機械制造設備遠程監控與故障診斷技術探析

劉獻軍

摘 要：機械制造設備的工作環境主要是在室外環境中，這意味著機械設備在外加工制造作業時經常會受到外界的環境和天氣因素的影響。當受到外界各種因素影響后通常會影響到機械設備的運作。為了解決這個問題，我們為機械設備加上監控設備，從而實現能夠在第一時間內發現機械運行出現的問題，并及時解決。

關鍵詞：機械制造設備；故障診斷；遠程監控

1 對機械制造設備進行遠程監控的原理

對機械設備進行遠程監控主要由3個部分組成，主要包括采集終端、監控終端和遠程監控終端。

1.1 采集終端

采集終端主要是負責對機械制造設備的現場數據進行采集，并且對現場機械設備的運行狀況進行匯報，因此采集終端必須能夠放到機械加工制造的工作地點。考慮到采集終端會處于與機械制造設備相同的工作環境，同樣會受到外界環境和天氣因素的影響，采集終端的設計必須能夠經受得住各種干擾。采集終端的需要滿足的兩個主要任務是：一能夠為企業和機械制造設備建立聯系；二能夠為機械設備和機械設備的控制系統建立聯系。同時，還要為采集終端附加一個功能就是能夠實現機械設備故障分析功能。

1.2 監控終端

監控終端分為遠程監控終端及本地監控終端兩種。遠程監控終端主要用于監控設備通過互聯網連接到計算機；本地監控終端是為了實現監控設備通過局域網連接到計算機。兩者相互合作，才能實現對機械制造設備的全程監控，也能為出現的基本故障進行一定的判斷分析并能分類發送給相應的工人或專家來解決。

1.3 本地診斷

當機械制造設備由于某些原因而不能正常工作并被檢測到時，機械設備下面安裝好的信息采集設備就會對故障信息進行采集、分析及傳輸，這些信息就會被傳達給故障分析系統，故障分析系統收到信息后就會立即進行分析并診斷，排除一些原因后，得出機械設備運行故障的具體原因。

1.4 異地診斷

異地診斷是由實時診斷和Email診斷這兩種診斷模式構成的。由于其中存在著一定的差別，實時診斷就意味著對于診斷的過程可以是由專家通過網絡進行連線討論的，并且通過實時監測，還可以得出綜合的診斷結論，最后通過Email的方式把最后的結果傳輸回現場。而采用Email這種方式只能是診斷專家根據從現場傳輸回來的數據，憑借自己的經驗進行推測，這樣的結果的準確性比較差。

2 遠程監控和故障診斷實現的技術

2.1 數據的壓縮和傳輸

機械制造設備的遠程監控與故障診斷功能，在監控的過程中需要儲存和傳輸大量的數據和圖像，這些數據信息在進行傳輸的過程中需要消耗大量的成本。所以，要想在完整傳輸圖像、聲音等數據的基礎之上，盡可能地縮小數據在傳輸過程當中的損耗，就需要對數據進行壓縮，從而使得數據在傳輸的過程中的損耗降到最低。

2.2 診斷系統的開放性

機械制造設備的遠程診斷和傳統的機械診斷分析有著本質上的區別：傳統上的機械設備診斷所配備的知識庫是封閉或半封閉式的，其中的內容僅限于設計者的輸入和修改。而對于目前的遠程診斷而言，它所配備的知識庫全部都是以Web數據庫為核心的，這是一個開放型的數據結構。因此在遠程診斷設備應用之初設計者僅僅需要設計制作一個基本的知識框架就可以，當對遠程診斷設備進行維修和構造時，不僅僅設計人員可以參與，廣大用戶也可以參與進來。因此實現機械制造設備遠程診斷的關鍵就是怎樣設計出開放式的診斷系統。

2.3 虛擬現實技術

通常情況下，為了實現系統狀態的生動形象的表達，我們也可以結合使用多媒體及虛擬現實技術來實現。虛擬現實技術具有沉浸性和交互性的突出特點，虛擬現實技術的工作原理是對現實場景實現情景再現，就是把機械設備發生的變化以三維圖形的方式形象地表現出來，從而在機械制造設備的實際工作中發揮作用。當前，世界上通用的互聯網虛擬現實的語言標準是VRML2.0，在此語言標準和虛擬的建模工具的幫助之下，對需要進行遠程診斷的設備進行診斷，然后通過互聯網再把這些故障真實地反映出來，最終確保遠程診斷的準確性。

3 結束語

通過以上的分析可以得出，在計算機技術飛速發展的今天，為機械制造設備設計遠程監控系統能夠有效地避免機械設備出現的故障，并且遠程診斷系統還可以通過多個專家和系統對出現的故障進行及時的診斷，提高了故障診斷的準確性，從而大大減少了對故障設備進行檢查和維修的時間，并且還可以擴大設備和系統之間的數據共享范圍和故障診斷知識，從而使得工廠的經濟效益大大提高。

由于計算機技術的普及，網絡安全越來越受到威脅，網絡安全已經成為信息技術發展路上的一個非常嚴重的障礙，對于遠程診斷來說，一個非常重要的目的就是保障診斷信息的安全性，只有在相對安全的網絡環境之下，才能對機械制造設備進行遠程診斷，這樣診斷的數據才會有現實意義。因此，在設計遠程診斷系統之初，就要考慮整個系統的安全性，并進行全面的考察，這樣才能保證網絡信息的完整和保密。最通常的做法是，對需要網絡傳輸的數據進行加密、防火墻或者添加口令系統等技術，來實現網絡數據的絕密、安全傳輸。

參考文獻

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（作者單位：河北德鵬機械設備有限公司）