機(jī)電一體化設(shè)備故障診斷系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用研究

黃誠壬

（廣東省機(jī)械技師學(xué)院，廣東 廣州 510450）

當(dāng)前機(jī)電一體化技術(shù)不斷完善，獲得了技術(shù)方面的很大進(jìn)步，應(yīng)用的程度也不斷提升。但是，在運行環(huán)境、外界因素等影響下，機(jī)電一體化設(shè)備的運行依然出現(xiàn)了一系列的問題。本文對當(dāng)前機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用設(shè)備的故障診斷工作進(jìn)行了分析。

1 機(jī)電一體化設(shè)備故障診斷技術(shù)原理及特點

1.1 機(jī)電一體化設(shè)備故障診斷技術(shù)原理

建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，收集和分析設(shè)備運行狀態(tài)的參數(shù)，利用數(shù)學(xué)模型分析機(jī)電一體化設(shè)備故障診斷的原理。利用數(shù)學(xué)模型進(jìn)行設(shè)備運行的分析和控制，減少在設(shè)備運行中出現(xiàn)的異常現(xiàn)象，也就更好地維護(hù)了設(shè)備，從而更好地提升設(shè)備的使用壽命。在此過程中，需要機(jī)電一體化設(shè)備進(jìn)行全方位的檢修和故障數(shù)據(jù)的采集工作，對于常用的機(jī)電一體化設(shè)備的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行分類整理和有效的控制工作，從而使得這些數(shù)字形成數(shù)字化的應(yīng)用，并且經(jīng)過數(shù)據(jù)傳輸和有效管理的工作，及時掌握機(jī)電一體化設(shè)備的運行情況，找出故障的原因，做出精準(zhǔn)的控制與分析工作。在全方位的故障數(shù)據(jù)的分析和處理過程中，做好歸類分析的工作，提升處理工作的有效性。

1.2 診斷技術(shù)特征

機(jī)械電子設(shè)備運行部件的種類非常復(fù)雜,數(shù)量多，并且每個機(jī)電一體化設(shè)備的類別都存在較大的差異，尤其是對于技術(shù)含量比較高的機(jī)電設(shè)備而言故障的發(fā)生概率比較高，而且精準(zhǔn)處理和維修的工作效率不高。在機(jī)電一體化設(shè)備運行過程中的數(shù)據(jù)反饋進(jìn)行分析，集成設(shè)備的故障概率比其他設(shè)備高出8倍以上，也就使得機(jī)電一體化設(shè)備的應(yīng)用過程中需要重點做好故障控制的工作，從而保證設(shè)備運行的穩(wěn)定性。在實際的故障監(jiān)測過程中需要做好科學(xué)技術(shù)監(jiān)測和人工檢測相結(jié)合的方式，從而在根本上進(jìn)行控制。在整體的分析與控制過程中，機(jī)電一體化設(shè)備主要故障特征為電子元器件的磨損和故障，還有在全方位的故障分析中，各個設(shè)備的連通性比較強(qiáng)，一旦發(fā)生問題很難確定是哪個的問題，導(dǎo)致了后續(xù)檢測與控制工作的精準(zhǔn)程度下降。

2 故障診斷技術(shù)歸納

本文總結(jié)了機(jī)電設(shè)備故障診斷技術(shù)的特點。

（1）具有很強(qiáng)的目的性。

（2）高度復(fù)雜度。機(jī)械電子設(shè)備一方面是機(jī)械部件,與此同時，其也是電氣原件，在實際的應(yīng)用過程中有著很強(qiáng)的共性，在多元化的部件應(yīng)用中給故障診斷帶來了很大的困難。實際的檢修和維護(hù)診斷過程中，無法清晰地進(jìn)行元器件功能的判斷，也無法做好診斷。

（3）機(jī)電一體化設(shè)備故障診斷中重復(fù)性低，設(shè)備的組合化程度高，也就導(dǎo)致在診斷過程中需要對所有零部件的具體原理和實際技術(shù)結(jié)合性分析，保證檢修和診斷的方法符合實際工作的需要。在長期的機(jī)電一體化設(shè)備故障診斷過程中需要豐富的經(jīng)驗作為指導(dǎo)，還需要做好全面的理論分析。因此，本文提出了以下故障診斷步驟：首先，在機(jī)電設(shè)備故障診斷前，要做好以下幾個方面的工作。

第一，設(shè)備暫時沒有出現(xiàn)故障問題，處于安全穩(wěn)定運行的狀態(tài)中。第二，檢修和維護(hù)工作的目標(biāo)是發(fā)揮設(shè)備的最大化作用，體現(xiàn)其價值。第三，在當(dāng)前設(shè)備故障的維修和控制過程中，應(yīng)該進(jìn)行故障診斷的全方位控制和分析的工作，將安全事故在源頭控制，提升機(jī)電一體化設(shè)備故障診斷的有效性，促進(jìn)設(shè)備的長期穩(wěn)定運行。第四，對于機(jī)電一體化設(shè)備故障診斷前期工作經(jīng)驗和已經(jīng)診斷好的故障存入數(shù)據(jù)庫中，利用各種理論和方法，對現(xiàn)有設(shè)備的特征信號進(jìn)行實時采集和整理。并對設(shè)備運行狀態(tài)進(jìn)行了深度的整理和分析。整理設(shè)備診斷信息后得到的數(shù)據(jù)輸入計算機(jī)，從而得出可能出現(xiàn)故障的位置，并進(jìn)行進(jìn)一步驗證。并做好以后的分析工作，預(yù)測故障趨勢，做好故障防控的工作，保證設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)和長期使用。第五，通訊模塊是工業(yè)化自動控制中訊號傳遞的連接器，也是機(jī)電一體化設(shè)備中的關(guān)鍵性組成部分之一，為電機(jī)傳遞信號提供了保證，主要負(fù)責(zé)信息采集和信息的有效儲存工作，將其輸送至上機(jī)位。在通訊模塊的信息傳遞過程中，應(yīng)該保證數(shù)據(jù)傳遞的準(zhǔn)確性和安全性，但是，傳統(tǒng)的傳輸方式應(yīng)用上受到了較強(qiáng)的外部環(huán)境的干擾作用，效率不高。而在當(dāng)前新技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用過程中，基于網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)進(jìn)行的信息傳遞工作提升了傳輸工作的效率，也可以在多平臺和部門之間進(jìn)行信息共享。PLC模塊也是機(jī)電一體化設(shè)備控制中非常關(guān)鍵的一部分，是工業(yè)生產(chǎn)設(shè)計中數(shù)字化計算的電子設(shè)備，是在編程儲存器的基礎(chǔ)上實現(xiàn)內(nèi)部控制的程序。PLC模塊的操作簡單、體系小、工作穩(wěn)定程度高，也就在實際的應(yīng)用中有著很大的空間。為了實現(xiàn)電氣設(shè)備的良好控制，就需要在操作的便捷性、操作界面的優(yōu)化等多方面進(jìn)行改進(jìn)。在實際的機(jī)電一體化設(shè)備故障診斷中這些模塊都是重點控制的工作之一，需要利用多方面機(jī)電一體化設(shè)備故障診斷手段做好全方位的分析，重點部位進(jìn)行有效的控制工作，也就提升了工作的有效性。

3 機(jī)械電子設(shè)備常見故障診斷技術(shù)及其應(yīng)用

在機(jī)電一體化設(shè)備的檢修過程中，需要通過前期的數(shù)據(jù)分析和傳感器的反饋工作確定故障發(fā)生的大概位置，再利用精準(zhǔn)的檢測工具進(jìn)行機(jī)電設(shè)備內(nèi)部的有效檢測，接收內(nèi)部的信號和信息，做好深入的分析，把握故障的位置和原因。在故障處理的過程中，經(jīng)常采用時序模型等先進(jìn)的技術(shù)進(jìn)行分析，提升穩(wěn)定性。在故障處理中，利用大數(shù)據(jù)和全方位的數(shù)據(jù)反饋等進(jìn)行控制。

3.1 油液磨屑故障診斷技術(shù)

油液磨屑分析故障診斷技術(shù)主要應(yīng)用在機(jī)械潤滑油和液壓系統(tǒng)上，通過磨屑的大小進(jìn)行整個機(jī)械狀態(tài)的分析，還可以進(jìn)一步對磨屑的組成成分分析，判斷機(jī)械的運行狀態(tài)情況。一般的經(jīng)驗分析中發(fā)現(xiàn)，油滴的顆粒性狀和機(jī)械磨損的類型密切相關(guān)，因此磨損的位置還可以利用油滴的形狀進(jìn)行分析。

3.2 振動故障診斷技術(shù)

振動故障診斷技術(shù)主要是檢測振動設(shè)備的振動參數(shù)的設(shè)定，讓機(jī)電一體化設(shè)備運行,通過收集設(shè)備運行中的振動參數(shù)、機(jī)電一體化設(shè)備故障診斷中的信息特征和相關(guān)參數(shù)進(jìn)行分析，從而對設(shè)備做好綜合性的分析工作。其主要的工作目的是將機(jī)械設(shè)備故障做出全方位的診斷和分析，也就在運行加速度、速度等多方面參數(shù)上做好自動調(diào)整和有效分析的工作，也就對設(shè)備運行的狀態(tài)做好多方面的分析。在此機(jī)電一體化設(shè)備故障診斷的過程中，測量點的位置選擇十分重要，在科學(xué)合理的控制點選擇的過程中，檢測結(jié)果的有效性才能大大提升。這種方法的優(yōu)勢明顯，簡單、直觀、易操作，提升了機(jī)電一體化設(shè)備故障診斷的準(zhǔn)確性與有效性，在實際的工作應(yīng)用中效果十分明顯，應(yīng)用廣泛。

3.3 射線掃描和紅外探測

射線掃描和紅外探測技術(shù)也是一項專業(yè)的機(jī)電一體化設(shè)備故障診斷技術(shù)之一，一般在工藝設(shè)備上應(yīng)用較多，是一種較新的設(shè)備診斷技術(shù)；紅外檢測主要是通過機(jī)電一體化設(shè)備在運行的過程中，對設(shè)備不同部位的溫度進(jìn)行檢測，如果發(fā)現(xiàn)異常，就會提醒人們，這種方法是一種比較新型的設(shè)備診斷方法。這種機(jī)電一體化設(shè)備故障診斷方法的有效程度高、靈敏程度高，也就在多方面的機(jī)電一體化設(shè)備故障診斷中發(fā)揮了關(guān)鍵性的作用。

3.4 故障類型劃分技術(shù)

分類診斷技術(shù)也是十分關(guān)鍵的，將機(jī)電一體化設(shè)備的故障類型分為破壞性故障和非破壞性的，從而根據(jù)不同的類別進(jìn)行有效的控制等，結(jié)合實際情況進(jìn)行分析。經(jīng)過故障的分類，選擇的故障處理技術(shù)和維修技術(shù)等更加具有專業(yè)性和針對性，從而降低故障的影響范圍，提升處理的程度。

3.5 故障診斷專家系統(tǒng)

用戶接口系統(tǒng)、故障探測數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)等應(yīng)用十分關(guān)鍵，信息技術(shù)和推廣技術(shù)的應(yīng)用十分關(guān)鍵，在信息數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上建立有效的機(jī)電一體化設(shè)備故障診斷系統(tǒng)。在規(guī)范化和有效化的工作過程中提升診斷工作的精準(zhǔn)率，也就將各項人力、物力等多方面的開支進(jìn)行了控制，診斷工作的技術(shù)能力不斷提升。這也是當(dāng)前機(jī)電一體化設(shè)備故障診斷的發(fā)展方向之一，做好故障自動判斷的分析。

4 結(jié)語

綜上所述，機(jī)電一體化設(shè)備故障診斷是當(dāng)前機(jī)電一體化設(shè)備應(yīng)用中的關(guān)鍵性問題之一，需要從理論知識和專業(yè)技術(shù)能力等多方面進(jìn)行分析，實現(xiàn)了對機(jī)電一體化設(shè)備故障診斷的高效率工作?；诶碚搶C(jī)電一體化設(shè)備故障診斷的方法進(jìn)行了詳細(xì)的闡述,并針對常用的機(jī)電一體化設(shè)備故障診斷進(jìn)行分析和總結(jié)，為機(jī)電一體化設(shè)備的高效運行奠定堅實的基礎(chǔ)。