關于機電一體化設備故障診斷技術的研究

陶懋正

（泰州市裕康安全環境技術咨詢有限公司，江蘇 泰州 225400）

機電一體化技術是我國總體建設發展中的一項關鍵技術，集制造業信息、計算機、微電子等技術于一體，廣泛用于各個社會的現代生產和開放實踐中。近年來，為進一步完善我國改革開放進程，我國也進入了先進的機械自動化時代，特別是近年來機械設備的集成化被廣泛應用于各大產業工廠的實踐生產之中，在無形中推動了我國社會經濟的發展，但同時，機電一體化設備又容易受到各種各樣不良因素的影響而導致設備出現故障，由此，對于機電一體化設備故障診斷技術的調查與研究具有非常高的價值。機電設備診斷技術保證了生產的安全，使企業了解機電設備存在的故障并采取相應的應對措施。為了充分發揮機電一體化設備的作用，首先要使其工作穩定，因為它是機電一體化設備在應用過程中的重要組成部分，符合機電一體化設備的故障診斷標準。

1 機電一體化設備相關結構

1.1 機電一體化設備

機電一體化，又稱機械電子學，1971年首次出現在日本《機械設計》雜志的增刊上。伴隨機電一體化技術被有關行業廣泛地應用得到了前所未有的蓬勃發展。機電一體化是一門與機械和微電子技術緊密結合的技術，是由計算機技術、信息技術、機械技術、電子技術、控制技術和光學技術組成的獨立的交叉學科。機電一體化的主要發展方向是人性化、智能化、模塊化、網絡化、小型化、系統化等。

1.2 機電一體化設備的構成

機電系統一般由結構元素、動力元素、運動元素、感知元素和功能元素五部分組成。其一，機械本體（結構元件）是機械支撐結構系統的所有功能元件，一般包括本體、框架、支架、連接件等。根據系統的控制要求，動力驅動部分（動力元件）為系統的正常運行提供能量和動力。其二，是測試傳感部分（傳感元件）的參數和狀態，以檢測系統本身和外部環境，將其轉換成可識別的信號，傳送給信息處理單元，并在分析處理后生成相應的控制信息。三是對信息進行集中、存儲、分析和處理。未來將利用測試傳感部分和外部直接輸入指令，發出相應的指令，規定信息處理和結果顯示的程序和節奏，從而控制整個系統的有目的的動作。執行器（運動元件）按照控制和信息處理部分給出的指令并完成指定的動作及其功能。

2 機電一體化設備故障診斷技術及特點

2.1 機電一體化設備故障診斷技術原理

機電一體化設備故障診斷技術原理是構建數學模型、數據采集與分析處理。構建數學模型的目的是了解設備參數，從而掌握設備是否處于正常運行狀態，這是機電一體化設備故障診斷的重要依據，可以有效避免設備安全事故，維護設備的正常運行。并且，機電一體化設備的故障診斷與數據分析的支持是分不開的，針對于數據采集的方法要求具有科學性，如利用傳感器來收集其設備相關性參數基本信息，然后要用計算機技術對數據進行統計與處理，以便于達到檢測設備運行的目的。最后，在數據處理和分析的過程中，特別需要注意是對設備原始的數據統計將有效的信息與無效的信息區別開來，并對有效的信息進一步深入分析。通過對最終數據與設備運行標準的差異進行分析比較，了解設備運行過程中可能出現的故障。

2.2 機電一體化設備故障診斷技術特點

（1）機電一體化設備是由多個部件和技術要素組成的集合。在日常運作中的機電設備故障診斷中，要快速找出故障部位并確定故障原因對機電一體化設備進行維修是非常困難的。機電設備發生故障的原因很多，其中最難判斷和確定設備故障原因的是存在質量問題的機械設備零部件的故障和電氣檢測元件的故障。

（2）故障診斷技術操作非常復雜并且涉及了大量相關的科學知識，因此技術人員必須擁有過硬的專業性素養，并具有豐富的機電一體化設備故障診斷技術知識且能能做到融會貫通[3]。

（3）實際上手操作與計算之間會有一定的誤差，因此相關技術人員要結合其設備運行的實際情況結合相關理論知識，彼此之間融合保障設備正常運轉。

3 機電一體化設備故障診斷技術原因現狀

工業大革命以后，我國的機電一體化設備不斷取得進步，機電一體化設備診斷技術的發展也變得更加成熟和精密，并在不斷發展和完善中升級，然而，就我國機電一體化診斷技術而言，還存在一些有待解決的小問題，主要包括以下幾個方面：

3.1 理論體制不健全

目前，機電設備故障診斷技術的理論體系有待進一步完的善。診斷技術的需要與理論與實踐相結合才能被有效應用。一個相對健全的理論體制可以為整個機電一體化整體的正常運行提供良好的參考依據。目前，我國機電故障診斷技術的理論體系仍有發展進步的空間，同樣整個機電運行效率也可以繼續提升。

3.2 技術標準性不足

此外，我國機電一體化故障診斷技術的標準化水平還有待進一步提高。目前，我國現有的技術一般是利用實際運行情況結合工作人員的主觀意識經驗來判斷設備是否處于正常運行狀態，實際上是非常不標準的運行。由于機電一體化設備結構一般相對較為復雜，也很容易受到多方面的各種影響。例如理論與實際的運行狀態之間存在的差異、機械設備零部件之間的相互作用等，既而可能會影響其操作人員的專業診斷，但最終的診斷并不準確甚至出現錯誤。因此，機電設備只能在設備因故障而被迫停止運行時才能判斷出故障的所在處以及原因，而不能在運行過程中就快速的做出準確的判斷，這導致整個設備運行的效率相對較低。

相關實踐太少，再有就是目前國家所擁有的故障診斷技術的理論還不是很成熟，理論相對有些許落后并與實際操作的融合度不夠。現下更需要更多的實踐技術操作的機會去驗證相關技術理論，這也是導致機電一體化設備在運行中的不能夠加以診斷和理論與實踐的融合度不夠的原因，其出現的困難，阻礙了診斷工作的開展。

4 機電一體化設備故障診斷的具體實施

4.1 機電一體化設備故障診斷操作步驟

技術操作人員應在故障診斷前對整個設備進行測試，并根據設備的基本結構和性質對設備進行診斷和控制，以確保設備裝配過程的完整性和有效性。此外，全面研究合理的集中段診斷理論和運行模式，確保測試信息滿足實際需要，測試信息滿足實際需要，實現對機電設備運行狀態的綜合評價。只要提升了其機電設備的運作規定與效率，才能在很大程度保證故障的診斷。

針對設備存在的問題、環境參數的前提和影響因素，技術人員對設備進行了細致的深度分析。通過讀取機電設備的運行狀態，對故障進行綜合性的診斷。特別是在設備數據分類過程中，技術人員要全面分析故障預防和診斷的結構，保證故障診斷和操作框架的完整度及對機電設備進行全面維護和精準檢修。

技術人員需要深入分析自己的設備性能。對于具體的故障診斷，不僅要對數據進行全面的整理和分類，還要對防控結構進行集中診斷和處理，確保對可能的故障部位和原因進行全面的分析和處理。只有技術人員及時診斷和處理機電設備故障，確定故障的具體原因和基本類型，才能有效保障機電設備的正常運行。

4.2 機電一體化設備故障診斷具體操作方式

診斷與分析主要用于診斷設備的運行狀態，分析可能產生故障的具體原因。專業的操作人員根據標準化的流程對設備進行優化，確保有效診斷和故障處理。這部分要考核技術操作人員的專業性素養，熟悉各種故障問題和匹配機制。在設備故障診斷或周期循環式檢修時，結合電氣集成的設備故障和系統的故障，對事故進行分析和處理，并根據上述實際情況和理論知識制定臨時解決方案，避免安全事故的發生。同時，相關專業人員應具備優秀的操作人員。該裝置的技術利用該儀器有效地控制機電一體化設備，降低事故損失率。

（1）在應用檢測機制的過程中，需要對偶然性系統故障的和持續性進行診斷，即機電一體化設備的意外故障和系統故障進行分析和處理。對于這類不確定因素，技術人員應制定臨時應急預案，確保故障發生時能得到及時正確的處理。另一方面，在設備故障處置過程之中，技術人員應利用檢測儀器對機電一體化設備實時管理和控制，減少突發故障而造成的經濟上損失。技術人員應對機電集成設備的系統故障進行綜合管理和控制，以有效減少問題的出現。

（2）技術人員對機電設備的故障指示燈進行分析，其在檢測故障設備是針對兩種設備進行檢查分別為有指示與無指示燈兩種。當系統出現故障或問題時，如果帶指示燈的設備需要先收集相關故障信息，以確保相關人員能在第一時間及時監控和整合機電的問題和故障。如果系統沒有指示燈顯示系統故障，管理人員需要找到機電設備故障的位置并分析其原因，而有必要對其系統設備進行實時的觀察與檢測。

5 機電一體化設備故障診斷技術未來的發展

5.1 網絡化

未來，互聯網技術的應用是機電一體化設備故障診斷技術創新的一個重點方向。隨著在相應的故障診斷過程中對網絡技術的引用，遠程輔助功也將能得到更好的體現和完善。機電一體化設備故障診斷的方便性。由于機電一體化設備在運作中有一些高風險性環節的存在，如這種高風險環節的相關故障診斷分析攪入現場，那么安全事故就很易發生。雖然有一些遠程故障診斷技術，但如果有了互聯網技術，必然會顯示出更大的便利性，對故障診斷和維修人員產生更大的影響。

5.2 智能化

當今，人工智能技術的在飛速蓬勃的發展，人工智能系統也在故障診斷中被應用并且展示出特別高的價值，尤其是面對逐漸復雜的機電設備故障診斷的高要求情況下。AI技術可以更增加其便利性和運作效率，也相對降低了工作人員檢修故障的難易程度。

5.3 傳感器

針對于機電設備故障診斷技術的創新發展，由于對故障診斷中獲得的各種信息參數要求較高，必須重視對各種傳感器的有效創新和改進，以保證傳感器能夠更加準確可靠信息數據。例如，需要對溫度、振動、濕度、距離等傳感器進行深入研究，以了解當前存在的問題和缺陷，并有針對性地進行改進，為故障診斷的準確性打下基礎。機電一體化設備在未來的應用將會越來越廣泛。隨著未來互聯網的不斷深入與滲透，機電一體化將會更完善更健全，尤其是遠程的輔助功能以及傳感器。

6 結語

綜上，機電一體化設備具有較為復雜的程序，其故障是不可預測的，必須高效的運用設備故障診斷技術去增加預防和解決問題，基于此，在對機電一體化設備故障進行相關檢修時，相關人員并必須要很好運用基礎理論相關知識，加以融會貫通，就能有效的提高檢修的效率和實際的效果，并且可以推動機電一體化的生產，同時也為機電一體化的后期的發展奠定下了堅實基礎。從而大程度提高機電設備的工作效率，為生產企業發展創造更多更大的經濟利益，所以機電設備故障診斷技術的研究是具有非常可觀的發展前景。