行业需求:
风洞作为大型、复杂、精密的特种试验装备,规模十分庞大,典型风洞包括十几个部段、上千个部件,因高速、高压的气体流动带来了强振动、强冲击、强噪声、潮湿的运行环境,故障模式十分复杂,维护与维修工作十分繁重。随着风洞设备增多、结构复杂度增加、技术难度增大和试验任务的逐年增加,风洞以往采用的定期维修、故障维修相结合的维修模式,带来了维修不足或过剩问题,保障预见性、及时性、有效性水平较低,制约试验能力的发展,“试修”矛盾日益凸显,成为影响我国重点型号装备设计和定型进程的重要因素。
系统组成:
1.分布式数据采集系统:
针对风洞中多种类型设备,以网络化控制方式,支持对振动、应变、声发射、温度、湿度、压力、流量、转速、位移、电参量等多种类型传感器的数据采集。
2.数据存储系统:
实现各类信息的集中管理和维护,提供完备的数据库系统;对各类信息进行合理组织和维护,提高系统的兼容性和扩展能力。
3.集中式状态监控系统:
以组态软件为基础,建立具备开放、兼容特征的信息监控软件;以数据、图形、报表以及文件等方式实现良好的用户操作体验,并提供自动报告、邮件提醒、应急响应等多级处理措施。
4.故障诊断和预测软件平台:
实时分析系统中的全部数据并对异常进行诊断分析和定位,对设备的性能状态实时评估、发现潜隐性故障并预测发展趋势。
5.维修决策软件平台:
按照既定的优化策略进行决策,形成维修方案优化建议。
6.装备管理保障信息化平台:
以台账为中心,实现诊断、预测结论与装备信息的自动关联,实现装备的全寿命周期信息化管理。
应用案例:
目前该系统已经分别在某型低速风洞、跨声速风洞、高超声速风洞中成功应用。通过开放式体系架构,依赖健康管理技术优势,为风洞试验的安全、可靠运行提供了信息化保障手段,在风洞中实现了“基于状态的维修”模式。
1.低速风洞:针对模型姿态控制系统和试验动力系统中的旋转机械、往复机构装置,利用振动监测方法,实现如不平衡、不对中等多种机电设备常见故障的诊断和预测;跨声速风洞:针对洞体结构、阀门系统常见的裂纹、裂缝故障,通过应变分析法和声发射监测方法,长期监听故障薄。
2.弱环节的应力和损伤状态,自动生成诊断和预测报告,将故障消灭在萌芽之中。
3.高超声速风洞:针对闸板阀、姿态控制系统等设备在高速气流冲击下的异常振动、磨损、松动等故障,以振动和应变分析技术相结合,快速识别设备动作性能,及时发现故障隐患,实现预防性维修。
该系统可应用于航空飞行器、大型复杂设备、地面试验装备、船舶、高速列车、水电机组、桥梁等领域的测试、维修、维护和保障业务。