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Broadsens & Elipsa 使用人工智能进行预测性维护

低功耗工业传感器的领导者Broadsens和IIOT即插即用AI解决方案的领导者Elipsa 正在将机器数据与机器学习相结合,以提供易于配置的大规模预测性维护。

工业设备,如泵、压缩机、发电机、暖通空调等。对于成功的业务运营至关重要。此类设备的计划外停机可能会给组织造成灾难性的经济损失。从历史上看,维护此类设备一直是被动的,包括现场诊断或已经发生的故障通知。

随着工业物联网(“IIOT”)的发展,这种关键设备正变得智能和互联。通过这种新的数据流,机器学习已被证明能够检测指示未来问题的模式,从而预测停机时间和主动的设备维护方法。这个不断增长的领域被称为预测性维护。

机器学习算法可以从多种类型的传感器和数据点中学习。通常,成功构建预测性维护算法最有效的数据点已被证明是振动数据,了解某些振动曲线可以预测机器的未来故障。

数据采集系统

Broadsens SVT200-V 是唯一一款紧凑型真正实时无线振动传感器,可在典型使用中连续监控机器状况,电池寿命超过 3 年。

SVT200-V 有两种采样模式:连续低速采样模式和高速采样模式。它以 16 位分辨率连续采集 x、y 和 z 轴数据。当传感器检测到振动事件时,它会切换到高速6.4kHz采样率,获取固定数量的数据,计算速度RMS和加速度RMS值,并将结果和温度发送到无线网关。

SVT200-V 内部的智能算法可动态调整采样模式并优化能源使用。它可以捕获机器和结构中的高频和低频缺陷。

Broadsens无线网关连接和控制许多传感器,包括SVT200-V,SV200-A,SVT300-V,SVT300-A,SVT400-V和SVT400-A。该网关包括 4 核 ARM 处理器,用于实时数据可视化和处理。网关可配置为通过MQTT将实时传感器数据传输到第三方系统,例如ElipsaAI平台。

Real time wireless vibration & temperature sensor

Broadsens实时无线振动和温度传感器

人工智能

Elipsa基于AI的预测性维护可无缝部署在边缘或云中的任何工作流程中,从而提高关键设备的可用性和产量。Elipsa的自我训练AI模型和附加方法使AI部署变得简单,快速和灵活。

通过使用Elipsa的快速部署模板,用户可以在短短五分钟内开始智能监控关键设备。Elipsa的Broadsens振动分析模板在x、y和z轴上获取实时速度RMS数据。

连接 SVT200-V 后,数据将通过 MQTT 流式传输到 Elipsa。Elipsa的快速部署模板自动开始学习传感器所连接的机器的正常振动曲线。在设定的数据点数量(如模板中定义)之后,Elipsa 会自动构建机器学习模型并将预测返回回 Broadsens 网关。

Elipsa的创新方法学习给定机器的正常振动,以检测通过Broadsens软件报告给用户的任何类型的异常。

个案研究

在本案例研究中,Broadsens的无线振动传感器SVT200-V和无线网关GU200S振动分析软件BroadVibra用于监测空气冷凝器。SVT200-V 内置单螺丝孔封装与磁铁安装一起使用。带磁铁安装的传感器可以在几秒钟内安装完毕。数据通过MQTT协议连续实时馈送到Elipsa的AI平台。来自传感器的 24 小时数据如下所示。

几天后,传感器被移除以模拟空气冷凝器的事故。Elipsa AI算法通过速度RMS和加速度RMS值检测到变化。速度RMS值显示出更显着的变化,这与工业标准一致,即在机器状态监测中更喜欢振动速度RMS而不是加速度RMS。

Wireless vibration sensor mounted on panel

安装在设备上的无线振动传感器

Vibration velocity RMS AI prediction

振动速度均方根值人工智能预测

24-hour vibration data from the panel

24小时振动数据

Acceleration RMS AI prediction

加速度均方根值AI预测

大规模预测性维护

Broadsens/Elipsa 组合解决方案可以轻松大规模部署在各种设备上。实现预测性维护的承诺,开始主动管理关键设备。不需要数据科学家或大笔资本支出。这种即插即用的解决方案将减少停机时间,提高运营效率,改善关键员工的调度,使您的机器更具可持续性。

IP68无线振动和温度传感器

经过多次测试,Broadsens将其无线振动和温度传感器的等级从IP67更新为IP68。该评级可以真正反映传感器在恶劣环境下工作的能力。测试在不同的环境中进行,包括冰水浸没、深水浸没和长时间浸水。测试证明,Broadsens无线振动和温度传感器是业内最好和最坚固的传感器之一。

IP69 wireless vibration sensor

冰水浸没试验

在这项测试中,Broadsens的无线振动和温度传感器浸没在冰水中超过1小时。随机选择的SVT-A系列和SVT-V系列无线振动传感器2个,两个传感器都连续获取数据。Broadsens的创新设计允许超低功耗无线振动传感器连续获取数据。

SVT-A 无线振动传感器包括 SVT200-A、SVT300-A 和 SVT400-A。它们采用三轴加速度原始数据,从而可以进行预测性维护和基于AI的分析。

SVT-V 无线振动传感器包括 SVT200-V、SVT300-V 和 SVT400-V。它们不间断地连续获取数据,从而可以及时进行实时机器状态监控和事故报警。

这两种类型的传感器都应用于工业物联网应用。

在下图中,左图显示了长时间的测试。在该测试中,传感器浸入水瓶中超过48小时。没有检测到泄漏,传感器在 48 小时后正常工作。在右图中,传感器被浸没在深度为1.5m的井水中超过4小时。传感器也正常工作,没有任何水损坏。无线振动和温度传感器工业物联网应用机器状态监测的完美解决方案。

IP69 wireless vibration sensor under water test

长时间水下试验

Underwater test of wireless vibration sensor

1.5m水下试验

实时无线振动和温度传感器升级

最好的实时无线振动和温度传感器之一会变得更好。Broadsens广受欢迎的SVT-V系列实时无线振动监测产品线有四大改进:

1.Broadsens根据ISO10816标准校准了SVT200-V无线振动传感器。在固件版本 2.5 之前,SVT200-V 测量相对速度、加速度 RMS 和温度。无线振动传感器可以实时监控振动事件,结合快速响应和持久的电池寿命。没有其他无线振动传感器在性能、物理尺寸、重量和环境生存能力方面接近其性能。但是用户必须使用 SVT200-V 传感器的多个测量值手动计算速度 RMS 值,这很不方便。从固件版本 2.5 及更高版本开始,SVT200-V 将默认输出速度 RMS、加速度 RMS 和温度。速度RMS值可以与ISO 10816标准进行比较,以快速判断机器的整体状况。

2. SVT-V 系列传感器也可以订购 M6 螺钉封装(SVT-A 系列封装)。这意味着 SVT-V 传感器可以用螺钉、螺柱、环氧树脂、磁铁底座、安装垫进行安装。同时,可以订购螺钉安装封装(SVT-V 系列封装)的 SVT-A 传感器

SVT-V wireless vibration sensor package options

两种封装类型的SVT-V振动传感器

Real time vibration velocity RMS, acceleration RMS and temperature measurements

实时振动速度均方根值、加速度均方根值和温度测量

3. 实时无线振动传感器 SVT300-V 和 SVT400-V,适用于高加速度范围应用。SVT200-V 可以满足大多数振动要求。但是,有些情况需要高测量范围。SVT300-V 的最大范围为 16g。SVT400-V 的最大范围为 64g。SVT300-V 和 SVT400-V 的默认封装采用 M6 螺钉固定封装(SVT-A 系列封装)。也可以订购与 SVT200-V 类似的螺钉安装封装,交货时间更长。

4. 现在无需在 BroadVibra 振动分析软件中手动移除加速度 RMS 偏移。SVT-V系列无线振动传感器全新改进的智能算法自动去除直流偏移。相反,BroadVibra软件增加了ISO 10816振动速度参考表,可以更方便地判断机器的振动严重程度。此功能使其非常方便机器状态监控

True real-time wireless vibration monitoring

True real-time vibration monitoring

ISO 10816 vibration severity reference

ISO 10816 vibration severity reference

无线振动传感器SVT200-V、SVT300-V 和 SVT400-V 需要与 Broadsens 的无线网关BroadVibra 振动监测软件配合使用。Broadsens超低功耗通信协议的创新设计使系统能够实现业界最佳的电池效率。无线振动传感器、无线网关和振动监测软件为预测性维护和机器状态监测提供了智能解决方案。

Broadsens无线振动传感器获得校准证书

Broadsens超低功耗无线振动传感器最近获得了校准与技术研究所和KOLAS的校准证书。

校准使用 B&K 8305、安捷伦 33220A 任意波形发生器、B&K 2692 条件放大器和 HP 34401A 万用表进行。根据标准仪器在 x、y、z 三轴轴上验证了 10Hz 至 1kHz 的频率范围。所有 x、y 和 z 轴均在频率范围内提供 2% 精度的出色结果。无线振动传感器可以达到10kHz的频率,采样率高达25.6kHz。

wireless vibration sensor in testing

Broadsens无线振动传感器在测试中

certified wireless vibration sensor

传感器校准证书

如果您正在寻找具有可靠结果的超紧凑、轻便和高性能无线振动传感器,那么 Broadsens 拥有合适的解决方案。Broadsens超低功耗无线振动传感器具有业内最高的电池效率。它们专为恶劣环境而设计,因此您无需更换损坏的传感器或在工业应用中更换电池。

无线振动传感器需要使用Broadsens的无线网关,以获得最大的性能和持久的电池。无线网关有多种配置,适用于不同的工业应用,如电机、泵、发动机、皮带、轴承和齿轮箱监控。

该系统是IIOT应用、基于状态的维护和预测性维护的理想选择。

 

振动分析的高级滤波

Broadsens最近在振动分析软件BroadVibra 2.5.8中增强了其过滤能力。在此版本中,消除了负面边缘效应,从而实现更准确的时域和频域振动分析。当该软件与超低功耗无线振动传感器 SVT200-A、SVT300-A 和 SVT400-A 配合使用时,该系统为机器状态监测和预测性维护提供了最先进的过滤功能之一。BroadVibra振动监测和分析软件安装在无线网关内,具有终身许可证。用户无需支付订阅费即可使用该软件,从长远来看可以节省成本。此外,该软件还提供 1 年免费技术支持和升级。

vibration analysis with FFT and high-pass filter

图1所示 边缘效应高通滤波器

在图1中,对振动信号施加了四阶高通滤波器。振动信号从安装在工业风扇上的 SVT400-A 无线振动传感器获得。无线振动系统用于工业风扇振动监测。无线振动传感器获取三轴原始加速度数据并将其发送到无线网关。数据采集模式为“单DAQ”模式。

在图 1 的最开头,如果您仔细观察,您可能会注意到过滤数据的边缘效应。这是由于所有滤波器都具有瞬态效应的原因,需要很短的时间就能建立。在此测试中,边缘效应在z轴上尤为明显。

图 2 删除了 x 轴和 y 轴,并放大了 z 轴曲线的起点。您可以在图 2 中清楚地看到边缘效应。在图 3 中,边缘效应在 BroadVibra 振动分析软件版本 2.5.8 及更高版本中自动消除。这样可以进行更准确的时域和频域振动分析

Vibration FFT analysis edge effect

图2所示 在z轴上放大边缘效果

Vibration analysis edge effect removed

图3所示 自动移除边缘效果

BroadVibra振动分析软件允许用户选择高通、低通和带通滤波,以及截止频率的连续调整。滤波顺序可以从 4 阶、8 阶和高达 12 阶中选择。凭借边缘计算网关的高级滤波能力和FFT分析,Broadsens提供了业内最好的无线振动传感器。

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