探討面向機電系統狀態監測的現代技術

劉英英（河北順天電極有限公司,河北淶水074199）

探討面向機電系統狀態監測的現代技術

劉英英
（河北順天電極有限公司,河北淶水074199）

在科學技術飛速發展的過程中，開始應用一系列的現代技術來檢測機電系統的運行狀態，并更加科學地診斷故障，如計算機技術、機械電子技術、現代測試技術等。現代化生產和制造技術日趨成熟，必然會出現運行監測和故障診斷技術，通過這些技術的應用，可以促使機電系統運行的安全性得到保障，更加科學的開展維護管理工作。

機電系統；狀態監測；現代技術

通過機電系統狀態監測與故障診斷技術的應用，可以對潛在于生產系統中的事故隱患有效發現，將設備故障給予及時排除，避免有設備惡性事故出現，否則因為人身傷亡、環境污染等問題，就會帶來較大的損失。狀態監測和故障診斷技術在實踐過程中取得了不錯的效果，如今應用范圍在不斷的擴大。

1狀態監測與故障診斷系統的發展

如今狀態監測和故障診斷技術日趨成熟，逐漸出現了諸多的監測診斷儀器和系統，有著越來越完善的功能。如振動測量儀器和系統，就包括諸多的功能，如軸心軌跡分析、軸向串動、頻譜分析、三維功率譜分析等等。具體來講，可以從三個方面來劃分機電系統狀態監測與故障診斷系統：

1.1離線定期監測與診斷系統

本種系統指的是測試人員需要定期、經常地測試各個測點，借助于相關儀器來對信號進行記錄和存儲，在專用計算機上來處理數據；本類系統不需要較高的成本，可以較為方便地使用，因此早期應用較為廣泛。但是本系統的應用，有著比較麻煩的測試，并且突發性故障無法及時解決。

1.2在線監測和離線分析監測系統

本系統主要是將傳感器安裝于設備上的多個測點中，借助于現場微處理器來采集和處理設備各個測點的數據，狀態分析和故障診斷工作由專業人員在主機系統上完成。本種系統不需要對測點頻繁更換，檢測和報警功能也可以在線實現，但是數據分析和判斷工作由專門的工作人員來離線完成。

1.3自動在線監測與診斷系統

借助于本系統，可以對設備的工作狀態自動在線監測，并且將出現的故障及時預報出來，處理和分析數據可以在線完成。本系統在比較判斷中，將專家經驗和相關準則加以應用，智能化程度得到了提升，對于工作人員沒有較高要求，只需要經過短暫的培訓，就可以正常使用。本類系統具有較多優勢，如測點不需要人為更換，專門的測試人員和專業技術人員都是不需要的；但是軟硬件有著較大的研制工作量，并且需要較高的應用成本。

2　狀態監測與故障診斷技術的進展

2.1信號采集技術

要想更好地監測和診斷機電系統，就需要對相關信號有效采集，而傳感器技術則是信號采集技術的重點。通常情況下，結合功能的不同，可以將傳感器劃分為溫度傳感器、振動傳感器等諸多類型，過去主要是研究傳感器硬件，保證其靈敏度、穩定性和抗干擾能力等符合相關要求，但是監測診斷系統日趨復雜，傳感器也有著較多的類型和數量，有傳感器群形成，這樣就需要研究傳感器布局；傳感器組合方式的不同，可以將不同類型的設備以及設備不同部位的信息提供出來，因此，就需要研究信息融合。

2.2信號分析和處理技術

在機電系統狀態監測與診斷技術中，非常重要的一個方面就是信號分析與處理。通常情況下，我們不能直接采用大部分的原始信號，需要借助于信號分析處理技術來分析處理信號，這樣方可以將機電系統運動狀態反映出來，因此，在本技術中，關鍵環節就是確定和提取敏感因子。如今，出現了較多的技術來分析和處理機電系統動態信號，如多軸階比信號分析技術、小波變換方法、混沌分析方法等等。

2.3設備故障診斷方法

在機電系統監測和診斷技術中，核心內容就是故障診斷，通過監測，保證機電系統能夠正常穩定的運行。具體來講，故障診斷就是對出現異常運行狀態的機電系統，進行分析，找出故障原因。結合信號類型的差異，我們可以用振聲診斷、溫度診斷、油液分析、光譜分析等來劃分故障診斷技術，因為技術條件等因素的限制，信號經過相應儀器處理后，需要借助于人工分析方法，比如分析油液中顆粒大小和形狀等，然后有機聯系故障。如今，人工智能技術日趨成熟，故障診斷有著越來越搞得自動化和智能化程度。專家系統借助于人機對話，可以對各種常見故障準確的診斷。對于不確定信息的處理，可以利用模糊理論來完成，因此通常就可以結合專家系統，分別進行先處理和后處理。

3　基于遠程網絡的異地狀態監測與故障診斷技術

計算機通訊技術日趨成熟，計算機網絡開始出現，借助于相關的網絡協議，來快速準確地傳送數據，借助于傳輸介質，就可以在線、實時監測設備狀態，診斷故障，并且資源共享也是可以實現的。在故障監測和診斷中，可以將現代網絡技術充分利用過來，連續監測生產設備的重要參數，如數控機床的設備工作參數、電機功率等，并且借助于相關協議，在服務器設備運行狀態歷史數據庫中存儲相關數據，這樣對于歷史數據，遠程專家就可以實時監測和查看。同時，也可以科學診斷設備運行狀況。如果有設備異常情況出現，那么借助于因特網和手機短信或者其他的無線網絡等，可以有效傳呼設備工程師和維護專家，以便快速及時的響應和處理設備故障。

4　結語

機電工業是支撐國民經濟和社會發展的基礎性產業之一，隨著我國國民經濟的快速發展和人民生活水平的不斷提高，對機電行業的依賴程度也越來越高。將狀態監測故障診斷技術應用到機電系統中，可以降低事故發生幾率，及時找出運行過程中出現的安全隱患，然后采取相應的措施進行解決，續發損壞也可以得到消除，維護費用成本得到了顯著降低，可以促使生產安全性得到保證。在科學技術飛速發展的今天，人們將會更加深入地研究和革新本項技術，并且會更加廣泛地應用一系列先進技術，如計算機網絡技術、虛擬技術、現代信號處理技術等，以便在更多的行業領域內廣泛應用。

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