機電一體化設備的故障診斷技術研究

崔志勇

摘要：隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，機電一體化產(chǎn)品越來越多，并逐漸進入各領域的生產(chǎn)與生活中，人們對該類產(chǎn)品的要求也相應提高，尤其是其故障發(fā)生率和可靠性的要求，而機電一體化設備具有獨特的故障特點，因此，傳統(tǒng)的故障診斷方法不能解決其問題。本文針對機電一體化產(chǎn)品設備，主要對其故障特點與診斷方法進行了分析。

關鍵詞：機電一體化設備；故障；診斷技術

1 機電一體化設備故障特點

機電一體化設備關系到企業(yè)正常的生產(chǎn)，因此一旦企業(yè)的機電一體化設備發(fā)生故障，就會影響到企業(yè)的生產(chǎn)，給企業(yè)的經(jīng)濟帶來一定的損失，因此做好機電一體化設備的故障維修工作是實現(xiàn)企業(yè)安全生產(chǎn)的必要手段。機電一體化設備包含的零部件非常的多，而且這些零部件具有很高的科技含量，其大部分與電子技術相關，因此相對于機械設備相比，機電一體化設備出現(xiàn)故障的概率要大，而且導致機電一體化設備出現(xiàn)故障的因素也比較多，可能是因為機械設備的原因，也可能是因為電子技術的因素，所以機電一體化設備在故障維修時的難度很大，具體而言，機電一體化設備故障的特點主要集中在以下幾個方面：

①機電一體化設備發(fā)生零件磨損的概率比較大，機電一體化設備包含大量的零部件，這些零部件在使用過程中會經(jīng)常發(fā)生嚴重的磨損，而一旦零部件出現(xiàn)磨損就會導致機電一體化設備發(fā)生故障。

②機電一體化設備故障發(fā)生具有突發(fā)性與隱蔽性。機電一體化設備含有大量的電子產(chǎn)品，這些電子產(chǎn)品出現(xiàn)故障前夕是沒有任何征兆的，不同于機械產(chǎn)品可以通過系統(tǒng)的觀察預測到故障的發(fā)生，因此一旦電子產(chǎn)品出現(xiàn)細微的故障，機電一體化設備就會瞬間停止工作。

③機電一體化設備的報警系統(tǒng)不完善，在機電一體化設備發(fā)生故障后，報警顯示系統(tǒng)不能全面反映故障發(fā)生的部位以及原因，導致在維修的時候很難確定具體的故障原因。

④多故障同時發(fā)生。機電一體化設備故障的發(fā)生多是伴隨著多種故障的同時發(fā)生，而且這些故障并不是簡單的重復相加，而是相互影響。比如機電一體化設備在不運轉(zhuǎn)時，人們可能會判斷是機械設備出現(xiàn)了故障，其實除了機械設備出現(xiàn)了故障之外，電子技術也出現(xiàn)了故障，因為它們是相互影響的，一旦設備出現(xiàn)故障就會導致電子產(chǎn)品出現(xiàn)故障。

2 機電一體化設備故障診斷技術

2.1 機電一體化設備故障診斷技術概述

機電一體化設備故障診斷技術從本質(zhì)上來說是一種設備自身的檢測技術，它類似于生物體只剩的免疫系統(tǒng)，對預防和解決故障有重要的作用。在設備正常運轉(zhuǎn)過程中故障診斷技術主要針對設備系統(tǒng)可能出現(xiàn)的故障進行分析，根據(jù)系統(tǒng)在設備運轉(zhuǎn)中采集的信息綜合判斷，設備是否正常運行，減輕人工檢測設備是否正常運行的工作負擔。在設備出現(xiàn)故障之后，系統(tǒng)對出現(xiàn)的故障進行檢測、分析和判斷，確定故障的類別，為之后解決故障打下基礎。在確定設備運轉(zhuǎn)出現(xiàn)故障，并且大概確定故障的類型之后，故障診斷系統(tǒng)還會對出現(xiàn)的故障進行進一步的分析和定位，分析出故障發(fā)生的原因和出現(xiàn)故障的具體位置，為之后解決故障做好準備。最后在故障診斷系統(tǒng)明確故障原因和位置之后，根據(jù)具體情況對故障進行修復，一般來說簡單的故障會由設備自身自行修復，對于一些設備自身修復功能解決不了的故障，診斷系統(tǒng)會發(fā)出警報并自行停止設備的運行，保障生產(chǎn)的安全，避免因為設備故障引發(fā)事故，待有相關的技術人員對設備進行修復。在故障排除之后，方能繼續(xù)運行設備。

2.2 機電一體化設備故障診斷技術原則

機電一體化設備的故障診斷技術不是單純的技術問題，在解決過程中應該巧妙的應用相關診斷技術解決出現(xiàn)的故障。機電一體化設備的故障診斷技術是機遇機電一體化設備的一門技術，在制定診斷系統(tǒng)之前應該對相關設備的結(jié)構和功能進行分析和了解。同時分析設備運行的工作環(huán)境，和工作形式等具體問題，不能憑空而論。在對故障的分析方面，要明確不同的故障可能產(chǎn)生的影響和故障產(chǎn)生的形式，和引發(fā)故障的根源。在必要的時候才用故障樹分析法對故障進行系統(tǒng)的分析，找出不同的故障之間的邏輯聯(lián)系和內(nèi)在關系。對于故障的判斷不能以肉眼的判斷作為單純的依據(jù)，對于故障的解決方法不能單純憑借經(jīng)驗解決。

2.3 機電一體化設備常見診斷技術及分類

雖然機電一體化設備的科技技術含量較高，但是針對機電一體化設備常見的故障，有很多的診斷技術，例如根據(jù)溫度是否異常做出判斷的溫度檢測技術，根據(jù)故障出現(xiàn)的原因，通過分析整理和歸納而做出診斷的故障樹分析檢測技術和白診斷技術、設備壓力檢測技術等等。如今的很多機電一體化設備在發(fā)生故障時，自身會有警告信息顯示，根據(jù)設備的警告信息顯示對設備的故障進行診斷，通過查找手冊等方法排查相應的故障，這一類型的檢測診斷技術稱之為故障診斷指示技術，這種技術在解決故障時相對高效。與之相對的無指示故障診斷需要根據(jù)操作人員的經(jīng)驗和進一步的檢測手段對故障出現(xiàn)的原因和位置進行分析判斷，之后對故障進行解決，這一方法相對于指示技術要更麻煩，效率更低，對故障排除員對設備的經(jīng)驗要求更高。除了上面提到的技術之外，設備的故障類型分類中還有根據(jù)設備是否出現(xiàn)破損斷定故障發(fā)生的程度分為破環(huán)性故障和非破環(huán)性故障，破環(huán)性故障會影響機電一體化設備本身，如果操作人員操作不當會導致設備異常甚至會損壞設備。而非破環(huán)性故障會讓設備在運行中受影響，而不會損壞設備，只需要及時排除故障即可。

3 機電一體化設備的故障診斷技術的發(fā)展趨勢

3.1 基于網(wǎng)絡的遠程協(xié)助診斷技術

如今的我們生活的時代是一個網(wǎng)絡時代，為了順應時代的發(fā)展潮流，故障診斷技術必須要結(jié)合先進的網(wǎng)絡技術，只有這樣，故障診斷技術才能滿足生產(chǎn)企業(yè)的需求，才能得到廣泛的應用。網(wǎng)絡化的遠程協(xié)助診斷系統(tǒng)綜合借鑒了多種機電一體化設備的故障診斷的成功經(jīng)驗，不僅可以診斷出不同設備存在的故障，滿足不同工業(yè)現(xiàn)場的生產(chǎn)需求，還可以成功地將檢測現(xiàn)場和診斷中心聯(lián)系起來，提高了診斷系統(tǒng)的準確性，獲得了用戶的普遍認可，被廣泛的應用于各個領域。

3.2 人工智能專家系統(tǒng)

所謂的人工智能專家系統(tǒng)就是將故障診斷專家成功的工作經(jīng)驗和計算機擁有的數(shù)據(jù)信息相結(jié)合的故障診斷系統(tǒng)。人工智能專家系統(tǒng)利用專家處理故障的實際案例來幫助網(wǎng)絡獲取知識，將針對同一個問題的所有知識聚集在一起，這樣不僅提高了監(jiān)測系統(tǒng)獲取信息的速度，還提高了診斷系統(tǒng)的精確度。

3.3 小波分析

小波分析是一種關于信息的時間和尺度的分析方法，該方法具有較好的時頻定位功能，一般被應用于時變、瞬態(tài)及非線性信息的分析領域。小波分析為機電一體化設備的故障診斷技術注入了新的活力，推動了故障診斷技術的發(fā)展。

4 結(jié)語

隨著國民經(jīng)濟發(fā)展，機電一體化設備產(chǎn)品不斷進入生產(chǎn)與生活領域，人們對產(chǎn)品的輸出柔性、工作性能及可靠性方面提出了更高的要求。然而，就現(xiàn)階段而言，我國機電一體化設備故障診斷技術仍存在諸多不足之處，希望通過文章的分析與研究，能夠為工作人員更好的認識與掌握機電一體化設備的故障診斷技術，正確了解其存在的不足，從而使其更有針對性的采取解決對策來對故障診斷技術進行不斷優(yōu)化，從而促進我國機電一體化設備的故障診斷技術的更好發(fā)展。

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（作者單位：河鋼承鋼公司能源事業(yè)部余能發(fā)電作業(yè)區(qū)）