分析網絡環境大背景下的設備動態故障診斷與預測維修

蘇升勇

（山東石橫特鋼有限公司，山東 肥城 271612）

在現代發展中，設備故障安全隱患比較多，引發較多安全事故問題，必須注重設備動態故障診斷、預測維修。通過長期實踐可知，盡管部分設備故障無法規避，然而，卻可以提前預測故障隱患，采取有效措施予以排除，維護設備運行效益。

1 設備檢修維護制度

為了提升設備運行可靠性，必須維護設備運行狀態。當設備出現不良問題時，做好檢修與維護工作，盡早恢復功能。在檢測技術支持下，制定設備檢修與維護制度，涉及事后維修、預防性維修、預測維修等。其中，事后維修屬于早期制度，只要確保設備運行良好，無須檢測設備性能與狀態，因此，檢修維護明顯后。但是對于非關鍵型號、小型設備，則以事后維修為主。預防性維修，是一種靜態操作方式，針對系統設備，提出標準化使用期限，到期進行檢修與維護。預防維修制度、事后維修制度相比，預防維修制度，可以確保設備運行狀態，保護工作人員安全。預測維修制度，在線監測設備運行狀態，按照設備運行狀態，提出檢修與維護措施。當設備需求維修時，再確定維修時間與規模。預測維修制度，屬于理想化動態維修制度，對技術依賴度較高。通過應用預測維修制度，能夠降低事故損失率，同時，延長維修時間，降低停機不良影響，能夠獲得顯著經濟效益。

2 設備故障診斷系統

系統設備故障比較分散，并且具備隱蔽性、隨機性特點，通過單一信息，無法反映出設備狀態行為。針對同一種設備、單一故障信息診斷，極易造成虛警、誤警問題，需要基于多側面，獲取多維故障冗余信息。利用信息綜合比較，提出有效診斷信息，注重設備狀態診斷與監測。當設備發生故障時，及時應用診斷技術，診斷流程如下。

（1）離線監測、診斷系統：在應用該系統時，需要以監測儀器為主，派遣技術人員參與設備巡視。監測人員憑借經驗，對設備性能、狀態進行判斷。所以，監測人員經驗技能，對診斷結果準確性影響比較大。但是，針對復雜、高精尖設備則不能應用此種檢測方式。（2）集中式單機監測、診斷系統：在應用該系統中，應當參考監測信號，并且將診斷故障計算機作為主體，采集設備監測信息，并且上傳至計算機系統。通過計算機系統，診斷設備故障問題。集中化監控和診斷主體設備，投資量比較少，便于檢修與維護，然而，單機監測設備數量有限，會影響系統診斷功能。（3）基于網絡環境，設備故障診斷系統：在應用該系統時，注重設備狀態檢修判斷，同時建立診斷網絡。按照診斷系統，對故障診斷方法予以分析，共享故障診斷資料。采用下位機，對設備狀態信息進行采集，可以實現在線監測，并且做好信號預處理。通過上位機裝置，可以分析信號，高效管理數據。通過網絡平臺，能夠精密分析機組采樣數據，同時做好邏輯判斷，針對設備健康狀態，提出科學化診斷建議。

3 故障動態診斷方法

在檢測、診斷系統故障時，需要應用多學科知識。建立完整的知識體系，注重系統狀態信息診斷，確保運行狀態、故障狀態評價效果。診斷方法，包括模型解析、信號處理，利用支持向量機，分析涵蓋主元。聯合小波變換、分形方式，滲透新理論、新技術。

采用模型解析方式，提出科學化故障診斷法，對可測信息、信息殘差進行分析，優化設備故障診斷技術。對于殘差產生的不同形式，細化為參數估計法、狀態估計法、等價空間法。在診斷故障時，采用信號處理法，則需要聯合絕對值校驗、趨勢校驗。通過信號模態、濾波器算法，檢測故障診斷方法。同時，包含主元分析法、分形法、小波變換法。應用此種方式，可以避免建設有效復雜數學模型，通過診斷對象信息、專家知識，非線性系統，掌握系統故障隱患。癥狀診斷中，包括模糊推理、專家系統、灰色理論、支持向量機等方法，不同技術方法都存在局限性，可以實現優勢互補。在選擇技術方法時，關注診斷對象特點、診斷技術條件等。按照定性模型，診斷設備故障問題，將其歸納為科學化故障診斷法，具備帶符號功能，定性仿真功能。

信號處理技術、人工智能技術支持下，相應提升故障診斷技術智能化水平，并且朝著智能化、集成化方向發展。通過遺傳算法，注重故障診斷知識分析，確保知識獲取自動化。開發和研究故障診斷軟件，提升通用化、實用化水平，同時，確保故障診斷的分布式、遠程化特點。工程實踐中，設備故障診斷復雜，且不同診斷方法的應用范圍不同，無法處理所有設備故障診斷問題。注重多種技術方法融合，發揮出各項診斷技術優勢，吸取新技術成果，并且將其應用到設備故障診斷技術中，屬于故障診斷技術趨勢。

4 基于網絡環境，建設故障診斷系統

4.1 基于LAN的系統

應用此種診斷方式，所面臨的地理范圍小，對設備運行狀態予以監測，提升掌握故障表現形式。采用TCP/IP協議，可以實現基礎通訊，具備良好兼容性，程序便捷性高，可以確保通信安全性與穩定性。

4.2 設備遠程監測診斷系統

遠程檢測診斷中心，屬于專家組成的虛擬診斷中心，對傳輸數據信息予以分析處理。聯合多領域專家意見，圍繞診斷結果，提出可行性措施。通過診斷網絡，技術反饋診斷結果，并且傳輸至設備生產現場，指導診斷問題處理。注重機電設備監測，采用現場監測系統，做好監測數據信息采集，同時加大處理力度。此外，利用遠程網絡，可以準確傳輸信息。

系統運行模式，涉及電子信函診斷、實時診斷方式。對于電子信函診斷，通過監測系統分析傳輸信息，通過電子信函方式，將診斷結果傳輸至檢測現場。實時診斷方式，通過視頻、電話會議等方式，與專家實現同步監測，共同診斷設備故障。遠程監測診斷系統，不僅包含硬件設施，也包含軟件系統結構。遠程診斷中心，涉及數據接收、硬件驅動程序、數據分析、診斷推理等應用軟件。

4.3 網絡設備故障診斷方法

在診斷網絡設備故障時，必須明確不同故障表現形式、產生原因，組織技術人員，討論出最佳解決方案。因此，網絡設備故障診斷，應當遵循以下要點。

（1）分析網絡設備故障問題時，必須掌握故障表現形式，注重故障癥候、潛在原因分析。比如，當主機無法響應客戶請求時，多是由于主機配置、接口卡故障、路由器配置丟失所致。

（2）注重收集故障信息，并且反饋至網絡管理員、用戶。按照網絡管理系統、診斷命令報告，跟蹤分析相關協議，同時收集信息。

（3）根據收集信息，分析故障原因。按照故障表現形式，及時排除故障問題。比如，圍繞資料文件，排除故障硬件，關注軟件故障成因。注重降低網絡設備故障率，盡快制定故障診斷與維修計劃。

（4）按照可能故障原因，制定診斷化與方案，以不同故障原因開展診斷操作，盡早恢復至原始狀態。若同時分析多個故障原因，就會加大原始狀態恢復難度。

（5）加大診斷計劃執行力度，注重步驟測試與觀察，直到排除故障。

（6）在改變性能參數時，應當明確修改結果，確保問題被處理掉。如果并未處理問題，則必須徹底解決問題。

5 結語

綜上所述，在現代信息技術發展中，生產系統、設備結構日益復雜，能夠加大設備運行維護管理難度。隨著自動化、數字化水平持續提升，基于網絡背景，預測設備運行狀態，實現故障診斷自動化?？茖W預測設備，診斷設備故障，能夠控制檢測設備故障問題，全面提升設備運行可靠性與安全性。通過本文研究，能夠初步掌握設備動態故障診斷方法，提出預測檢修與維護技術，希望能夠起到參考性價值。