面向機(jī)電系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷的現(xiàn)代技術(shù)

劉文新

摘 要： 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)電系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)也取得了較大的發(fā)展，開(kāi)始應(yīng)用了一系列的現(xiàn)代技術(shù)來(lái)對(duì)機(jī)電系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，并且通過(guò)采用各種現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)來(lái)對(duì)故障進(jìn)行診斷。隨著現(xiàn)代化生產(chǎn)技術(shù)的不斷完善，也就帶動(dòng)了監(jiān)測(cè)和故障診斷技術(shù)的發(fā)展。下文主要圍繞機(jī)電系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析，并對(duì)故障的診斷技術(shù)進(jìn)行說(shuō)明。

關(guān)鍵詞：機(jī)電系統(tǒng) 狀態(tài)監(jiān)測(cè) 故障診斷 現(xiàn)代技術(shù)

中圖分類號(hào)：TH165.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-9082（2017）05-0250-01

前言

通過(guò)對(duì)機(jī)電系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，以及故障診斷技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)⒁恍┥a(chǎn)系統(tǒng)中潛在的事故隱患進(jìn)行發(fā)現(xiàn)，從而將這些設(shè)備故障進(jìn)行排除，防止出現(xiàn)惡性事故進(jìn)而帶來(lái)較大的損失。下文主要圍繞機(jī)電系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)的現(xiàn)代技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)要的探究，并對(duì)其故障診斷技術(shù)進(jìn)行闡述。

一、狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)的發(fā)展

隨著機(jī)電系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展，以及其診斷技術(shù)的發(fā)展，各種監(jiān)測(cè)儀器、診斷設(shè)備以及系統(tǒng)得到了較大的發(fā)展，其功能也變得更加的強(qiáng)大。就以振動(dòng)測(cè)量?jī)x器及其系統(tǒng)為例，其功能就有以下幾種，（1）軸振動(dòng)監(jiān)測(cè)、（2）殼體振動(dòng)檢測(cè)、（3）自動(dòng)預(yù)報(bào)警等等。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)外比較典型的系統(tǒng)主要分為以下幾種：

1.離線定期監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)

測(cè)試人員定期前往現(xiàn)場(chǎng)，通過(guò)傳感器來(lái)對(duì)各測(cè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試，并且用記錄儀器來(lái)記錄信號(hào)，也可以用存儲(chǔ)儀器來(lái)記錄信號(hào)，而對(duì)于數(shù)據(jù)處理工作，則可以在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行完成，也可以在便攜式內(nèi)置微機(jī)的儀器上進(jìn)行完成。因?yàn)檫@種系統(tǒng)有著成本較低的優(yōu)點(diǎn)，而且使用也非常的方便，故此在早期得到了廣泛的使用。但是這種系統(tǒng)測(cè)試工作非常的繁瑣，需要專門(mén)的測(cè)試人員來(lái)進(jìn)行測(cè)試，而且要進(jìn)行定期的監(jiān)測(cè)，不能夠避免一些突發(fā)性的故障。

2.在線檢測(cè)和離線分析檢測(cè)系統(tǒng)

這種系統(tǒng)又被稱為主從機(jī)檢測(cè)與診斷系統(tǒng)，在設(shè)備上的多個(gè)測(cè)點(diǎn)上，都可以安裝傳感器，由現(xiàn)場(chǎng)微處理器來(lái)對(duì)設(shè)備各測(cè)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，然后再由專業(yè)人員來(lái)進(jìn)行狀態(tài)的分析，進(jìn)行故障的診斷。與離線定期監(jiān)測(cè)系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)雖然避免了更換測(cè)點(diǎn)的麻煩，并且還實(shí)現(xiàn)了在線檢測(cè)以及報(bào)警的功能，然而需要離線進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，進(jìn)行數(shù)據(jù)判斷，而且在分析以及判斷時(shí)，要求有專業(yè)技術(shù)人員從旁指導(dǎo)。

3.自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)

這種系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)設(shè)備工作狀態(tài)的自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)，并且能夠及時(shí)的預(yù)報(bào)故障，還可以實(shí)現(xiàn)在線的數(shù)據(jù)處理，可以實(shí)現(xiàn)在線分析判斷。因?yàn)檫@種系統(tǒng)可以根據(jù)專家的經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行智能化的判斷，所以工作人員需要具有一定的專業(yè)素質(zhì)，要經(jīng)過(guò)相應(yīng)的培訓(xùn)才能夠適應(yīng)[1]。這種系統(tǒng)技術(shù)較為先進(jìn)，在更換測(cè)點(diǎn)時(shí)，不需要人為操作，也不需要專門(mén)的技術(shù)人員前來(lái)參與分析與判斷。然而，其軟硬件的研制工作量較大，且應(yīng)用的成本相對(duì)較高。

根據(jù)不同機(jī)電系統(tǒng)設(shè)備的需求，狀態(tài)監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)可以采取不同的檢測(cè)方式與診斷方式。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)于一些大中型的設(shè)備，其發(fā)展趨勢(shì)會(huì)朝向自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)方向發(fā)展。

二、狀態(tài)檢測(cè)技術(shù)以及故障診斷技術(shù)的進(jìn)展

1.信號(hào)采集技術(shù)

要想使機(jī)電系統(tǒng)得到更有效的監(jiān)測(cè)與診斷，那么就需要對(duì)相關(guān)的信號(hào)進(jìn)行不斷的采集，而在信號(hào)采集技術(shù)中，傳感器技術(shù)是其中的重點(diǎn)。一般情況下，根據(jù)功能的不同，可以將傳感器分為以下幾種[2]，（1）溫度傳感器、（2）振動(dòng)傳感器等，在之前，主要是對(duì)傳感器的硬件進(jìn)行研究，要確保其以下幾種能力都滿足相關(guān)的要求，（1）靈敏度、（2）穩(wěn)定性、（3）抗干擾能力，然而，監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)也變得越來(lái)越復(fù)雜，傳感器也有著更多的類型，從而形成了傳感器群，而這就使傳感器布局的研究得到了發(fā)展。傳感器如果組合不同，那么所提供的被測(cè)設(shè)備也會(huì)有所不同，從而產(chǎn)生對(duì)信息融合的研究。

2.信號(hào)分析和處理方法

在機(jī)電系統(tǒng)狀態(tài)檢測(cè)技術(shù)以及故障診斷技術(shù)中，信號(hào)的分析與處理是其中的一個(gè)重要方面。一般來(lái)說(shuō)，不能夠直接采用原始信號(hào)，而是要利用信號(hào)的分析處理技術(shù)，來(lái)對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，如此一來(lái)，就能夠?qū)C(jī)電系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有效的反應(yīng)出來(lái)。故此，在這項(xiàng)技術(shù)之中，提取敏感因子是其中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。當(dāng)前，出現(xiàn)了較多的信號(hào)分析以及處理技術(shù)，如（1）小波變換方法、（2）混沌分析方法等等。

三、基于遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)的異地狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)以及故障診斷技術(shù)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也取得了較大的發(fā)展，借助有關(guān)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，在傳送數(shù)據(jù)時(shí)會(huì)更加的準(zhǔn)確、更加的快速，借助于傳輸介質(zhì)，可以對(duì)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行在線監(jiān)測(cè) ，并對(duì)故障進(jìn)行診斷，而且可以實(shí)現(xiàn)資源共享。在故障監(jiān)測(cè)技術(shù)以及診斷技術(shù)中，可以充分利用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的一些重要參數(shù)實(shí)行連續(xù)的監(jiān)測(cè)，例如電機(jī)功率等，并且可以根據(jù)相關(guān)的協(xié)議填報(bào)到服務(wù)器的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)中，以方便遠(yuǎn)程專家進(jìn)行監(jiān)測(cè)，對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行察看以及診斷。當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)異常情況時(shí)，那么可以通過(guò)Internet的E-mail或者其他無(wú)線網(wǎng)絡(luò)來(lái)傳呼維護(hù)專家，從而對(duì)設(shè)備的故障進(jìn)行及時(shí)的處理。

采用這種系統(tǒng)有著以下幾種優(yōu)點(diǎn)：（1）能夠?qū)收线M(jìn)行遠(yuǎn)程診斷。在對(duì)故障進(jìn)行診斷時(shí)，采集的數(shù)據(jù)是其中的判斷依據(jù)，但是在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析時(shí)，分析人員的經(jīng)驗(yàn)以及水平對(duì)數(shù)據(jù)的分析有著重要的影響。因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)的人員因?yàn)榻?jīng)驗(yàn)有限，有可能會(huì)對(duì)故障難以判斷，而如果邀請(qǐng)專家趕往現(xiàn)場(chǎng)，那么就難以及時(shí)的對(duì)問(wèn)題進(jìn)行處理。而采用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)之后，那么就可以將數(shù)據(jù)傳送至診斷中心，那么專家們?cè)诋惖匾部梢酝ㄟ^(guò)傳輸來(lái)的數(shù)據(jù)來(lái)對(duì)故障進(jìn)行分析，并且將分析的結(jié)果及時(shí)的反饋到現(xiàn)場(chǎng)，從而采取措施，使損失有所減少。（2）能夠?qū)崿F(xiàn)知識(shí)資源的共享。可以邀請(qǐng)大范圍內(nèi)的領(lǐng)域?qū)＜遥瑏?lái)實(shí)現(xiàn)知識(shí)的共享，克服局部地區(qū)因?yàn)橹R(shí)缺乏的這一弊端，而且有助于加強(qiáng)科研院所的交流，使設(shè)備監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性了有了極大的提升。（3）能夠進(jìn)一步提升管理的水平。將遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)應(yīng)用到企業(yè)之中，與企業(yè)的管理系統(tǒng)進(jìn)行鏈接，如此就能使它們互通信息，能夠構(gòu)成企業(yè)的intranet系統(tǒng)，從而促使企業(yè)的管理水平有所提升。企業(yè)的銷售部門(mén)以及維修部門(mén)都能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)，為用戶提供一些關(guān)于維修方面的技術(shù)支持，能夠改善企業(yè)的售后服務(wù)水平。（4）能夠?yàn)橐恍┨厥獾脑O(shè)備提供故障診斷。遠(yuǎn)程診斷能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)以下幾種特殊設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控，第一，遠(yuǎn)洋船舶、第二，海洋鉆井平臺(tái)等等，極大的保障了設(shè)備的安全運(yùn)行。

結(jié)語(yǔ)

綜上，隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們的生活質(zhì)量有了較大的提升，對(duì)機(jī)電行業(yè)也越來(lái)越依賴。將狀態(tài)監(jiān)測(cè)故障診斷技術(shù)應(yīng)用其中，能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)故障，使事故發(fā)生的概率大大降低，從而保證了生產(chǎn)的安全性。

參考文獻(xiàn)

[1]靳永勝.機(jī)電系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷的技術(shù)探討[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2014，04：233.

[2]劉英英.探討面向機(jī)電系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)的現(xiàn)代技術(shù)[J].山東工業(yè)技術(shù)，2015，06：247.