Le système de surveillance des fluides sur site est un moyen technique clé de surveillance de l'état et de diagnostic des pannes des équipements industriels, permettant une évaluation précise de l'état de santé des équipements grâce à l'acquisition et à l'analyse en temps réel des paramètres de performance et des informations sur les contaminants des fluides de lubrification ou hydrauliques des équipements mécaniques. Le système intègre la technologie des capteurs, la technologie d'acquisition et de transmission des données, les algorithmes d'analyse des fluides et les modèles de diagnostic intelligents pour fournir un support de données pour la maintenance préventive. Ce qui suit est détaillé dans trois domaines: la composition du système, les modules fonctionnels de base et le principe de fonctionnement.

I. composition du système

Le système de surveillance de l'huile et du liquide sur le terrain se compose d'un ensemble de capteurs, d'une unité d'acquisition et de transmission de données, d'une plate - forme centrale de traitement et d'analyse, d'un module d'alarme et de contrôle et d'un système de soutien auxiliaire, chacun travaillant ensemble pour former un système de surveillance en boucle fermée.

1. Matrice de capteurs

Les capteurs sont la source de données du système et capturent les caractéristiques physiques, chimiques et granulométriques du fluide, notamment:

- capteur de particules Abrasives: détecte la concentration, la distribution dimensionnelle et la morphologie des particules Abrasives métalliques dans le liquide d'huile en utilisant des principes inductifs, capacitifs ou optiques (par exemple, un capteur de particules Abrasives ferromagnétiques peut distinguer l'usure normale de l'usure anormale).

- capteur de degré de pollution: le nombre total de particules dans le liquide d'huile (par exemple, classe de propreté ISO) est mesuré par la méthode de diffusion de la lumière ou la méthode d'atténuation par ultrasons.

- capteur de caractéristiques physico - chimiques: contrôle des indicateurs clés tels que la viscosité, l'indice d'acide (PH), la teneur en humidité, le degré d'oxydation du fluide, avec détection de la constante diélectrique, sonde électrochimique ou technologie de spectroscopie infrarouge.

- capteur de température et de pression: obtenez la température, le débit et la pression du système en temps réel pour évaluer les conditions de fonctionnement de l'équipement.

2. Unité d’acquisition et de transmission de données

- carte d'acquisition de données (DAQ): convertit le signal du capteur en signal numérique, prend en charge l'échantillonnage synchrone multicanal (taux d'échantillonnage jusqu'à la classe MHz) et est résistant aux interférences.

- module de communication sans fil: transmission de données à distance via Lora, Wi - Fi ou 4g / 5G, adaptable aux environnements industriels difficiles.

- edge Computing node: un microprocesseur est préinstallé à l'extrémité de l'appareil pour effectuer un filtrage préliminaire, une compression ou une extraction caractéristique des données brutes, réduisant ainsi les besoins en bande passante de transmission.

3. Plateforme centrale de traitement et d’analyse

- module de stockage et de gestion des données: utilisez des bases de données chronologiques telles que influxdb pour stocker les données historiques, ce qui permet une récupération efficace des données volumineuses.

- bibliothèque d'algorithmes pour l'analyse des fluides pétroliers: y compris l'identification des caractéristiques des grains abrasifs (par exemple, la classification des réseaux neuronaux), la prédiction des tendances de la pollution (modèle Arima), l'analyse de l'Association des indicateurs physico - chimiques, etc.

- moteur de diagnostic intelligent: basé sur l'apprentissage automatique (par exemple, SVM, Random Forest) ou une bibliothèque de règles d'experts, produit des types de défaillance de l'appareil, des prévisions de durée de vie restante et des recommandations de maintenance.

4. Module d'alarme et de contrôle

- seuil d'alarme: la valeur d'alerte est définie en fonction des normes ISO ou des données historiques (par exemple, une concentration de particules broyées supérieure à 1000 / ML déclenche une alarme).

- contrôle de liaison: intégré au système de contrôle de l'équipement (PLC) pour une protection automatique contre les changements d'huile, la filtration ou les temps d'arrêt.

- Interface visuelle: affiche l'état du fluide, les courbes de tendance et les résultats de localisation des défauts via le système SCADA.

5. Système de soutien auxiliaire

- dispositif d'étalonnage: le capteur est étalonné périodiquement (par exemple, suspension de grains abrasifs standard, échantillon d'huile de degré de contamination connu).

- circuit de circulation du fluide d'huile: installation d'une vanne de prélèvement en dérivation de l'appareil pour assurer la représentativité de l'échantillon d'huile (par exemple avec dilution en ligne ou séparation centrifuge).

- système d'auto - nettoyage: nettoyage de la sonde du capteur par gaz soufflé à contre - courant ou par ultrasons pour éviter le blocage.

II. Principe de fonctionnement

Le système de surveillance des fluides pétroliers sur site permet une évaluation dynamique de l'état de l'équipement grâce à un processus en boucle fermée « perception - transmission - analyse - prise de décision», dont le flux de travail principal est le suivant:

1. Échantillonnage et perception de fluide d'huile

La matrice de capteurs acquiert en permanence les paramètres de l'huile de lubrification ou de l'huile hydraulique de l'appareil:

- détection de grains abrasifs: lorsque le fluide d'huile circule à travers le capteur de grains abrasifs, les variations du champ électromagnétique induites par les particules métalliques sont converties en signaux électriques qui différencient la taille des grains abrasifs (par exemple, les grains abrasifs de plus de 5 μm suggèrent une usure sévère) par analyse de la hauteur des impulsions.

- surveillance de la pollution: le capteur de diffusion de la lumière émet un faisceau laser, l'intensité de la lumière diffusée par les particules est inversement proportionnelle à la taille des particules, en combinaison avec la théorie mie pour calculer le nombre et la distribution des particules.

- analyse physico - chimique: le spectromètre infrarouge scanne les signatures vibratoires des liaisons moléculaires du liquide d'huile, identifie les oxydes (par exemple, les Carboxylates) ou les pics d'absorption d'humidité.

2. Transfert de données et prétraitement

Les nœuds Edge Computing réduisent le bruit (par exemple, la décomposition de paquets en ondelettes), extraient les caractéristiques (par exemple, extraient les valeurs RMS du signal de grain abrasif) et compressent les données (par exemple, l’algorithme LZ77) pour les transmettre à une plate - forme Cloud via 5G ou Ethernet industriel.

3 Analyse et diagnostic des données

La plateforme centrale repose sur une analyse de fusion de données multidimensionnelle:

- traçabilité des grains abrasifs: utilisez l'analyse en composantes principales (PCA) en combinaison avec le comptoir de l'équipement (par exemple, les modèles de roulements de boîte de vitesses) pour déterminer la source d'usure (par exemple, l'usure du tourillon ou la piqûre des engrenages).

- prédiction de la tendance à la détérioration: prédiction du point d'inflexion de l'atténuation des propriétés lubrifiantes par l'analyse des séries chronologiques de l'indice d'acide liquide, de l'humidité et de la concentration de particules Abrasives via le réseau neuronal lstm.

- analyse de l'Association des défauts: en combinant les données de vibration de l'équipement (par exemple, les pics de résonance à haute fréquence) avec les caractéristiques des grains de broyage de fluide d'huile pour localiser les fissures de fatigue précoces.

4. Prise de décisions et contrôle

Le système produit une réponse graduée en fonction des résultats du diagnostic:

- alerte précoce de niveau 1: la propreté du fluide est réduite à la classe ISO 18 / 15, ce qui suggère une filtration renforcée.

- alarme secondaire: grains de broyage d'alliage de cuivre détectés au - dessus de 5 μm, il est recommandé de vérifier l'écart du roulement à glissière.

- arrêt d'urgence: plus de 1% d'humidité ou une augmentation de 10 fois de la concentration de particules Abrasives déclenche une procédure de protection de l'équipement.