МЕТОД КАЛІБРУВАННЯ АКСЕЛЕРОМЕТРІВ ДЛЯ ВІБРОДІАГНОСТИКИ ПРОМИСЛОВОГО ОБЛАДНАННЯ
DOI:
https://doi.org/10.32782/IT/2022-3-6Ключові слова:
Інтернет речей; цифрова платформа; вібраційна діагностика; калібрування; акселерометр; промислове обладнанняАнотація
Предметом дослідження в статті є методика калібрування акселерометрів у складі цифрової платформи вібраційної діагностики промислового обладнання. Мета – підвищити інформативність процесів вібродіагностики промислового обладнання шляхом розробки та впровадження IoT-орієнтованих рішень на основі інтелектуальних датчиків та актуаторів за стандартом IEEE 1451.0-2007. Завдання: обґрунтувати доцільність використання платформено-орієнтованих технологій для вібраційної діагностики промислового обладнання та вибрати хмарний сервіс для реалізації платформи; розробити програмно-технічні рішення платформи IoT для вібраційної діагностики промислового обладнання; відкалібрувати систему вібродіагностики та перевірити точність вимірювань. Використані методи - мікросервісний підхід, багаторівнева архітектура та оцінка стану обладнання на основі даних про вібрацію. Ми отримали наступні результати. Розроблена та представлена в статті архітектура системи IoT для вібродіагностики промислового обладнання є трирівневою. Рівень автономних датчиків забезпечує зчитування індикаторів віброприскорення та передає дані на рівень Hub, який реалізований на базі одноплатного мікрокомп’ютера BeagleBone через цифровий бездротовий канал передачі даних BLE. Обчислювальна потужність BeagleBone забезпечує роботу з алгоритмами штучного інтелекту. На третьому рівні серверної платформи вирішуються задачі діагностики та прогнозування стану обладнання, для чого застосований алгоритм Dictionary Learning, реалізований мовою програмування Python. Перевірку методики калібрування акселерометра для вібраційної діагностики промислового обладнання проведено на унікальному стенді. Висновки. Коректна робота всієї системи підтверджується збігом очікуваних і виміряних результатів. На наступному етапі ми плануємо розробку додаткових мікросервісів, які забезпечать можливість використання методів аналізу часових рядів і сучасних технологій штучного інтелекту для комплексної діагностики та прогнозування стану обладнання.
Посилання
Evans D. The Internet of Things How the Next Evolution of the Internet Is Changing Everything, Cisco IBSG, 2011. – URL: http://www.cisco.com/web/about/ac79/docs/innov/IoT_IBSG_0411FINAL.pdf. (дата звернення: 17.11.2022).
Rytter A. Vibrational Based Inspection of Civil Engineering Structures: Ph.D., Thesis defended publicly at the University of Aalborg, April 20, 1993. - URL: https://vbn.aau.dk/en/publications/vibrational-basedinspection-of-civil-engineering-structures (дата звернення: 17.11.2022).
Park G., Muntges D. E., Inman D. J. Self-monitoring and self-healing jointed structures. Damage Assessment of Structures, Proceedings of the4th International Conference on Damage Assessmentof Structures : KeyEngineering Materials, 2001, Vols. 204-205. P. 75-84. DOI: 10.4028/www.scientific.net/KEM.204-205.75.
Comparison on seismometer sensitivity following ISO 16063-11 standard / Larsonnier F. et al. 19th International Congress of Metrology, 2019. Article No. 27003. DOI: 10.1051/metrology/201927003.
Bilgic E. Determination of Pulse Width and Pulse Amplitude Characteristics of Materials Used in Pendulum Type Shock Calibration Device. Acta Physica Polonica. 2017. Vol. 132. No. 3-II. P. 857-860. DOI: 10.12693/APhysPolA.132.857.
ISO 16063-11:1999. Methods for the Calibration of Vibration and Shock Transducers. Part 11 : Primary vibration calibration by laser interferometry. International Organization for Standardization (ISO), Geneva, Switzerland, 1999. 27 p.
Building the Hyperconnected Society. / Elias Tragos et al. Securing the Internet of Things. River Publishers, 2015. 33 p. – URL: https://www.researchgate.net/publication/289253024_Building_the_Hyperconnected_Society (дата звернення: 17.11.2022).
BeagleBone® AI. : веб-сайт. – URL: https://beagleboard.org/ai. (дата звернення: 17.11.2022).
IEEE 1451.0-2007. IEEE Standard for a Smart Transducer Interface for Sensors and Actuators - Common Functions, Communication Protocols, and Transducer Electronic Data Sheet (TEDS) Formats. CFAT - Common Functionality and TEDS Working Group. 2007. - URL: https://standards.ieee.org/ieee/1451.0/3441 (дата звернення: 17.11.2022).
Impact of COVID-19 on IoT Adoption in Healthcare, Smart Homes, Smart Buildings, Smart Cities, Transportation and Industrial IoT / Umair M. et al. Sensor. 2021. Vol. 21. Iss. 11. Article No. 3838. DOI: 10.3390/s21113838.
Koene I., Klar V., Viitala R. IoT connected device for vibration analysis and measurement. HardwareX. 2020. Vol. 7. DOI: 10.1016/j.ohx.2020.e00109
Villarroel A., Zurita G., Velarde R. Development of a Low-Cost Vibration Measurement. System for Industrial Applications. Machines. 2019. Vol. 7. Iss. 1. Article No. 12. DOI: 10.3390/machines7010012.
Design and Validation of a Scalable, Reconfigurable and Low-Cost Structural Health Monitoring System. J. J. Villacorta et al. Sensors. 2021. Vol. 21/ Iss. 2. Article No. 648. DOI: 10.3390/s21020648.
Combining Design Thinking and Agile to Implement Condition Monitoring System: A Case Study on Paper Press Bearings / Sánchez R.V. et al. IFAC-PapersOnLine. 2022. Vol. 55. Iss. 19. P. 187-192. DOI:10.1016/j.ifacol.2022.09.205.
Wilk M.B. The Shapiro Wilk And Related Tests For Normality. 2015. - URL: https://math.mit.edu/~rmd/465/shapiro.pdf (дата звернення: 17.11.2022).
