機電一體化設備的故障診斷技術研究

崔志勇

摘要：隨著我國經濟的不斷發展，機電一體化產品越來越多，并逐漸進入各領域的生產與生活中，人們對該類產品的要求也相應提高，尤其是其故障發生率和可靠性的要求，而機電一體化設備具有獨特的故障特點，因此，傳統的故障診斷方法不能解決其問題。本文針對機電一體化產品設備，主要對其故障特點與診斷方法進行了分析。

關鍵詞：機電一體化設備；故障；診斷技術

1 機電一體化設備故障特點

機電一體化設備關系到企業正常的生產，因此一旦企業的機電一體化設備發生故障，就會影響到企業的生產，給企業的經濟帶來一定的損失，因此做好機電一體化設備的故障維修工作是實現企業安全生產的必要手段。機電一體化設備包含的零部件非常的多，而且這些零部件具有很高的科技含量，其大部分與電子技術相關，因此相對于機械設備相比，機電一體化設備出現故障的概率要大，而且導致機電一體化設備出現故障的因素也比較多，可能是因為機械設備的原因，也可能是因為電子技術的因素，所以機電一體化設備在故障維修時的難度很大，具體而言，機電一體化設備故障的特點主要集中在以下幾個方面：

①機電一體化設備發生零件磨損的概率比較大，機電一體化設備包含大量的零部件，這些零部件在使用過程中會經常發生嚴重的磨損，而一旦零部件出現磨損就會導致機電一體化設備發生故障。

②機電一體化設備故障發生具有突發性與隱蔽性。機電一體化設備含有大量的電子產品，這些電子產品出現故障前夕是沒有任何征兆的，不同于機械產品可以通過系統的觀察預測到故障的發生，因此一旦電子產品出現細微的故障，機電一體化設備就會瞬間停止工作。

③機電一體化設備的報警系統不完善，在機電一體化設備發生故障后，報警顯示系統不能全面反映故障發生的部位以及原因，導致在維修的時候很難確定具體的故障原因。

④多故障同時發生。機電一體化設備故障的發生多是伴隨著多種故障的同時發生，而且這些故障并不是簡單的重復相加，而是相互影響。比如機電一體化設備在不運轉時，人們可能會判斷是機械設備出現了故障，其實除了機械設備出現了故障之外，電子技術也出現了故障，因為它們是相互影響的，一旦設備出現故障就會導致電子產品出現故障。

2 機電一體化設備故障診斷技術

2.1 機電一體化設備故障診斷技術概述

機電一體化設備故障診斷技術從本質上來說是一種設備自身的檢測技術，它類似于生物體只剩的免疫系統，對預防和解決故障有重要的作用。在設備正常運轉過程中故障診斷技術主要針對設備系統可能出現的故障進行分析，根據系統在設備運轉中采集的信息綜合判斷，設備是否正常運行，減輕人工檢測設備是否正常運行的工作負擔。在設備出現故障之后，系統對出現的故障進行檢測、分析和判斷，確定故障的類別，為之后解決故障打下基礎。在確定設備運轉出現故障，并且大概確定故障的類型之后，故障診斷系統還會對出現的故障進行進一步的分析和定位，分析出故障發生的原因和出現故障的具體位置，為之后解決故障做好準備。最后在故障診斷系統明確故障原因和位置之后，根據具體情況對故障進行修復，一般來說簡單的故障會由設備自身自行修復，對于一些設備自身修復功能解決不了的故障，診斷系統會發出警報并自行停止設備的運行，保障生產的安全，避免因為設備故障引發事故，待有相關的技術人員對設備進行修復。在故障排除之后，方能繼續運行設備。

2.2 機電一體化設備故障診斷技術原則

機電一體化設備的故障診斷技術不是單純的技術問題，在解決過程中應該巧妙的應用相關診斷技術解決出現的故障。機電一體化設備的故障診斷技術是機遇機電一體化設備的一門技術，在制定診斷系統之前應該對相關設備的結構和功能進行分析和了解。同時分析設備運行的工作環境，和工作形式等具體問題，不能憑空而論。在對故障的分析方面，要明確不同的故障可能產生的影響和故障產生的形式，和引發故障的根源。在必要的時候才用故障樹分析法對故障進行系統的分析，找出不同的故障之間的邏輯聯系和內在關系。對于故障的判斷不能以肉眼的判斷作為單純的依據，對于故障的解決方法不能單純憑借經驗解決。

2.3 機電一體化設備常見診斷技術及分類

雖然機電一體化設備的科技技術含量較高，但是針對機電一體化設備常見的故障，有很多的診斷技術，例如根據溫度是否異常做出判斷的溫度檢測技術，根據故障出現的原因，通過分析整理和歸納而做出診斷的故障樹分析檢測技術和白診斷技術、設備壓力檢測技術等等。如今的很多機電一體化設備在發生故障時，自身會有警告信息顯示，根據設備的警告信息顯示對設備的故障進行診斷，通過查找手冊等方法排查相應的故障，這一類型的檢測診斷技術稱之為故障診斷指示技術，這種技術在解決故障時相對高效。與之相對的無指示故障診斷需要根據操作人員的經驗和進一步的檢測手段對故障出現的原因和位置進行分析判斷，之后對故障進行解決，這一方法相對于指示技術要更麻煩，效率更低，對故障排除員對設備的經驗要求更高。除了上面提到的技術之外，設備的故障類型分類中還有根據設備是否出現破損斷定故障發生的程度分為破環性故障和非破環性故障，破環性故障會影響機電一體化設備本身，如果操作人員操作不當會導致設備異常甚至會損壞設備。而非破環性故障會讓設備在運行中受影響，而不會損壞設備，只需要及時排除故障即可。

3 機電一體化設備的故障診斷技術的發展趨勢

3.1 基于網絡的遠程協助診斷技術

如今的我們生活的時代是一個網絡時代，為了順應時代的發展潮流，故障診斷技術必須要結合先進的網絡技術，只有這樣，故障診斷技術才能滿足生產企業的需求，才能得到廣泛的應用。網絡化的遠程協助診斷系統綜合借鑒了多種機電一體化設備的故障診斷的成功經驗，不僅可以診斷出不同設備存在的故障，滿足不同工業現場的生產需求，還可以成功地將檢測現場和診斷中心聯系起來，提高了診斷系統的準確性，獲得了用戶的普遍認可，被廣泛的應用于各個領域。

3.2 人工智能專家系統

所謂的人工智能專家系統就是將故障診斷專家成功的工作經驗和計算機擁有的數據信息相結合的故障診斷系統。人工智能專家系統利用專家處理故障的實際案例來幫助網絡獲取知識，將針對同一個問題的所有知識聚集在一起，這樣不僅提高了監測系統獲取信息的速度，還提高了診斷系統的精確度。

3.3 小波分析

小波分析是一種關于信息的時間和尺度的分析方法，該方法具有較好的時頻定位功能，一般被應用于時變、瞬態及非線性信息的分析領域。小波分析為機電一體化設備的故障診斷技術注入了新的活力，推動了故障診斷技術的發展。

4 結語

隨著國民經濟發展，機電一體化設備產品不斷進入生產與生活領域，人們對產品的輸出柔性、工作性能及可靠性方面提出了更高的要求。然而，就現階段而言，我國機電一體化設備故障診斷技術仍存在諸多不足之處，希望通過文章的分析與研究，能夠為工作人員更好的認識與掌握機電一體化設備的故障診斷技術，正確了解其存在的不足，從而使其更有針對性的采取解決對策來對故障診斷技術進行不斷優化，從而促進我國機電一體化設備的故障診斷技術的更好發展。

參考文獻

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（作者單位：河鋼承鋼公司能源事業部余能發電作業區）