機(jī)電標(biāo)準(zhǔn)一體化設(shè)備故障診斷技術(shù)探討

劉現(xiàn)智

摘 要：伴隨著科技技術(shù)的日新月異，機(jī)電標(biāo)準(zhǔn)一體化設(shè)備日漸增多，并在多個(gè)行業(yè)中發(fā)揮著重要作用。機(jī)電標(biāo)準(zhǔn)一體化設(shè)備在日常運(yùn)行過(guò)程中，難免會(huì)出現(xiàn)一些故障現(xiàn)象，進(jìn)而影響到設(shè)備的正常運(yùn)行。因此文章重點(diǎn)就機(jī)電標(biāo)準(zhǔn)一體化設(shè)備故障診斷技術(shù)展開(kāi)相關(guān)探討。

關(guān)鍵詞：機(jī)電標(biāo)準(zhǔn)一體化設(shè)備;故障診斷;探討

機(jī)電一體化設(shè)備的診斷技術(shù)，使生產(chǎn)安全得到保障，讓企業(yè)可以了解到機(jī)電一體化中存在的故障，并采取相應(yīng)的解決對(duì)策將其處理。要想使機(jī)電一體化設(shè)備充分的發(fā)揮作用，首先要使其工作穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，這符合機(jī)電一體化設(shè)備的故障診斷標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)樗菣C(jī)電一體化設(shè)備在應(yīng)用過(guò)程中的重要部分。雖然故障的發(fā)生是隨機(jī)的，但是如果沒(méi)有可靠的診斷技術(shù)作為支持，在發(fā)生故障時(shí)，可能無(wú)法處理，因此，在這個(gè)意義上，對(duì)故障診斷技術(shù)的分析是非常必要的。

一、機(jī)電一體化設(shè)備的構(gòu)成

（一）設(shè)備層

通過(guò)設(shè)備層能夠?qū)⒏邔覲LC、計(jì)算機(jī)設(shè)備和低層閥門、拖動(dòng)設(shè)備、傳感器等設(shè)備進(jìn)行連接，形成統(tǒng)一的機(jī)電一體化設(shè)備。從目前來(lái)看，隨著現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的發(fā)展與穩(wěn)定，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)會(huì)出現(xiàn)很多種類型。

（二）自動(dòng)化和控制層

針對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)跟進(jìn)行自動(dòng)化控制，能夠?qū)崿F(xiàn)高吞吐量。通常情況下，工業(yè)網(wǎng)絡(luò)主要以工業(yè)以太網(wǎng)、DH網(wǎng)絡(luò)作為應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)?？刂凭W(wǎng)絡(luò)不僅性能較好，而且還能夠?qū)崿F(xiàn)運(yùn)動(dòng)離散傳動(dòng)的集成控制，可以促進(jìn)多信道傳播對(duì)等通信數(shù)據(jù)和輸入設(shè)置，并且可以通過(guò)特殊的時(shí)間片控制算法來(lái)提高傳輸?shù)念A(yù)定數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)傳播的穩(wěn)定與正確性。

二、機(jī)電一體化設(shè)備故障診斷技術(shù)

（一）明確故障的類別

通過(guò)機(jī)電一體化故障診斷技術(shù)，能夠針對(duì)故障損壞的零部件進(jìn)行分析，判斷故障產(chǎn)生的原因，在實(shí)際檢測(cè)機(jī)電一體化設(shè)備運(yùn)行時(shí)，能夠通過(guò)對(duì)故障進(jìn)行分類，幫助維修人員快速準(zhǔn)確地判斷故障成因，并且采取針對(duì)性的措施。

（二）油液磨損檢測(cè)

通過(guò)對(duì)油液的實(shí)際成分以及設(shè)備運(yùn)行狀況進(jìn)行分析，根據(jù)物理變化的特點(diǎn)來(lái)判斷機(jī)電設(shè)備出現(xiàn)磨損的狀態(tài)，可以更好地發(fā)現(xiàn)機(jī)電設(shè)備油液存在的問(wèn)題，并且及時(shí)調(diào)整。

（三）在線診斷以及離線診斷

通過(guò)機(jī)電一體化設(shè)備故障診斷技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)離線診斷和實(shí)時(shí)診斷;在機(jī)電一體化設(shè)備故障診斷技術(shù)中融入現(xiàn)代信息技術(shù)，能夠?qū)崟r(shí)發(fā)現(xiàn)故障出現(xiàn)的位置并且判斷成因;故障診斷技術(shù)的在線診斷技術(shù)能夠針對(duì)機(jī)電型號(hào)以及模型解析等方面產(chǎn)生的故障，進(jìn)行及時(shí)判斷。

（四）機(jī)電設(shè)備參數(shù)檢測(cè)

機(jī)電一體化設(shè)備在正常運(yùn)行狀態(tài)下，都具有相對(duì)應(yīng)的功能參數(shù)范圍，甚至所有的零部件都具有相應(yīng)的參數(shù)。通過(guò)機(jī)電一體化設(shè)備故障診斷技術(shù)能夠及時(shí)地分析機(jī)電設(shè)備運(yùn)行狀況的參數(shù)信息，并且判斷與標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)之間的差距，從而準(zhǔn)確分析零件的損壞情況。

（五）專家診斷

專家診斷系統(tǒng)包括用戶界面、系統(tǒng)檢測(cè)、故障數(shù)據(jù)庫(kù)分析、故障推理系統(tǒng)等內(nèi)容能夠有效分析機(jī)電一體化設(shè)備出現(xiàn)故障的原因，并且從龐大的數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行搜索數(shù)據(jù)，減少人力物力的浪費(fèi)，也可以提高故障檢測(cè)的效率。

三、提高機(jī)電一體化設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的對(duì)策

（一）組裝和連接元器件的措施

傳輸信號(hào)失靈的主要原因是接觸不良。在機(jī)電一體化設(shè)備故障診斷的實(shí)際過(guò)程中，由于接口問(wèn)題難以處理，很容易造成設(shè)備故障。所以必須重視各個(gè)電器元件之間的連接機(jī)型的組裝，增強(qiáng)機(jī)電一體化設(shè)備的穩(wěn)定性，保證連接的效果。

（二）針對(duì)失靈元器件的措施

由于數(shù)控設(shè)備是由元器件共同構(gòu)成，如果是其中任何一個(gè)元器件發(fā)生了失靈問(wèn)題都會(huì)造成整體機(jī)電一體化設(shè)備失靈。所以必須要針對(duì)失靈的元器件進(jìn)行及時(shí)更換，并且在針對(duì)元器件選擇過(guò)程中認(rèn)真挑選，保證整體質(zhì)量。

（三）應(yīng)對(duì)電磁干擾

機(jī)電一體化設(shè)備通過(guò)加工電容的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)電氣控制，所以在工作過(guò)程中，必須要實(shí)現(xiàn)電磁能量轉(zhuǎn)換，但是這一過(guò)程經(jīng)常會(huì)受到附近環(huán)境的影響，通過(guò)在大功率用電設(shè)備制動(dòng)和啟動(dòng)過(guò)程中應(yīng)用電磁干擾源，可以有效地減少電磁干擾的效果，避免畸變信號(hào)的產(chǎn)生。

四、實(shí)例分析

下面以茶葉機(jī)電一體化壓縮設(shè)備為例，探討其故障診斷技術(shù)。茶葉機(jī)電一體化壓縮設(shè)備，集合了茶葉生產(chǎn)過(guò)程中的多個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)。主要包括茶葉殺青、茶葉理?xiàng)l、茶葉烘干。每個(gè)工藝過(guò)程都實(shí)現(xiàn)了多種機(jī)械加工設(shè)備的結(jié)合，很好的實(shí)現(xiàn)了茶葉生產(chǎn)加工過(guò)程中一機(jī)多用的功能，這不僅減少了加工設(shè)備的占地面積，還縮短了機(jī)械加工過(guò)程中人為因素而導(dǎo)致的茶葉品質(zhì)下降問(wèn)題。例如，微波茶葉殺青烘干一體機(jī)是利用微波輻射，一方面降低茶葉表面與內(nèi)部的水分實(shí)現(xiàn)茶葉殺青;另一方面，還能通過(guò)微波輻射時(shí)間控制茶葉的烘干效果，較好實(shí)現(xiàn)了茶葉多功能機(jī)械化生產(chǎn)。

（二）茶葉機(jī)械加工工藝要求

茶葉的機(jī)械加工，主要是從傳統(tǒng)的純手工加工演變成自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)。所以，茶葉生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)于加工工藝控制的要求比較高，特別是對(duì)茶葉加工的時(shí)間、溫度、通風(fēng)以及頻率有著嚴(yán)格的控制指標(biāo)。因此，茶葉機(jī)電一體化壓縮設(shè)備的加工條件控制，一般是利用繼電器、PLC 與單片機(jī)進(jìn)行控制。例如，PLC 智能數(shù)字化處理技術(shù)，能夠?qū)⒉枞~生產(chǎn)設(shè)備上的溫度、頻率等參數(shù)進(jìn)行數(shù)制轉(zhuǎn)換，以保障數(shù)據(jù)的有效傳輸，從而實(shí)現(xiàn)人機(jī)交流與遠(yuǎn)程控制。

（三）茶葉機(jī)電一體化壓縮設(shè)備的故障診斷技術(shù)

不可避免的是茶葉生產(chǎn)設(shè)備在生產(chǎn)過(guò)程中，因?yàn)閮?nèi)部零件磨損或操作不當(dāng)?shù)仍?，很容易?dǎo)致設(shè)備存在異常運(yùn)行。故而設(shè)備故障診斷技術(shù)，加速了這些問(wèn)題的解決，也推動(dòng)茶葉生產(chǎn)有序、可持續(xù)發(fā)展。

1.振動(dòng)診斷技術(shù)

其中，茶葉機(jī)電一體化壓縮設(shè)備診斷技術(shù)主要包括振動(dòng)診斷技術(shù)。其目的在于通過(guò)精密的診斷系統(tǒng)，準(zhǔn)確查尋設(shè)備出現(xiàn)故障的位置與原因，機(jī)械的振動(dòng)頻率就是非常敏感而有效的診斷信號(hào)。例如，一體化壓縮設(shè)備中，不可避免使用到電動(dòng)機(jī)遇皮帶輪的運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，單運(yùn)轉(zhuǎn)的皮帶出現(xiàn)卡頓的振動(dòng)時(shí)，表明皮帶已經(jīng)拉伸過(guò)度，應(yīng)該盡快進(jìn)行皮帶的更換。現(xiàn)在的振動(dòng)診斷技術(shù)，一般是采用信號(hào)放大儀進(jìn)行振動(dòng)信號(hào)的采集，對(duì)比信號(hào)匯總的圖譜，從而實(shí)現(xiàn)故障的盡快發(fā)現(xiàn)。

2.溫度診斷技術(shù)

溫度信號(hào)查尋也是茶葉機(jī)電一體化壓縮設(shè)備故障診斷的有效方式。設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程出現(xiàn)故障的時(shí)候，一般很容易導(dǎo)致局部溫度不正常化，表面這個(gè)部位的元件出現(xiàn)溫度信號(hào)異常。所以，溫度信號(hào)對(duì)于鐵質(zhì)機(jī)械故障檢測(cè)具有良好的效果。從初始利用溫度計(jì)進(jìn)行溫度測(cè)量，發(fā)展成紅外掃描器進(jìn)行溫度圖譜收集，加快了故障元件發(fā)現(xiàn)的可能性。尤其是通過(guò)收集到設(shè)備的各個(gè)元件與區(qū)域的溫度圖譜，因此，結(jié)合時(shí)間間隔的溫度測(cè)量結(jié)果，就能夠非常容易發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)故障的區(qū)域。

3.鐵譜剖析技術(shù)

此外，鐵譜剖析技術(shù)也是非常重要的故障診斷技術(shù)，其一般是運(yùn)用到冶金以及機(jī)械制造領(lǐng)域的機(jī)電一體化設(shè)備的故障診斷。盡管該技術(shù)還沒(méi)有正式運(yùn)用在茶葉機(jī)電一體化壓縮設(shè)備的故障診斷，但是其在茶葉的生產(chǎn)加工有良好發(fā)展前景。因?yàn)椴枞~生產(chǎn)受到外界因素影響非常敏感，利用鐵譜剖析技術(shù)可以通過(guò)檢測(cè)機(jī)械元件表面的磨損顆粒物，準(zhǔn)確判斷設(shè)備的受損情況。

總之，對(duì)于機(jī)電一體化設(shè)備而言，故障診斷方法多，掌握難度大，這就對(duì)技術(shù)人員提出了較高的專業(yè)要求，需要他們對(duì)設(shè)備的工作運(yùn)行有著充分的了解，從而能在設(shè)備發(fā)生故障時(shí)及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障原因。在進(jìn)行分析的過(guò)程中不難發(fā)現(xiàn)對(duì)機(jī)電一體化設(shè)備的故障診斷日益趨向于專業(yè)與智能，不斷加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的故障診斷技術(shù)，既能保證設(shè)備的正常穩(wěn)定運(yùn)行，又能促進(jìn)我國(guó)在這方面的發(fā)展。

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