工业4.0时代
通过对海量数据的分析
能帮助企业实现全方位监测
及时发现潜在故障
把握维护期
降低成本损失
实现工业效益更大化
那如何从庞大数据中
提炼出能指导生产的关键信息？

这就需要基于工况的维护理念，以及具备强大工况监测功能的智能监测系统，本期我们将深入剖析智能工况监控系统，解读智能驱动器理念和FC变频器工况监控在工业生产中的实际应用。

智能驱动器是什么？

在工业4.0网络中，驱动器发挥着重要作用，并且具有一些使能特性：

安全链接

驱动器可以通过安全的方式连接至其他元素。网络中的其他元素可能包括驱动器、PLC、传感器和云端。

驱动器作用传感器
驱动器采取电机电流和电压信号分析来检测电机和应用性能。

驱动器用作传感器中枢
驱动器从与驱动器控制进程相关的外部传感器获取数据。

驱动器用作控制器
只要符合应用的限定条件，驱动器可以代替PLC。

引入自己的设备概念
无线连接智能设备（智能手机、平板电脑）。

可以识别驱动器中的以下信息：

瞬时信号

由内置传感器的驱动器直接测量的信号。电机电流、电压、驱动器温度及其导数，及电流和电压的乘积，或电机转矩等数据。此外，驱动器可用作集线器来连接外部传感器，提供瞬时信号。

经过处理的信号

由瞬时信号衍生而来的信号。例如，统计分布、频域分析或任务剖面指标。

分析信号

指示驱动器、电机和应用状况的信号。这些信号用于触发维护或促成系统设计的改进。

变速驱动，高效应对复杂场景

基于工况的维护其中一个组成部分就是监测设备状况。在变速应用中，应用的工况通常取决于速度。例如，速度越高，振动水平越高，虽然这种关系不是线性的。在特定的速度下甚至会发生共振，速度提高后，共振又会消失。

使用独立的系统来监测变速应用的工况非常复杂，需要知道速度及与速度相关的监测值。有利的解决方案就是使用驱动器进行工况监测（“驱动器作为传感器”或“驱动器作为传感器集线器”），因为驱动器中已经有了应用的速度信息。此外，在驱动器中很容易获得关于负载/电机转矩和加速度的信息。

精准监测，三步直达

建立基准
对于一个高效的工况监测系统，首先要明确和定义正常运行工况。建立基准是指定义应用的正常运行工况，即基准。定义基准值的方式有多种。

人工建立基准
运用以往的经验定义基线值，在驱动器中设定已知值。

基准运行
基准可以在调试期间确定。利用该方法，在相关速度范围内进行速度扫描，确定每个速度点的状况。但是，调试时在某些情况下，应用可能没有满负荷运行，或者需要磨合期。遇到这些情况时，必须在磨合期之后执行基准运行，使工作状态尽可能接近正常运行状态。

在线基准
这是一种非常先进的方法，可以在正常运行过程中捕获基准数据。当应用不允许探究整个速度范围，无法执行基准运行时，这种方式就非常有用。

建立基准之后，下一步是生成警告和报警的阈值。阈值表示必须通知用户应用的工况。设备工况的表示方法多种多样，业内流行的是采用四色红绿灯状态，工厂自动化工况监控 VDMA 规范24582现场总线中性参考资料对此作了描述。

定义阈值
阈值的定义方法如下：

绝对值
这是设备值已知时的常用方法。阈值有一个固定的值，与基准测量值无关。例如，操作员清楚设备的绝对限值，便可为报警阈值设置一个绝对值。在振动监测方面，可以使用ISO10816/20816 等标准中规定的限值作为报警阀值的绝对值。 

偏移
这种阈值设置方法需要了解应用和基准值。阈值取决于用户选择的定义偏移所依据的基准值。这种情况的风险是，设定值非常低或非常高会导致误报。设置错误可能导致即使发生故障，监测却毫无响应。 

因数
与偏移相比，该方法更容易使用，因为它不需要深入了解应用。阈值取决于基准值所乘的因数。例如，阈值可能是基准的150%。这种情况的风险是，阈值设定值会非常高。

执行监测
监测是通过与阈值的连续对比来进行的。在正常运行过程中，将实际值与阈值进行对比。如果监测到参数超出阈值达到预定义的时间，将激活警告或报警。计时器被配置成过滤器，短时瞬态不会触发警告和报警。
 
实际监测值可以通过 LCP、现场总线通信或物联网通信从驱动器中读取。此外，可以配置数字输出来响应特定的警告和报警。有些驱动器内置web服务器，也可以用来读取条件状态。

而今，驱动器不仅仅是简单的动力处理器。驱动器能够用作传感器和传感器集线器，处理、存储和分析数据，并具有连接功能，是现代自动化系统中的重要元素。自动化装置中往往已经配备驱动器，这为升级为工业4.0创造了大好机会。
 
由此带来了执行维护的全新方式，例如基于工况的维护。有些驱动器已经具备上述功能，先行者也已开始将驱动器用作传感器。

随着工况监控智能监测系统的发展，相信在未来的工业升级中必将扮演重要角色，为工业生产赋能，助力工业升级！