基于信息的機械裝備綜合診斷系統關鍵技術分析

摘 要：目前，傳統的故障診斷技術和方法對于機械裝備綜合診斷還存在一定局限性，考慮到在環境惡劣的工作條件下的機械裝備容易出現特定的故障，同時，為了避免加重機械裝備的損壞，應該及時進行發現和修復故障。本文基于信息的機械裝備綜合診斷系統進行分析，提出了綜合運用各種故障診斷技術和方法，為了有效解決故障診斷難題，就診斷系統構成從硬件和軟件兩個方面進行分析和探討，指出這是解決故障診斷難題的有效途徑，希望對于今后機械裝備綜合診斷系統發展具有一定幫助。

關鍵詞：機械裝備故障 故障診斷技術 綜合診斷系統

中圖分類號：TP3 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）06（b）-0063-01

本文在分析機械裝備故障綜合診斷的基礎上，就診斷系統構成從硬件和軟件兩個方面進行分析和探討，指出這是解決故障診斷難題的有效途徑，希望對于今后機械裝備綜合診斷系統發展具有一定幫助。

1 機械裝備故障綜合診斷研究

1.1 機械裝備測試性

分析機械裝備測試中最為影響維修時間的主要因素就是全面的測試問題，這是因為隨著機械裝備的復雜化程度越來越夠高，大量的資源和時間都耗費在測試過程中，也越來越多體現出復雜性。所以，可測試性的要求則是對于機械產品設計上需要解決的問題。在這樣的要求下，多方面、全過程的機械裝備狀態信息則是故障綜合診斷相關要求。對載有信息的信號進行測試則是獲取信息為數不多的手段，目前，利用部分解體測試或者機外測試還存在一定困難。狀態信息的變化則是受到機械裝備出現故障的必然影響。

傳感器的應用原理如（表1）所示，機械裝備狀態信息測試可以利用電測法獲得。

提高機內測試能力和進行固有測試性設計這兩方面，則是提高機械裝備測試性主要內容。為了提高裝備的測試性，一方面應該為了便于用內部和外部測試設備檢測和隔離裝備故障，應從機械裝備功能硬件設計上考慮；另外一方面，在機械裝備內部專門設置測試硬件和軟件，這樣能夠體現出測試簡便和迅速的特點，或者為了確定什么部分發生了故障，能夠讓裝備自身能確定是否在正常工作，通過利用部分任務功能部件來檢測和隔離故障、監測系統。

1.2 機械裝備綜合診斷方法

隨著外部測試設備的診斷水平越來越高，基本上能夠解決相應的測試性差、無法診斷的問題，但是，帶來的其余的問題就是測試設備人數大幅度增加，相應的測試操作也顯得難度逐漸上升，為了能夠有效保證設備有效使用的維護費用相應也變得較為巨大。

為了滿足統診斷能力達到最佳的設計和管理，這里可以通過考慮和綜合全部有關的診斷要素的綜合診斷方法，主要包括相應的工程活動、確定設計、可靠性、維修性、測試性、人機工樣和保障性等等之間的相互接口問題。在這樣的條件下，為了滿足系統任務要求，應該盡可能的用最少的費用，能夠最有效地檢測、隔離系統和設備內已知的或預期發生的所有故障。

1.2.1 機械裝備綜合診斷信息模型

在機械裝備綜合診斷信息模型中，相關的數據信息主要包括：診斷數據、測試需求數據、傳感器數據、機內測試數據、維修數據、度量數據和產品設計數據等等，基于信息的綜合診斷方法的基本前提就是合理的診斷信息模型，應該對于這些相關數據進行分析。

1.2.2 機械裝備智能故障診斷

采用基于人工智能的智能診斷技術能夠有效降低虛警率，也能夠提高故障診斷能力。所謂的智能診斷技術，就是在故障診斷的設計、檢測、診斷、決策等多個方面應用到相關的專家系統、模糊理論、信息融合、神經網絡等技術，能夠有效提高診斷綜合效能，從而使得設備全壽命周期費用有所降低。目前，對于基于人工智能的故障診斷方法主要包括模糊控制、專家系統、人工神經網絡、圖論、遺傳算法、模式識別、Petri網和故障樹等等。

2 診斷系統構成

2.1 診斷系統的硬件構成

CAN總線數據傳輸系統為此系統的數據傳輸系統，其優點分析如下：第一，擴展性強，能夠自由組網，軟件升級可以滿足系統需要增加新的功能的要求；第二，為了滿足更多的傳感器信號進行高速數據傳遞的要求，可以將傳感器信號線減至最少；第三，符合國際標準的CAN數據總線則有利于進行數據交換；第四，數據傳輸距離較長，總線利用率高，數據傳輸速率高；第五，相對較低的成本。

（圖1）則為硬件構成原理框圖，機械裝備參數測試系統和故障診斷主機兩部分則組成了綜合診斷系統。

為了更好能夠讓CAN總線數據通信使用數據，可以把各參數測試模塊將模擬信號轉換為數字；對于綜合故障診斷主機來說，其主要完成的功能包括測試結果的分析診斷、測試信號的收集、診斷結果的輸出、人機對話以及相應的故障特征庫的維護等工作。

2.2 診斷系統軟件實現

診斷系統軟件是通過VC作為程序軟件開發工具，利用SQL建立數據庫，結合硬件系統設計和綜合診斷需求，完成編制綜合診斷分析與處理程序。要求軟件系統使用方便，具有較強的可操作性，友好的系統界面。

3 結論

機械裝備綜合診斷系統能夠滿足對于機械裝備的狀態監測和故障診斷的發展要求，以綜合診斷思想為指導思想，按照一定的機械裝備信息基礎，為今后的測試性更強，診斷性更準的機械裝備發展方向奠定相關基礎，被認為是一種適于機械裝備診斷的有效手段。

參考文獻

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