初探機(jī)電一體化設(shè)備故障診斷技術(shù)

摘 要：對(duì)于機(jī)電一體化而言，就是基于諸多設(shè)備，在其中運(yùn)用電子技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備信息的處理。當(dāng)運(yùn)用機(jī)電設(shè)備一體化時(shí)，往往會(huì)發(fā)生或多或少的故障問(wèn)題，這些問(wèn)題是無(wú)法避免的，及時(shí)、準(zhǔn)確診斷設(shè)備故障，有助于維修工作的開展，保證設(shè)備能夠安全生產(chǎn)?；诖耍疚倪M(jìn)行了如下探究，希望能幫助相關(guān)人士。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化;網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu);設(shè)備穩(wěn)定性;故障診斷

引言：在機(jī)電一體化設(shè)備中，對(duì)于故障診斷技術(shù)來(lái)講，就是對(duì)故障情況進(jìn)行診斷，基于存在的故障問(wèn)題，制定行之有效的措施，有效處理故障問(wèn)題，應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)有著一定的難度。需要精準(zhǔn)定位故障位置;充分了解引發(fā)故障的因素，確定主要影響因素;借鑒優(yōu)秀案例，并依據(jù)有關(guān)的理論內(nèi)容，執(zhí)行有效的處理對(duì)策。簡(jiǎn)而言之，需要逐步進(jìn)行此項(xiàng)工作，保持嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，需要得到有力的技術(shù)支撐。

1.設(shè)備網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)組成

通常情況下，針對(duì)機(jī)電一體化產(chǎn)品來(lái)講，其和網(wǎng)絡(luò)有著很大的關(guān)系，一般可以將該設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分為多層，譬如自動(dòng)化層。

1.1設(shè)備層

在現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)中，對(duì)于設(shè)備層網(wǎng)絡(luò)來(lái)講，其不僅是一種工業(yè)指標(biāo)，而且是也屬于開放性網(wǎng)絡(luò)，主要基于一些簡(jiǎn)單設(shè)備及工業(yè)設(shè)備，譬如計(jì)算機(jī)、閥門，在之間進(jìn)行連接。現(xiàn)如今該項(xiàng)技術(shù)發(fā)展較快，出現(xiàn)了很多種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，譬如星形結(jié)構(gòu)、環(huán)形結(jié)構(gòu)。

1.2自動(dòng)化與控制層

針對(duì)I/O與對(duì)等通信網(wǎng)絡(luò)，要想達(dá)到高吞吐量，應(yīng)當(dāng)?shù)谝粫r(shí)間控制網(wǎng)絡(luò)，多種網(wǎng)絡(luò)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，尤其是控制網(wǎng)，該網(wǎng)絡(luò)有著諸多突出性能，譬如可以實(shí)現(xiàn)對(duì)傳動(dòng)的控制，無(wú)論是輸入數(shù)據(jù)，還是對(duì)等通信數(shù)據(jù)，都能夠?qū)崿F(xiàn)多信道傳播，同時(shí)還具備時(shí)間片控制算法，即便時(shí)間較為苛刻，也可以對(duì)預(yù)定數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸。

2.故障診斷技術(shù)

對(duì)于故障診斷技術(shù)，本文主要從故障劃分技術(shù)、在線與離線診斷技術(shù)、參數(shù)檢測(cè)技術(shù)、專家系統(tǒng)等方面進(jìn)行分析，以供參考。

2.1故障劃分技術(shù)

可以依據(jù)零部件損壞情況，并結(jié)合故障對(duì)設(shè)備造成的影響，可將故障劃分為兩種，一是破壞性故障，二是非破壞性的，針對(duì)機(jī)電一體化設(shè)備，在對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，有效分類故障，有助于及時(shí)明確故障范圍，并且找到故障的主要因素，進(jìn)而能夠更好處理設(shè)備問(wèn)題，最大程度降低損失及破壞。

2.2在線與離線診斷技術(shù)

針對(duì)機(jī)電一體化設(shè)備，當(dāng)其出現(xiàn)故障時(shí)，既可以采用在線診斷技術(shù)，也可以采用離線診斷技術(shù)。伴隨技術(shù)的飛速發(fā)展，再加上被廣泛使用，能夠借助信息技術(shù)，達(dá)到實(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)故障的目的。最近幾年以來(lái)，故障診斷技術(shù)取得較快發(fā)展，尤其是在線診斷，可以將其分為多種技術(shù)，譬如信號(hào)處理技術(shù)，無(wú)論是信號(hào)處理技術(shù)，還是知識(shí)技術(shù)，都可以不用檢測(cè)對(duì)象模型，由此得到了人們的高度重視。

2.3參數(shù)檢測(cè)技術(shù)

對(duì)于任何一種機(jī)電一體化設(shè)備而言（圖1），基本上存在功能參數(shù)，即便是所有的零部件，都有著一定的參數(shù)，在設(shè)備處于運(yùn)行過(guò)程中，有效分析參數(shù)及振動(dòng)危害，可以對(duì)參數(shù)差異性進(jìn)行明確，進(jìn)而針對(duì)零部件損壞情況，能夠進(jìn)行有效判斷，合理應(yīng)用參數(shù)檢測(cè)技術(shù)，很大程度上可以提升準(zhǔn)確率，而且易于進(jìn)行操作，有著較好的應(yīng)用前景。

2.4專家系統(tǒng)

專家系統(tǒng)由多個(gè)系統(tǒng)組合而成，譬如用戶界面系統(tǒng)，針對(duì)機(jī)電一體化設(shè)備，通過(guò)對(duì)專家系統(tǒng)的使用，可以進(jìn)一步提高故障診斷水平。對(duì)于專家系統(tǒng)而言，主要是基于對(duì)信息技術(shù)的運(yùn)用，屬于新型故障診斷系統(tǒng)，有效應(yīng)用該系統(tǒng)，能夠極大提升診斷效率，從而能夠降低支出，在所有的故障診斷技術(shù)中，專家系統(tǒng)是非常先進(jìn)的。

3.提升設(shè)備穩(wěn)定性措施

伴隨技術(shù)的飛速發(fā)展，穩(wěn)定性設(shè)計(jì)技術(shù)得到了廣泛運(yùn)用，在對(duì)工程進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，不但融入了概率論，而且結(jié)合了數(shù)理統(tǒng)計(jì)?；诖?，能夠有效處理設(shè)計(jì)中的諸多問(wèn)題，在提高產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)，也能夠降低設(shè)計(jì)成本。存在多種因素，能夠?qū)υ撛O(shè)備的穩(wěn)定性造成制約，在機(jī)電設(shè)備中，對(duì)于大多數(shù)構(gòu)件而言，都有著各種電子元器件，這有礙于更好評(píng)價(jià)設(shè)備的穩(wěn)定性，需要充分結(jié)合實(shí)際問(wèn)題，以便能夠提高整機(jī)穩(wěn)定性。

3.1組裝與連接器件的措施

引發(fā)傳送信號(hào)失靈的因素有很多，其中插接件接觸不良較為突出，在導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)故障的因素中，這也是其中之一。另一方面，由于溫度及濕度的變化較大，致使出現(xiàn)油污污染，進(jìn)而不但影響了機(jī)械振動(dòng)，而且也會(huì)污染元器件（圖2），最終影響到系統(tǒng)穩(wěn)定性。針對(duì)復(fù)雜化系統(tǒng)來(lái)講，電器元件的分布較為復(fù)雜，若要保證設(shè)備的穩(wěn)定性，除了要處理好組裝問(wèn)題，也要解決好連接穩(wěn)定性問(wèn)題。

3.2失效元器件的措施

在整體數(shù)控設(shè)備中，元器件是非常重要的，提高元器件的穩(wěn)定性，有助于確保設(shè)備的穩(wěn)定性。將多個(gè)部分失效率進(jìn)行相加，就可以得出設(shè)備的失效率。所以在對(duì)機(jī)電產(chǎn)品進(jìn)行選擇時(shí)，需要保持謹(jǐn)慎、細(xì)心的態(tài)度，向整個(gè)設(shè)備系統(tǒng)提供更好的服務(wù)。

3.3應(yīng)對(duì)電磁干擾的措施

針對(duì)機(jī)電一體化設(shè)備而言，其屬于電氣控制設(shè)備，能夠達(dá)到加工目的的設(shè)備，設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中，往往需要對(duì)電磁能量進(jìn)行轉(zhuǎn)換，這會(huì)對(duì)周圍環(huán)境造成影響，同時(shí)也會(huì)被電磁干擾。在機(jī)電一體化產(chǎn)物中，無(wú)論是加工中心，還是數(shù)控機(jī)床，都屬于自動(dòng)化系統(tǒng)，其中包含多方面內(nèi)容，譬如強(qiáng)弱電、硬件，對(duì)于電磁環(huán)境與干擾來(lái)講，是一個(gè)較為復(fù)雜的問(wèn)題?；跀?shù)控系統(tǒng)，一般借助電磁干擾源的方式：針對(duì)較大功率用電設(shè)備，當(dāng)處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，會(huì)對(duì)交流供電系統(tǒng)造成約束，從而致使電壓發(fā)生變化，此外在開閉電器開關(guān)時(shí)，在電火花的作用下，會(huì)產(chǎn)生高頻電磁干擾;沒有科學(xué)布局地線，或者線徑不夠粗，在電子元件之間，需要通過(guò)一樣的導(dǎo)向阻抗，進(jìn)而出現(xiàn)兩種信號(hào)，一是畸變信號(hào)，二是干擾信號(hào);針對(duì)直流電源，若其負(fù)載性能不夠好，再加上功率儲(chǔ)備不夠，在負(fù)載變化的情況下，會(huì)致使電源隨之發(fā)生改變;信號(hào)引線長(zhǎng)度超出正常范圍，沒有執(zhí)行合理的屏蔽策略，在受到電磁的影響下，極有可能導(dǎo)致信號(hào)線沒有準(zhǔn)確響應(yīng)，尤其是高脈沖信號(hào)，若沒有得到合理處理，極容易會(huì)產(chǎn)生畸變信號(hào)。

結(jié)論：有效運(yùn)用故障診斷技術(shù)，能夠保障設(shè)備安全生產(chǎn)，在生產(chǎn)過(guò)程中，有助于第一時(shí)間找到故障問(wèn)題，隨之實(shí)施行之有效的措施，有效處理設(shè)備故障問(wèn)題。通過(guò)該技術(shù)的使用，能夠更好監(jiān)測(cè)設(shè)備工作狀況，充分掌握設(shè)備出現(xiàn)的問(wèn)題，迅速判斷故障所在位置，進(jìn)而能夠降低事故發(fā)生的幾率。

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作者簡(jiǎn)介：祝海英 （1982-），女，大專，助理工程師，主要從事泵站運(yùn)行管理工作。

（宿松縣復(fù)興西片防洪排澇工程管理局? ? 安徽? 宿松? ?246500）