方面，除了经典的统计分析、时频域分析、时序模型分析、参数辨识外，近来又发展了频率细化技术、倒频谱分析、共振解调分析、三维全息谱分析、轴心轨迹分析以及基于非平稳信号假设的短时傅里叶变换、Winger分布和小波变换等。而当代人工智能的研究成果为机械故障诊断注入了新的活力，故障诊断的专家系统不仅在理论上得到了相当的发展，且己有成功的应用实例，作为人工智能的一个重要分支，人工神经网络的研究己成为机械故障诊断领域的一个最新研究热点。随着计算机技术、嵌入式技术以及新兴的虚拟仪器技术的发展，故障诊断装置和仪器己经由最初的模拟式监测仪表发展到现在的基于计算机的实时在线监测一与故障诊断系统和基于微机的便携式监测分析系统。这类系统一般具有强大的信号分析与数据管理功能，能全面记录反映机器运行状态变化的各种信息，实现故障的精确诊断。随着网络技术的发展，远程分布式监测诊断系统成为目前的一个研究开发热点。
PLC全部灯都不亮，CPU的灯也都不亮是什原因
计算机网络的拓扑结构主要有：总线型拓扑、星型拓扑、环型拓扑、树型拓扑和混合型拓扑。
1、网状拓扑结构
优点：任意两个设备间有自己专用的通信通道，不会产生网络冲突，当某个设备发生故障时，不会影响网络中其他设备的通信。
缺点：硬件实现比较困难，需要的电缆多，n个结点的网络至少需要n（n-1）/2条连接电缆，安装成本高，向网络中添加或删除结点都非常困难。
2、星形拓扑结构
优点：硬件安装比较简单成本，向网络中添加或删除结点简便。
缺点：如果中心结点发生故障，整个网络通信将完全瘫痪；另外，由于网络各设备间不能直接通信，需要通过中心结点转发，因此通信时会带来一定的时间延迟。
3、总线型拓扑结构
优点：安装简单，所需要电缆数比星型网络少，可以较方便地在网络中添加或删除结点。
缺点：如果主干电缆发生故障，那么整个网络将瘫痪，并且很难确定出现故障的位置。
4、环形拓扑结构
优点是：环状网络的硬件安装相对简单，发生故障时比较容易确定故障位置。
缺点是：环中任意一个节点发生故障都会导致整个网络瘫痪；虽然比较容易实现在网络添加和删除结点，但添加或删除结点时整个网络不能工作。
5、蜂窝拓扑结构
蜂窝拓扑结构是无线局域网中常用的结构它以无线传输介质（微波、卫星、红外等）点到点和多点传输为特征,是一种无线网,适用于城市网、校园网、企业网。
参考资料：
电力系统中的故障录波功能的作用？
故障现象：一台PLC的CPU的运行指示灯不亮了，CPU的SF亮红灯，同时CP343的RUN也不亮，CP343的其他指示灯也不亮。用网线连接PLC的CP343也连不上，无法在软件里进行故障诊断（只有一个机架，CP343连接TP170）。
故障分析与处理：若CPU的SF亮红灯，RUN灯是不会亮的，若STOP亮，机架上的CP343指示灯一个都不亮，说明该模块可能是硬件损坏或电源接口有问题，问题就在CP343模块。针对故障现象首先检查背板总线是否正常；检查模块安装是否牢固，现场是否有振动；模块是否损坏。若正常，按以下步骤检测：用通信电缆连接S7 - 300CPU，使用SIMATICManager管理器打开项目文件，与CPU“在线(Online)”后，打开“Modulelnforma-tion”窗口，查看“diagnosticBuffer”（即CPU的诊断缓冲区）标签内的历史记录；再仔细分析错误原因，可初步判断是硬件故障还是软件故障，重新下载一次硬件组态和程序，排除硬件组态和软件程序问题。
从软件编程角度来判断故障的方法有：下载错误处理组织块：OB81（电源故障），OB82（诊断中断）、OB83（插入/取出模块中断）、OB86（机架故障或分布式I/O的站故障）、OB87（通信错误）、OB121（编程错误）、OB122（I/O访问错误），将这些组织块依次下载到CPU中使之出现错误时不进入STOP状态。
从硬件安装连接来判断故障的方法有：检查供电源是否正常；检查背板总线连接是否正常；检查各模块外部连接是否有异常；检查各模块安装是否有松动，周围是否有振动，机架上是否有模块已经损坏等。
数据域测试中固定型故障的定义和分类
故障录波是一种基于故障录波信息的调度端电网故障诊断系统。
故障录波功能的作用
1 电网故障诊断系统各模块及实现功能
基于调度端的电网故障诊断及信息分析系统分为几个功能模块：数据库模块、系统管理模块、故障诊断模块、故障信息分析模块、保护和开关动作行为评价模块等。
（1） 数据库模块：
本文利用SQL Sever技术建立了各种信息的数据库，并通过Visual C++提供的MFC ODBC数据库类来实现对数据库的访问。这些数据表包括：
1、系统参数类：线路参数表、变压器参数表、发电机参数表等；
2、故障录波类：故障录波数据文件表、故障录波组态文件表、录波器配置表、录波文件记录表、硬件保护动作表等；
3、关系对应类：元件与软保护对应表、元件与故障录波数据接口对应表等；
4、保护配置类：软保护配置表、硬件保护配置表等
该数据模块具有永久保存的功能，方便日后随时查询历史记录；同时设有用户权限；数据库模块可以满足各种查询和浏览及打印的需要，为现场运行和管理人员服务。
下面给出了数据表之一线路参数表：
（2）系统管理模块：
系统管理模块是本系统的重要模块，包括故障信息管理等子模块，并且协调故障诊断等功能模块完成相应的任务，负责系统建立和维护工作。
（3）故障诊断模块：
该模块是本系统的重点。当系统发生简单故障时，仅利用开关和保护信息就可以定位故障元件，而且得到的诊断结果可信度高。但是当系统发生复杂故障，或者开关、保护存在较多误动、拒动以及因信道干扰发生信息丢失或错误等诸多不确定因素时，仅依靠开关和保护信息已经不可能定位到故障元件，过去开发的智能诊断系统给出的结果往往可信度不高，可疑元件较多，甚至是错误的解，要达到准确诊断必须加入新的信息源。随着继电保护及故障录波信息网的建立，丰富的录波信息为进一步诊断提供了基础。本文对在复杂故障情况下利用中心站收集的故障录波信息进一步诊断的方法进行研究，提出了软保护的诊断思想，并建立了相应的面诊断模型，有效地弥补了利用开关、保护信息诊断的局限性。
（4）故障信息分析模块：
该模块首先根据(3)故障诊断模块的诊断结果调用相应元件的录波器数据分析以确定故障类型、故障相别等。如果是线路故障，则利用以上数据结果，采用较为精确的双端故障测距方法[3]，定位故障点。再次，运用微机保护中的计算机算法进行谐波含量的分析，以波形显示。最后是阻抗特性，功率方向分析等。本文利用VC++中封装的GUI(图形设备界面)类来实现各种图形的绘制．
（5）保护和开关的动作行为评判模块：
利用相关的关系数据库以及以上的分析结果，对故障元件相关保护及开关的动作行为的正确与否作出判断。本文利用专家系统的知识表示法框架法表示各种关系，用推理的思想，对其进行评价。
2 故障诊断模块
21软保护思想的提出
在实际的硬件保护中，由于实时性要求和通讯条件的限制等原因，势必造成保护可能不正确动作的缺陷，因此减弱了现场提供的保护信息的可靠性，所以，在离线分析的基础上，软模型的保护能充分克服以上缺陷，发挥录波信息（主要是电气量信息）的优势，完成对电网复杂故障的精确定位，并对硬件保护（考虑后备配合关系）有一定的评价能力。这样，利用故障录波器的信息，就可以来弥补故障发生时仅用保护、开关动作信息的不足。由于利用波形信息诊断的复杂性，诸多因素都将影响到诊断的性能，鉴于实际保护装置的保护功能对各种具体情况考虑得比较全面，因此，本文采用了软保护的方法来诊断系统中母线、变压器以及线路等元件。软保护就是用纯软件的方式实现实际硬件保护功能的模拟，它有着硬件保护无法比拟的优点：不受人为因素的影响、不受硬件故障的影响、不受自然条件的影响等。
22软保护模型的特点
由软件实现的软保护和实际硬件保护相比在功能上保证了完整性以外，实现方式比实际保护简单，诊断的可靠性更高。这是由软保护主要用来诊断的目的和其独有的特点所决定的。
（1）软保护结构模块化，一套完整的软保护模型按功能可以分成多个不同的模块，比如数据送入模块、软保护投入逻辑模块、滤波模块、保护启动模块、故障选相模块、PT/CT自检模块、振荡闭锁模块、阻抗继电器[4]模块、方向继电器模块、差动继电器模块等功能模块；
（2）不同软保护模型中相同模块可重复利用，实现模块的共享；
（3）各模块功能实现方法可以多样化，而且不同软保护采用的方法可以不同，比如选相模块中选相功能实现方法有突变量选相、序分量分区选相及它们的改进算法等；
（4）软保护的数据是静态的，在诊断中已经完全获得了整个故障过程的电流、电压录波数据，所以软保护中各个功能模块可以相互独立，结构简单；
（5）软保护搜集的数据是多端的，即信息具有全面性，这一特点是硬件保护所不具备的，利用这一特性可以对很多功能模块中的实现算法进行改进，提高软保护诊断的可靠性。
（6）软保护输入的数据窗要比实际保护长，因为它还可以加上保护出口到开关跳闸这一段时间，而且软保护在速度上要求并不高，这样可以改进滤波算法，提高结果的精度，这一点对提高软保护诊断的可靠性有直接的效果。
23 软保护诊断系统的设计与实现
软保护诊断过程是由故障录波数据记录的CT和PT的测量值作为保护的采样值输入，通过保护功能函数的计算与整定值比较来判断保护是否动作。诊断系统并不是给诊断元件建立所有的实际保护模型，而是按照以下原则选取：Ⅰ）保护范围不明确的保护不建立；Ⅱ）对定值不易整定的保护不建立，以此来避免整定值错误而造成实际保护误动。由上述原则，对母线选用母差保护，对变压器选用差动保护，对线路建立方向、纵差以及距离Ⅰ段保护模型。
24故障元件诊断流程
要实现故障录波数据的精确诊断，要求录波输出的数据在时间上同步，一方面利用GPS来实现电网故障测量同步，另外通过分析程序把故障录波所测量到的故障电流或电压突变量起始时刻作为故障分析的起始点。诊断流程以时间为坐标，用开关、保护信息诊断出的可疑故障元件集形成诊断元件链表，对每一个元件匹配相应的软保护和数据库中的数据进行诊断。下面以某线路距离I段保护为例分别说明保护诊断前的匹配过程和保护的诊断流程。
①、保护匹配过程
(1)首先判断开关、保护信息诊断后可疑故障元件链表中是否有数据，如果有，按照链表的顺序逐一取出，假设取出该线路为可疑元件；
(2) 根据该线路名称，查找元件属性参数表，读入其属性参数，并保存在元件属性数据缓冲区；
(3) 根据该线路名称，查找元件与软保护对应表，确定其所配置的软保护；
(4) 根据该线路名称，查找元件与故障录波数据接口对应表，确定其各端录波数据所在的文件，并根据COMTRADE格式读入录波数据缓冲区。
(5) 根据该线路名称和其配置的一种软保护（距离I段），查找软保护配置表，读入保护整定值缓冲区；
(6) 最后，根据该线路名称和距离I段软保护，查找软保护模块功能选择接口IID表，匹配用户所需的功能算法，这样一套完整的距离I段软保护模型就形成了，可以对该线路进行诊断。
②、保护的诊断流程
具体的软保护诊断流程是根据具体的保护模型配置的功能模块顺序进行。下面给出该线路的距离I段软保护的诊断流程，由于数据是静态的，流程按照顺序进行。
(1) 对距离保护进行参数初始化，包括标志位、过程参数等；
(2) 获取录波数据缓冲区的数据结构指针，对PT和CT进行断线自检；
(3) 调用起动模块，判断距离保护是否起动；
(4) 调用选相模块和发展性故障判断模块，确定线路的故障类型；
(5) 调用振荡闭锁模块，判断系统是否发生振荡以及振荡过程中是否又发生短路；
(6) 调用距离I段阻抗元件动作特性（即阻抗继电器）模块，将计算的阻抗值和整定值按照保护动作判据进行判断，给出保护是否动作。
25 综合诊断
由于元件诊断模型是单个元件的独立诊断，存在一定的局限性，可能会出现各个元件诊断信息之间发生矛盾和诊断可信度不足的情况，需要在搜集全部智能信息的基础之上，对信息做综合的诊断。比如诊断某一输电线路MN。由元件诊断获取的信息有:线路软差动保护动作，线路的M侧软距离Ⅰ段保护动作，线路的M侧软方向保护动作，线路的N侧软方向保护动作。综合诊断时首先处理两侧距离Ⅰ段信息，由于距离Ⅰ段保护范围是线路全长的80%，所以有一侧软保护动作，那么距离Ⅰ段判线路故障，此时，有M侧软距离Ⅰ段保护动作，则距离Ⅰ段判线路故障；线路软差动保护动作可直接判线路故障，因此由线路软差动保护动作可判线路故障；对软方向保护，只有两侧都动作可判线路故障，由线路的M、N两侧软方向保护都动作判线路故障。最后这三套保护中至少有两套判线路故障可最终判该线路故障，此时线路三套保护都判线路1故障，则该线路为故障元件。另外，对线路的软保护，收集了方向保护、纵差保护、距离Ⅰ段保护的保护缺陷知识，即判断该线路是否出现了知识库中列举的所有会引起上述保护不正确动作的情况，当出现上述情况时，将该保护退出，即失去诊断功能。
这样，整个诊断过程分为分布式软保护诊断和综合诊断两部分。综合诊断是利用分布式诊断的信息做全局性的诊断，得出最后诊断结果，这样做可以尽量弥补由于灵敏度不足漏诊和信息之间有矛盾而误诊的情况，相当于对智能信息进行一次过滤处理。
如何解决DP从站故障，导致300主站CPU故障停机
导语：状态监测与故障诊断的基本知识有哪些可以参考？文章我已经为你准备好了，您只需要点击查阅就可以了！祝大家愉快！
状态监测与故障诊断的基本知识
一、振动传感器的基本知识
必要而且准确的信息是进行故障诊断的前提条件。由于所有振动信息的源头均来自于传感器因此有必要了解一下振动传感器方面的基本知识。
1振动传感器的构成及工作原理
振动传感器是将机械振动量转换为成比例的模拟电气量的机电转换装置。
传感器至少有机械量的接收和机电量的转换二个单元构成。机械接收单元感受机械振动但只接收位移、速度、加速度中的一个量机电转换单元将接收到的机械量转换成模拟电气量如电荷、电动势、电阻、电感、电容等另外还配有检测放大电路或放大器将模拟电气量转换、放大为后续分析仪器所需要的电压信号振动监测中的所有振动信息均来自于此电压信号。
2振动传感器的类型
振动传感器的种类很多且有不同的分类方法。按工作原理的不同可分为电涡流式、磁电式电动式、压电式按参考坐标的不同可分为相对式与绝对式惯性式按是否与被测物体接触可分为接触式与非接触式按测量的振动参数的不同可分为位移、速度、加速度传感器以及由电涡流式传感器和惯性式传感器组合而成的复合式传感器等等。
在现场实际振动检测中常用的传感器有磁电式速度传感器其中又以绝对式应用较多、压电式加速度传感器和电涡流式位移传感器。其中加速度传感器应用最广而大型旋转机械转子振动的测量几乎都是涡流式传感器。
3磁电式速度传感器
磁电式速度传感器的构造如下图所示。
磁电式速度传感器的工作原理是传感器固定在被测物体上物体振动时固定在壳体7上的磁钢5随壳体与物体一起振动而由弹簧片2和线圈3组成的弹簧—质量元件与磁钢的振动并不同步而是发生相对运动线圈切割磁钢的磁力线而产生电动势在磁通量及线圈参数均为常数的情况下电动势的大小与线圈切割磁力线的相对速度成正比。此相对速度对相对式显然是被测物体的相对振动速度对绝对式来说当传感器中的弹簧—质量元件的固有频率远小于被测物体的振动频率时线圈的振动速度会远小于磁钢的振动速度线圈与磁钢之间的相对速度接近于被测振动体相对于大地或惯性空间的绝对速度。总之可以认为磁电式速度传感器的输出电压与被测物体的振动速度成正比。
速度传感器通过积分电路可测得位移通过微分电路可测得加速度。
磁电式速度传感器的优点是灵敏度高输出信号大输出阻抗低电气性能稳定性好不易受外部噪声干扰不需外加电源安装简单使用方便对后续电路也无特殊要求缺点是动态频响范围有限尺寸和重量较大弹簧片容易发生疲劳损坏。速度传感器的构造特点决定了弹簧片为关键的矛盾点弹簧片厚弹簧—质量元件的固有频率就增高所能测得的低频范围变窄弹簧片薄易损坏使用寿命短。
4压电式加速度传感器
某些晶体在受到沿一定方向的外力作用时其内部的晶格会发生变化产生极化现象同时在晶体的两个表面上产生了极性相反的电荷当外力消除后又恢复到原来的不带电状态当作用力方向改变时所产生的电荷的极性也随之改变晶体受力所产生的电荷量与外力的大小成正比此现象称为压电效应。
压电式加速度传感器就是根据压电晶体受力后会在其两个表面产生不同电荷的压电效应来实现机电转换的。
压电式加速度传感器的构造如下图所示。
其工作原理是压电式加速度传感器的基座4固定或紧密接触于被测物体与物体一起振动由压紧弹簧1与惯性质量块2组成的弹簧—质量元件与基座的振动并不同步、而是发生相对运动压电晶体3受到质量块因相对振动加速度产生的惯性力作用而产生电荷电荷量的大小与惯性力成正比。当传感器中的弹簧—质量元件的固有频率远大于被测物体的振动频率时质量块的振动位移会远小于基座的振动位移质量块与基座之间的相对振动接近于基座、即被测物体的振动。因此压电式加速度传感器的输出电压与被测物体的振动加速度成正比。
加速度传感器通过积分电路可测得速度通过二次积分电路可测得位移。
压电式加速度传感器的优点是体积小重量轻频率响应范围宽。适于测量高频、冲击信号例如齿轮、滚动轴承的振动测量耐温、耐蚀性较好不易损坏在实际测量中应用最广泛。由于压电晶体产生的电荷量很小加速度传感器需要配置电荷放大器因此造成内阻抗高、电荷放大器前的连接电缆容易受到外部电磁干扰。现在许多加速度传感器把放大电路集成到传感器内抗干扰能力得到大幅度的提高。压电式加速度传感器的频响特性范围下限由电荷放大器决定上限由传感器的固有频率及安装谐振频率决定。即传感器与被测物体的接触及固定状况会影响高频测量的范围其中钢螺栓联接固定方式的高频测量范围最高可达10000Hz磁铁固定式为2000Hz手持式最低仅数百Hz。
5电涡流式位移传感器
电涡流式位移传感器由探头和前置放大器又称测隙仪二部分组成探头对着转子被测表面但并不接触留有一定的间隙用支架固定在轴承的瓦座上或机壳上通过延伸电缆与机壳外的前置放大器相连。
电涡流式位移传感器的构造如下图所示。
电涡流式位移传感器的工作原理是传感器的头部线圈与谐振电容、前置器内的石英振荡器构成高频12MHz电流振荡回路在头部线圈周围产生高频交变磁场。当磁场范围内出现金属导体、如转子时转子表面会产生感应电流即电涡流。电涡流产生的感应磁场反作用于线圈的高频磁场使线圈的阻抗或者说电感发生变化转子与探头之间的间隙δ越小电涡流就越大线圈的阻抗就越大、电感量就越小。在振荡器激励电流参数、线圈参数、金属转子电导率和磁导率都为常数的情况下电感量是间隙δ的单值函数。测出电感量的变化即可知道转子与探头的间隙变化。由延伸电缆输出的电感量变化信号为高频载波信号经前置放大器内的检波器放大、转换后输出的是直流电压信号。该电压与探头和转子之间的间隙δ成正比因此称为间隙电压。间隙电压U又可分为直流分量Uo和变化分量Ua两部分。直流分量对应于初始间隙又称安装间隙或平均间隙用于测量轴位移变化分量对应于振动间隙用于测量振动。测隙仪输出的间隙电压信号经后续仪表的进一步处理即可转化成轴振动、轴位移、转速、相位的数值以及状态监测的各种图谱。
电涡流式位移传感器是非接触式传感器具有灵敏度高、线性范围大、频响范围宽、具有零频响应、探头结构尺寸小、抗干扰能力强、适于远距离传送、易于校准标定等优点。与接触式传感器速度传感器、加速度传感器都是接触式相比电涡流式传感器能够更准确地测量出转子振动状况的各种参数尤其适用于大型旋转机械轴振动、轴位移、相位、轴心轨迹、轴心位置、差胀、等等的测量用途十分广泛。
二、状态监测与故障诊断的意义及发展现状
1状态监测与故障诊断的定义通俗地说状态监测与故障诊断就是给机器看病。
人不可能不生病机器在运行过程中出现故障也是不可避免的。人生了病需要求医就诊机器出了故障也要找“医生”诊断病因。医生对病人的诊断是基于体征检查先看体温再进行验血、X光、心电图、B超、甚至CT等基础上的分析判断对机器故障的诊断同样也是基于状态监测先看总振动值再求助于频谱、波形、轴心轨迹、趋势图、波德图、全息谱图等基础上的综合性分析判断。
状态监测是指通过一定的途径了解和掌握设备的运行状态包括利用监测与分析仪器在线的或离线的采用各种检测、监视、分析和判别方法对设备当前的运行状态做出评估属于正常、还是异常对异常状态及时做出报警并为进一步进行的故障分析、性能评估等提供信息和数据。
故障是指机械设备丧失了原来所规定的性能或状态。通常把设备在运行中所发生的'状态异常、缺陷、性能恶化、以及事故前期的状态统统称为故障有时也把事故直接归为故障。而故障诊断则是根据状态监测所获得的信息结合设备的工作原理、结构特点、运行参数、历史状况对可能发生的故障进行分析、预报对已经或正在发生的故障进行分析、判断以确定故障的性质、类别、程度、部位及趋势对维护设备的正常运行和合理检修提供正确的技术支持。
2状态监测与故障诊断的意义
状态监测与故障诊断技术的由来及发展与十分可观的故障损失以及设备维修费密切相关而状态监测与故障诊断的意义则是有效地遏制了故障损失和设备维修费用。具体可归纳如下几个方面
1及时发现故障的早期征兆以便采取相应的措施避免、减缓、减少重大事故的发生
2一旦发生故障能自动纪录下故障过程的完整信息以便事后进行故障原因分析避免再次发生同类事故
3通过对设备异常运行状态的分析揭示故障的原因、程度、部位为设备的在线调理、停机检修提供科学依据延长运行周期降低维修费用
4可充分地了解设备性能为改进设计、制造与维修水平提供有力证据。
自上世纪七十年代以来国内外石化、化工、电力、钢铁等行业为了极大限度地提高经济效益生产规模不断扩大生产装置向着大型化、高速化、自动化、连续化、单系列化发展装置中的关键设备均无备机一旦出现故障停机将导致整个装置停产所造成的经济损失是十分巨大的。例如一个年加工原油500万吨的炼油厂停产一天的经济损失达二千多万元一个年产30万吨合成氨的化肥厂停产一天的经济损失达二百五十万元一台30万千瓦的发电机组停产一天的经济损失达二百万元。由于大型转动设备的检修周期较长、备件价格昂贵一次故障停机的总经济损失多数都在千万元以上。
设备维修费在生产成本中所占的比重很大对于工业发达的国家来说任何一家公司的维修费都是一个可观的数字。国外研究表明维修费随设备技术含量的提高而增加并且与维修体制密切相关。在日本由于较为重视状态监测与故障诊断工作上世纪九十年代初工业装置的维修费为年销售额的610加上库存的备品备件总维修费达销售额的25在美国根据美国国家统计局发布的资料1980年美国工业设备的维修费达2460亿美元几乎占了和地方税收总额7500亿美元的三分之一而其中的750亿美元是因不当维修包括缺乏正确的状态监测与故障诊断给浪费了在我国的石化行业伴随着维修体制的逐步改进、以及状态监测与故障诊断工作的逐步开展和提高维修费所占的比重呈逐步下降趋势上世纪八十年代为年产值的20左右九十年代为15左右近年来为10左右、甚至略低。
维修体制的变革经历了故障维修、预防性维修和预知性维修三个阶段。
最初是故障维修又称为事后维修“小车不倒只管推”设备什么时候坏了、什么时候修盲目、无计划、设备损坏程度大、维修费用高。
长期以来大多数工厂沿用的是定期的预防性维修体制也称计划维修它是根据生产计划和经验规定在设备运行一确定时间后停下进行解体、检查、修理、更换零部件。这种维修制度下无论设备有无毛病都要解体是一种过剩维修浪费人工、物料机器过多拆卸既容易降低原有精度又容易发生人为故障。因此预防性维修带有很大的盲目性既不经济又不合理。预知性维修是以状态监测与故障诊断技术为基础、以设备实际状况为依据、根据生产需要制定出预知性维修计划的维修体制。预知性维修要求不断地测知表征设备实际状态的参数对测得参数进行分析、判断做出是否发生故障以及故障类型、故障程度的评价推测机器状态的发展趋势估算出最佳的维修时机。预知性维修的目标是需要停车时才停车需要换件时才换件需要维修什么项目如某处轴承、某根转子、某处对中、某个齿轮、才维修什么项目。显然预知性维修比较先进、经济。据日本资料介绍采用设备故障诊断技术故障停机时间可降低75每年设备维修费可减少2550。无怪国外有些专家认为把少量美元花费在状态监测上比把上百万美元花费在因设备严重损坏而引起强迫停机后的检修上更有价值。从开展此项工作中尝到甜头的国内设备专家则说开展状态监测与故障诊断工作是花小钱、省大钱购置监测仪器是花了一些钱但有效地降低了故障损失和设备维修费反而节省了大钱。
3状态监测与故障诊断的发展与现状
状态监测与故障诊断技术是近三十年来国内外发展较快的一门新兴学科。
我国状态监测与故障诊断技术起源于上世纪七十年代末。那时建国后首批从西方工业发达国家成套引进的13套大化肥装置以及随后不久引进的大化纤、大乙烯等装置正处于建成后的试车、开车阶段由于某些机组事故频发促进了高校及科研单位对这项技术的理论研究和实际应用。国外某些大公司的监测与诊断部门也同时开展了一些服务与交流客观上起到了一定的推动作用。79年起有些企业开始研究西方设备维修体制从中感受到状态监测与预知性维修的重要意义。79年到83年一些受故障损失严重困扰的石化企业购置了国外先进的频谱分析仪等状态监测仪器进入了初步的实践阶段1983年原国家经委下达了《国营工业交通设备管理试行条例》明确提出“逐步采用现代故障诊断和状态监测技术发展以状态监测为基础的预知性维修体制”
从而把故障诊断纳入企业管理法规对发展故障诊断技术具有极为重要的意义。自1984年起石化企业逐步建立起以总公司、公司总厂、厂的三级状态监测机构配置人员购置仪器培训学相互交流全面开展了状态监测与故障诊断工作整体水平得到提高。九十年代起火力发电行业开始开展大型汽轮发电机组的在线状态监测与故障诊断工作并且发展较为迅速。进入本世纪以来在钢铁、炼铝、水力发电、风力发电、空分等行业内伴随着技术先进的大型转动设备的投入使用状态监测与故障诊断技术也开始得到重视与应用并呈现出上升的趋势。
状态监测与故障诊断技术自身的发展过程大致可归纳为以下三个阶段
① 离线的FFT分析仪阶段
上世纪八十年代初、中期通过磁带记录仪到现场记录振动信号然后回实验室输入FFT快速傅里叶变换分析仪回放进行频谱分析只有功率谱幅值谱及波形少数配置双通道时才能看到轴心轨迹分析方法单一基本上只能查幅值、频率。
② 离线或在线的计算机辅助监测、诊断阶段
上世纪八十年代末期至九十年代中期通过计算机完成信息采集、信号分析、数据库管理、甚至给出诊断结论有各种图谱分析方法多样更加注重幅值、频率、相位信息的全面、综合利用还涌现出专家辅助诊断系统。
③ 网络化监测、诊断阶段
上世纪九十年代末以来充分利用企业内部局域网和Internet网络做到资源共享、节省投资、远程诊断所监测的参数不再局限于振动、轴位移、转速进一步扩展到流量、压力、温度等工艺过程量对设备运行状态的把握更加全面、准确实现了真正意义上的专家远程诊断。
如今在对设备当前运行状态的监测以及故障原因的诊断方面可以说国内外状态监测与故障诊断产品无论是在线的、还是离线的的性能都达到了较为令人满意的水平。然而用户现场人员最关心的是设备当前故障的严重程度如何、今后的发展趋势怎样、还能否继续运行下去、还能运行多久等问题恰恰在对故障程度的评估上以及故障趋势的预报上各家产品都显得欠缺。因此状态预报是目前监测诊断技术中较为薄弱的环节。
回答于 2022-08-13
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比亚迪e5怎么操作诊断仪
注意，要充分评估不顾及从站故障，而主站CPU继续运行所带来的后果。如果没有影响，可以在CPU程序块里面需要添加一些对应的OB组织块，如：
OB81 电源故障
OB82 诊断中断
OB83 插入/拔出模块中断
OB85 优先级错误
OB86 扩展机架，DP主站系统或者分布式I/O故障
OB87 通讯故障
OB121编程错误
OB122 I/O访问错误
2、有关组织块：详见《组织块使用说明》下载：
使用充电设备对比亚迪 e5 进行充电时 ，正常时仪表上的充电指示 灯会亮起 ，同时显示充电功率 。而故障车插上充电枪 ，只是显示充电标志，“充电连接中 ，请稍候……”。
根据故障现象 ，不能充电故障原因可能是交流充电口 、高压电控总成 、 电池管理器BMS故障和线束故障 。
检查分解
1 交流充电口
交流充电系统主要是通过交流 充电桩 、壁挂式充电盒以及家用供电 插座接入交流充电口 ，通过高压电控 总成将交流电转为 650V 直流高压电 给动力电池充电 。此次使用的便携 式充电盒枪 ，由家用电 220V 提供 。如果交流充电枪本身出现了问题 ，也 可能导致无法充电 。
2 高压电控总成（VTOG）
高压电控总成主要由双向交流 逆变式电机控制模块 、车载充电器模 块 、DC-DC 变换器模块 、高压配电模 块以及漏电传感器等组成 。
高压电控总成（VTOG）控制高压 交/直流电双向逆变 ，驱动电机运转 ，实现充 、放电功能 。同时实现整车高压回路配电功能以及高压漏电检测功能 。当高压配电箱出现故障时 ，整车的高压配电系统出现故障 ，动力电池的高压电就无法驱动电机 。
3 电池管理器BMS故障
本车采用分布式电池管理系统 ， 由电池管理控制器（BMC）、电池信息 采集器 、电池采样线组成 。电池管理 控制器出现故障可能导致高压配电 箱的接触器无法工作 。电池管理器 BMS 对整个高压电路的控制端进行 控制 ，出现故障可能导致高压电路无 法正常工作 ，动力系统出现故障 ，导致无法充电和上电 。
三 、故障码和数据流读取
使用新能源汽车诊断仪读取比亚迪 e5 高压系统故障码 ，连接好诊断仪 ， 点击“比亚迪汽车”，依次进入“比亚迪汽车 - 手动选择车型-E5 系列 ，选择“快速测试”扫描整车 ECU 整车模 块后 ，读取“车载充电器”故障码 ，诊断界面显示“动力模块-车载充电器” 未配置 ，这说明车载充电器无法读取故障码 。
进入数据流读取 ，读取电池管理系统-水冷的数据流 ，读取“交流感应信号-交流”，数据流显示“有”。
四 、故障诊断与检测
诊断系统无法进入车载充电器 ， 暂无法确定故障的确切位置 。使用 充电枪无法对整车进行充电 ，充电感 应信号 - 交流数据流显示“有”，可能是由于是交流充电枪本身出现了故障 ，对交流充电枪进行检测 。
交流充电枪通过交流插座接入交流充电口 ，通过车载充电设备将交流电变为直流电给动力电池充电 。
交流充电枪CC与PE电阻的检测查询比亚迪维修资料，充电枪CC与PE阻值如表1所示。使用万用表红表笔接充电枪 CC 端，黑表笔插接充电枪 PE 端，使用电阻挡测量电阻，测得电阻值为1500Ω，测量结果电阻值符合标准值。
充电枪CC与PE 阻值
3 转7 1 500/680Ω
3 3kW充电盒 680Ω
7kW充电盒 220Ω
40kW充电盒 100Ω
VTOL 2kΩ
VTOV 220Ω
2 交流充电枪CP 电压的测量将充电枪接上220V交流电 ，使用万用表红表笔接充电枪CP端 ，黑表笔接充电枪 PE 端 。使用电压挡测量电阻压 ，测得电压值为11 91V ，测量结果电压值符合 12V 电压的标准值。检测结果分析 ：通过对充电枪的电阻值和电压值的测量 ，初步确定不是充电枪的故障 。那么 ，就需要从整车上与充电系统相关的电路和高压部件进行检查 。五 、充电故障排除查找比亚迪 e5 电器原理图 ，找到比亚迪e5交流充电口原理图，如图1所示。由电路图可以看出，交流充电口的信号主要来源于充电口中CC端子和CP端子与高压电控总成之间的线束，可以通过测量线束的电阻值判断线束好坏。1 CC线束的电阻值拔下交流充电口对应的 B53（B）的插头和高压电控总成插头B28（A），测量B53（B）1号针脚和B28（A）的13针脚之间的电阻值，电阻值为02Ω。2 CP线束的电阻值拔下交流充电口对应的 B53（B）的插头和高压电控总成插头B28（A），测量B53（B）1号针脚和B28（A）的47针脚之间的电阻值，电阻值为∞。根据测得电阻值，基本可以判断是 CP 线束的电阻值出了故障，接下来检测具体故障部位。找到交流充电口与高压电控总成之间的线束插头，通过查找相关电路图，找到了线束间的插头为 B53（B），可以通过测量交流充电口到线束插头B53（B）判断交流充电口这段线束的好坏，再测量线束插头 B53（B）到高压电控总成 B28（A）的线束的电阻值，判断高压电控总成这段线束的好坏。（1）交流充电口 CP 端到线束插头B53（B）的线束电阻值找到交流充电口 CP 的端子，拔下交流充电口B53（B）插头，找到1号针脚。测量交流充电口CP端和B53（B ）1号针脚之间的电阻值，电阻值为0Ω。（2）高压电控总成到线束插头B53（B）的线束电阻值拔下 高 压 电 控 总 成 线 束 插 头B28（A），找到对应的针脚 47 针脚。拔下交流充电口B53（B）插头，找到1号针脚。测量 B28（A）47针脚和 B53（B）的 1 号针脚之间的电阻值，电阻值为∞。通过测量，基本确定是高压电控总成这段线束的问题，仔细查找线束插头端子，发现是B53（B）的1号针脚有线脱落，对其进行维修。六、检测验证通过对充电系统的故障检测，对发现的故障进行维修。接下来我们就要对充电系统的故障是否完全排除进行再次测试，看是否故障已经完全排除。 通过使用交流充电枪和诊断仪的故障码、数据流来判断充电系统的故障是否完全排除。使用交流充电枪进行充电，检测验证故障排除后，进行试车测试。首先插上交流充电枪，仪表充电指示灯亮起，仪表显示“连接已成功，正在充电中，充电功率：1kW”，如图2所示。使用新能源汽车故障诊断仪读取故障码，进入“动力模块-车载充电器”诊断系统，没有读到任何故障码。读取相关数据流，车载充电功率状态为“正常充电功率”，充电枪连接状态为“正常”，车载充电系统故障解决。七、小结本文分析比亚迪 e5 不能充电故障，首先使用交流充电枪确定故障现象，然后使用故障诊断仪读取故障码和数据流，无法进入“车载充电器”模块读取相关故障码和数据流，给检测和排除故障造成了一定的困难。通过查询比亚迪原厂维修手册，确定故障症状部位，然后对故障部位逐一检查，最终发现由于充电信号线束断路导致不充电。排除故障，然后使用充电枪和汽车诊断仪对故障是否彻底排除进行验证。最后，交流充电枪能够正常充电，仪表正常显示，汽车诊断仪能够没任何故障码和数据流正常，充电系统无法充电的故障彻底排除。
