傳統(tǒng)的維護(hù)通常僅在出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)才進(jìn)行，或者依賴(lài)于人員的定期檢查，因此維護(hù)成本通常很高?；跔顟B(tài)的維護(hù)（基于狀態(tài)的維護(hù)）使用傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)視設(shè)備的運(yùn)行狀況，以便可以在出現(xiàn)故障之前及時(shí)對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)。
常見(jiàn)的應(yīng)用包括工業(yè)設(shè)備中的渦輪機(jī)，風(fēng)扇，泵和電動(dòng)機(jī)。從電動(dòng)機(jī)的故障類(lèi)型和傳感器的選擇開(kāi)始，本文介紹了基于狀態(tài)的維護(hù)（CBM）的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，希望給您一些有關(guān)如何實(shí)施基于狀態(tài)的維護(hù)（CBM）的啟示。
機(jī)械故障的故障類(lèi)型一般來(lái)說(shuō)，機(jī)械故障的故障類(lèi)型主要分為兩類(lèi)：機(jī)械振動(dòng)，其頻率為10Hz至1kHz或2Hz至1kHz（ISO10816）。機(jī)械磨損，頻率為2Hz至6kHz。
圖1：故障類(lèi)型與振動(dòng)頻率（圖片來(lái)源：ADI為您的應(yīng)用選擇最合適的加速度傳感器）振動(dòng)測(cè)量是目前最常用的方法，因?yàn)樗梢钥煽康刂甘緳C(jī)械問(wèn)題，例如不平衡和軸承故障。傳感器的選擇對(duì)于CBM，常用的測(cè)量信息的傳感器是：振動(dòng)，溫度，聲音，流量，壓力等。
測(cè)量傳感器的主要特征是故障類(lèi)型。振動(dòng)加速度傳感器廣泛用于CBM應(yīng)用中。
軸承狀態(tài)，齒輪嚙合，泵空化，不對(duì)中，不平衡，負(fù)載條件，聲壓傳聲器低成本/功率/尺寸電流傳感器低成本，無(wú)創(chuàng)，通常測(cè)量偏心轉(zhuǎn)子，繞組問(wèn)題，轉(zhuǎn)子條問(wèn)題，電源不平衡，軸承問(wèn)題，磁場(chǎng)磁傳感器（IC）磁傳感器模塊成本/尺寸低，頻率高達(dá)250Hz，轉(zhuǎn)子在溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定，帶鋼，端環(huán)問(wèn)題溫度紅外溫度傳感器配備了昂貴且精確的多種資產(chǎn)/熱源一度。由摩擦，負(fù)載變化，過(guò)多的啟動(dòng)和停止，電源不足等引起的溫度變化。
電阻溫度傳感器熱電偶紅外溫度傳感器低成本，小尺寸，準(zhǔn)確（圖表信息源：ADI選擇了最合適的預(yù)測(cè)性維護(hù)傳感器）傳感器參數(shù)指示器在選擇傳感器之前，您應(yīng)該首先了解電動(dòng)機(jī)的故障類(lèi)型。對(duì)于加速度傳感器來(lái)說(shuō)，更關(guān)鍵的參數(shù)是：噪聲密度，帶寬范圍，線性度等。
傳感器的性能越好，分析能力就越強(qiáng)。例如，對(duì)于低速電動(dòng)機(jī)的不平衡問(wèn)題，可能需要低噪聲密度傳感器，但是其對(duì)帶寬范圍的要求相對(duì)較低。
對(duì)于齒輪故障檢測(cè)，可能需要低噪聲密度和寬帶寬范圍。通過(guò)Digi-Key提供的參數(shù)搜索功能，您可以過(guò)濾出所需的傳感器，例如ADI加速度傳感器。
基于狀態(tài)的維護(hù)（CBM）設(shè)計(jì)和加速度傳感器輸出的實(shí)現(xiàn)主要分為兩種類(lèi)型：模擬和數(shù)字。具有模擬輸出的傳感器通常連接至獨(dú)立的ADC或連接至具有集成ADC功能的MCU，以轉(zhuǎn)換為數(shù)字輸出。
因此，如何有效地執(zhí)行數(shù)字信號(hào)處理變得尤為重要。邊緣節(jié)點(diǎn)（EdgeNode）通常，ADC或傳感器的數(shù)字輸出模式主要是SPI。
此方法通常不提供任何數(shù)據(jù)完整性檢查機(jī)制，時(shí)間戳和諸如混合來(lái)自不同傳感器的數(shù)據(jù)之類(lèi)的功能。因此，將傳感器數(shù)據(jù)打包到更高級(jí)別協(xié)議的邊緣節(jié)點(diǎn)中然后進(jìn)行傳輸非常有效。
這可以使傳感器接口更加堅(jiān)固和靈活。這要求邊緣節(jié)點(diǎn)使用適當(dāng)?shù)姆椒▉?lái)處理打包的數(shù)據(jù)流。
通用ADC或傳感器的主要數(shù)字輸出模式是SPI。 SPI是不平衡的單端串行接口，主要用于短距離數(shù)據(jù)傳輸。
對(duì)于長(zhǎng)距離有線傳輸，可以選擇使用RS-485傳輸。 RS-485信號(hào)傳輸是一種平衡的差分傳輸，它本身可以抵抗干擾，適用于長(zhǎng)距離數(shù)據(jù)傳輸。
RS-485的傳輸距離小于100米，數(shù)據(jù)傳輸速率可以達(dá)到50Mbps。如果降低數(shù)據(jù)傳輸速率，則傳輸距離可以擴(kuò)展到1000米。
（產(chǎn)品示例：ADIRS-485收發(fā)器）遠(yuǎn)程無(wú)線傳輸有多種方式，例如Wi-Fi，藍(lán)牙，LoRa，zigbee等。這里以ADISmartMesh為例，使您初步了解長(zhǎng)距離無(wú)線傳輸?shù)倪B接方法。
ADISmartMeshIP網(wǎng)絡(luò)基于6LoWPAN標(biāo)準(zhǔn)（IEEE802.15.4e），基于