機電一體化設備的故障診斷技術研究

張榮 張澤宇

摘? 要：機電一體化設備是大工業生產中必備的生產設施和器材。對于這類設備來說，使用的頻率較高，強度較大，因而出現故障的概率也極高。對于機電一體化設備的故障診斷是保障相關設備能夠更好的處于正常運行狀態的最要手段，也是最重要的手段。而對于故障診斷來說其涉及很多技術，這些技術的應用有助于相關設備維護人員充分了解設備的運行狀態，及時發現設備存在的故障隱患，并且有助于相關人員對于出現故障的設備的故障位置的確定以及故障原因的判斷。由此可見機電一體化設備的故障診斷極為重要。基于此，本文以機電一體化設備的故障診斷技術研究為議題，充分分析了相關內容，從而為相關人員提供指導。

關鍵字：機電一體化;故障診斷;技術研究

前言

機電一體化設備故障診斷是一個復雜的機械維護技術集合。對于不同的機電一體化設備診斷的具體問題涉及的技術有所不同，并且同一個問題也會涉及多種診斷技術。對于故障診斷技術來說，其涉及到機電設備發生故障的過程中對于出現故障解決的方案設計。對于不同的故障通過一定的故障診斷技術的結合就能夠形成較為合理的診斷方案，從而能夠有效的解決機電一體化設備的相關問題，極大的提升當前相關的機電一體化設備的運行質量，從而極大的促進生產效率的提升，為相關的工業化生產提供保障。

1.機電一體化設備的構成分析

1.1設備層分析

機電一體化設備是一類復雜的設備，其涉及多個機械單元和環節，因此實現各個環節的貫穿連接有助于提升機電一體化設備的運行狀態。對于該設備來說可以分為兩個模塊，這兩個模塊即為設備層和自動化、控制層。對于設備層來說，其主要作用在于將計算機相關設備和低層閥門、拖動相關設備以及相關傳感器等相關設備進行系統的連接，從而形成統一化的機電一體設備系統。設備層主要關于主要設備的整合模塊，其為整個一體化設備系統的基礎，因而對于該模塊，需要進行更好的維護。當前，對于設備層來說，隨著相關技術的提升，現場總線技術趨向穩定，因而設備層的網絡結構趨向多樣性。

1.2自動化和控制層分析

自動化和控制層是機電一體化設備能夠有效開展相關生產任務的重要保證。對于通信網絡來說，結合自動化控制系統，就能夠實現高容量的自動通信過程，對于機電一體化設備的正常運轉有著重要作用。對于這個模塊來說，其涉及的工業生產網絡目前主要為工業相關的以太網、DH網絡為應用網絡。對于控制網絡來說，其具備較好的性能，并且對于運動離散傳動的集成控制能夠很好的實現。此外其能夠很好的促進多信道傳播對等通信數據和輸入設置，并且可以通過特殊的時間片控制算法來提高傳輸的預定數據，實現了數據傳播的穩定與正確性。因此結合自動化和控制系統的機電一體化設備具有很好的操作性，并且運行效率和質量大大提升。

2.機電一體化設備的故障特點分析

2.1相關零部件數量多

對于機電一體化設備來說，其在長期高負荷的運轉中容易出現各種各樣的故障，而對于這些故障來說具有一些很明顯的特點。首要的特點就是相關的零部件極多。對于機電一體化設備來說，其不慎就是一個高集成的設備系統，因而其涉及的零部件極多，可以說，機電一體化設備是多重零件的結合體，就是這些零部件的有機的結合在一起實現了相關設備的正常運轉。因此只有具備較好的貼合功能的零部件的整合才能達到結構復雜的相關設備運行需求。因此對于常規工作過程中故障診斷情況，若想將零部件出現的故障及其產生原因迅速定位是存在著一定的難度的。對于這個情況，主要原因則是由于造成機電一體化設備故障的因素較多，因而很難進行判定的就是機械設備的零部件故障。再者在檢測的時候因為一些故障在短時間變化不大，對于機電一體化設備的順利運行暫時不會造成太大的影響，因此報警系統往往不會發出警報。

2.2目的性明晰

對于機電一體化設備的故障的診斷來說，其主要的目的就是在機電一體化設備運行的時候可以應用到相關的技術，同時有效的對故障進行處理，從而確保安全生產，避免產生人員傷亡以及經濟損失的情況。從這一層來說機電一體化設備的故障診斷具有很明確的目標，因而能夠在相關工作中迅速確定工作相關內容，提高工作效率。并且這種具有明確目標的工作過程，有助于提升工作質量，這對于機械設備能夠得到及時維護具有很好的作用和效果。

2.3綜合性極強

由于機電一體化設備的復雜性，這個情況給設備的故障診斷工作帶來的一定的挑戰。尤其是在對其進行診斷的過程中，一般會涉及到液壓機器的操作原理和應用、摩擦學、機械制造以及物理學等相關知識，由此可見這個方面對于故障診斷人員儲備知識的要求就相對較高，所以綜合性較強。對于這種綜合性較強的工作，對于相關人員的要求也很高。如果相關人員不具備相關技能或者技術素質不過硬，那么對于相關問題的有效解決就會有很大的阻礙和影響。此外對于這類故障的確定和解決的過程，需要根據相關工作經驗構建相關設備的故障維修手冊，對于再次發生此類故障就能夠根據相關情況，來準確定位，從而能夠實現對相關問題的及時解決，為維護相關企業的工業生產質量提供保障。

3.機電一體化設備的故障診斷技術概述

3.1劃分故障類別的診斷技術

對于劃分故障類別的診斷技術來說，這是一類重要的機電一體化故障診斷技術。這種故障診斷技術能夠結合由于機電一體化設備的故障造成損壞的零部件的情況或者相關故障對機電一體化設備穩定工作產生的影響的情況，將相關故障劃分為非破壞性故障和破壞性故障兩大類。一般來說，在實際的檢測機電一體化設備的故障隱患的過程中，這種方式故障診斷能夠科學地引導相關的維修工作者快速地確定故障的范圍及其主要因素，從而能夠實現對嚴重影響機電一體化設備工作的設備問題快速解決，進而實現盡量地防止損壞和損失的效果，為相關企業的生產提供保障。

3.2在線診斷以及離線診斷相關技術

對于在線診斷和離線診斷技術來說，是機電一體化設備故障診斷中的主流診斷技術。尤其是在機電一體化設備出現故障之后，能夠采用離線診斷技術來實現相關故障的類別和故障位置及原因進行基本的定位。當然在當前的高科技不斷的發展中，在線診斷技術的作用顯得極為重要，也是未來發展的趨勢。由于當前信息技術迅速發展和應用，因此相關工作人員能夠應用信息技術實時地發現故障問題。近些年來，不斷進步的故障診斷技術中的在線診斷技術可以劃分為知識的技術、處理信號的技術、模型解析的技術，其中，知識的技術與處理信號的技術無需對對象的數學模型進行檢測，因而被廣泛地關注。

3.3檢測設備參數相關技術

對于機電一體化設備的故障診斷中，確定相關設備是否存在故障取決于相關參數是否偏離相關正常值，或者符合某類故障的典型值，那么出現這種情況，就能通過相關設備的具體參數來直接確定設備的故障類別，從而引導相關工作人員對相關故障的快速而又準確的定位。對于這個過程涉及的一類故障診斷方法就是檢測設備參數相關技術。對于機電一體化設備來說，其具有的一個共同點那就是固定的參數，對于每一個零部件來說，其對應的固定參數都是不變的，由此可以通過相關參數的來確定故障。此外，在判斷零部件的損害程度時，主要是根據設備在運行過程中的相關數據以及振動頻率來進行的。該技術之所以能夠被廣泛使用，主要是由于其具有較高的準確率以及便于操作的特點。

參考文獻

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