探討面向機電系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測的現(xiàn)代技術(shù)

劉英英（河北順天電極有限公司,河北淶水074199）

探討面向機電系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測的現(xiàn)代技術(shù)

劉英英
（河北順天電極有限公司,河北淶水074199）

在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的過程中，開始應(yīng)用一系列的現(xiàn)代技術(shù)來檢測機電系統(tǒng)的運行狀態(tài)，并更加科學(xué)地診斷故障，如計算機技術(shù)、機械電子技術(shù)、現(xiàn)代測試技術(shù)等?，F(xiàn)代化生產(chǎn)和制造技術(shù)日趨成熟，必然會出現(xiàn)運行監(jiān)測和故障診斷技術(shù)，通過這些技術(shù)的應(yīng)用，可以促使機電系統(tǒng)運行的安全性得到保障，更加科學(xué)的開展維護管理工作。

機電系統(tǒng)；狀態(tài)監(jiān)測；現(xiàn)代技術(shù)

通過機電系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)的應(yīng)用，可以對潛在于生產(chǎn)系統(tǒng)中的事故隱患有效發(fā)現(xiàn)，將設(shè)備故障給予及時排除，避免有設(shè)備惡性事故出現(xiàn)，否則因為人身傷亡、環(huán)境污染等問題，就會帶來較大的損失。狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷技術(shù)在實踐過程中取得了不錯的效果，如今應(yīng)用范圍在不斷的擴大。

1狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)的發(fā)展

如今狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷技術(shù)日趨成熟，逐漸出現(xiàn)了諸多的監(jiān)測診斷儀器和系統(tǒng)，有著越來越完善的功能。如振動測量儀器和系統(tǒng)，就包括諸多的功能，如軸心軌跡分析、軸向串動、頻譜分析、三維功率譜分析等等。具體來講，可以從三個方面來劃分機電系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)：

1.1離線定期監(jiān)測與診斷系統(tǒng)

本種系統(tǒng)指的是測試人員需要定期、經(jīng)常地測試各個測點，借助于相關(guān)儀器來對信號進行記錄和存儲，在專用計算機上來處理數(shù)據(jù)；本類系統(tǒng)不需要較高的成本，可以較為方便地使用，因此早期應(yīng)用較為廣泛。但是本系統(tǒng)的應(yīng)用，有著比較麻煩的測試，并且突發(fā)性故障無法及時解決。

1.2在線監(jiān)測和離線分析監(jiān)測系統(tǒng)

本系統(tǒng)主要是將傳感器安裝于設(shè)備上的多個測點中，借助于現(xiàn)場微處理器來采集和處理設(shè)備各個測點的數(shù)據(jù)，狀態(tài)分析和故障診斷工作由專業(yè)人員在主機系統(tǒng)上完成。本種系統(tǒng)不需要對測點頻繁更換，檢測和報警功能也可以在線實現(xiàn)，但是數(shù)據(jù)分析和判斷工作由專門的工作人員來離線完成。

1.3自動在線監(jiān)測與診斷系統(tǒng)

借助于本系統(tǒng)，可以對設(shè)備的工作狀態(tài)自動在線監(jiān)測，并且將出現(xiàn)的故障及時預(yù)報出來，處理和分析數(shù)據(jù)可以在線完成。本系統(tǒng)在比較判斷中，將專家經(jīng)驗和相關(guān)準則加以應(yīng)用，智能化程度得到了提升，對于工作人員沒有較高要求，只需要經(jīng)過短暫的培訓(xùn)，就可以正常使用。本類系統(tǒng)具有較多優(yōu)勢，如測點不需要人為更換，專門的測試人員和專業(yè)技術(shù)人員都是不需要的；但是軟硬件有著較大的研制工作量，并且需要較高的應(yīng)用成本。

2　狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)的進展

2.1信號采集技術(shù)

要想更好地監(jiān)測和診斷機電系統(tǒng)，就需要對相關(guān)信號有效采集，而傳感器技術(shù)則是信號采集技術(shù)的重點。通常情況下，結(jié)合功能的不同，可以將傳感器劃分為溫度傳感器、振動傳感器等諸多類型，過去主要是研究傳感器硬件，保證其靈敏度、穩(wěn)定性和抗干擾能力等符合相關(guān)要求，但是監(jiān)測診斷系統(tǒng)日趨復(fù)雜，傳感器也有著較多的類型和數(shù)量，有傳感器群形成，這樣就需要研究傳感器布局；傳感器組合方式的不同，可以將不同類型的設(shè)備以及設(shè)備不同部位的信息提供出來，因此，就需要研究信息融合。

2.2信號分析和處理技術(shù)

在機電系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測與診斷技術(shù)中，非常重要的一個方面就是信號分析與處理。通常情況下，我們不能直接采用大部分的原始信號，需要借助于信號分析處理技術(shù)來分析處理信號，這樣方可以將機電系統(tǒng)運動狀態(tài)反映出來，因此，在本技術(shù)中，關(guān)鍵環(huán)節(jié)就是確定和提取敏感因子。如今，出現(xiàn)了較多的技術(shù)來分析和處理機電系統(tǒng)動態(tài)信號，如多軸階比信號分析技術(shù)、小波變換方法、混沌分析方法等等。

2.3設(shè)備故障診斷方法

在機電系統(tǒng)監(jiān)測和診斷技術(shù)中，核心內(nèi)容就是故障診斷，通過監(jiān)測，保證機電系統(tǒng)能夠正常穩(wěn)定的運行。具體來講，故障診斷就是對出現(xiàn)異常運行狀態(tài)的機電系統(tǒng)，進行分析，找出故障原因。結(jié)合信號類型的差異，我們可以用振聲診斷、溫度診斷、油液分析、光譜分析等來劃分故障診斷技術(shù)，因為技術(shù)條件等因素的限制，信號經(jīng)過相應(yīng)儀器處理后，需要借助于人工分析方法，比如分析油液中顆粒大小和形狀等，然后有機聯(lián)系故障。如今，人工智能技術(shù)日趨成熟，故障診斷有著越來越搞得自動化和智能化程度。專家系統(tǒng)借助于人機對話，可以對各種常見故障準確的診斷。對于不確定信息的處理，可以利用模糊理論來完成，因此通常就可以結(jié)合專家系統(tǒng)，分別進行先處理和后處理。

3　基于遠程網(wǎng)絡(luò)的異地狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)

計算機通訊技術(shù)日趨成熟，計算機網(wǎng)絡(luò)開始出現(xiàn)，借助于相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，來快速準確地傳送數(shù)據(jù)，借助于傳輸介質(zhì)，就可以在線、實時監(jiān)測設(shè)備狀態(tài)，診斷故障，并且資源共享也是可以實現(xiàn)的。在故障監(jiān)測和診斷中，可以將現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)充分利用過來，連續(xù)監(jiān)測生產(chǎn)設(shè)備的重要參數(shù)，如數(shù)控機床的設(shè)備工作參數(shù)、電機功率等，并且借助于相關(guān)協(xié)議，在服務(wù)器設(shè)備運行狀態(tài)歷史數(shù)據(jù)庫中存儲相關(guān)數(shù)據(jù)，這樣對于歷史數(shù)據(jù)，遠程專家就可以實時監(jiān)測和查看。同時，也可以科學(xué)診斷設(shè)備運行狀況。如果有設(shè)備異常情況出現(xiàn)，那么借助于因特網(wǎng)和手機短信或者其他的無線網(wǎng)絡(luò)等，可以有效傳呼設(shè)備工程師和維護專家，以便快速及時的響應(yīng)和處理設(shè)備故障。

4　結(jié)語

機電工業(yè)是支撐國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)之一，隨著我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，對機電行業(yè)的依賴程度也越來越高。將狀態(tài)監(jiān)測故障診斷技術(shù)應(yīng)用到機電系統(tǒng)中，可以降低事故發(fā)生幾率，及時找出運行過程中出現(xiàn)的安全隱患，然后采取相應(yīng)的措施進行解決，續(xù)發(fā)損壞也可以得到消除，維護費用成本得到了顯著降低，可以促使生產(chǎn)安全性得到保證。在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，人們將會更加深入地研究和革新本項技術(shù)，并且會更加廣泛地應(yīng)用一系列先進技術(shù)，如計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、虛擬技術(shù)、現(xiàn)代信號處理技術(shù)等，以便在更多的行業(yè)領(lǐng)域內(nèi)廣泛應(yīng)用。

[1]張建民，徐小力，徐寶杰.面向機電系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷的現(xiàn)代技術(shù)[J].北京理工大學(xué)學(xué)報.2004,2(12).

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[3]趙翔，黃磊，劉健.現(xiàn)代故障診斷技術(shù)研究現(xiàn)狀與趨勢[J].后勤工程學(xué)院學(xué)報.2006,2(10).

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