計(jì)算機(jī)監(jiān)控技術(shù)在機(jī)械設(shè)備故障診斷中的應(yīng)用

李宏亮

摘要：當(dāng)前機(jī)械設(shè)備已經(jīng)廣泛應(yīng)用于企業(yè)的生產(chǎn)中，機(jī)械設(shè)備一旦出現(xiàn)了故障，便會(huì)引發(fā)各種生產(chǎn)問題。因此，只有不斷提升排除機(jī)械設(shè)備故障的能力和效率才能迅速排除故障，最終保證生產(chǎn)行業(yè)的穩(wěn)定運(yùn)行。當(dāng)前運(yùn)用計(jì)算機(jī)監(jiān)控機(jī)械設(shè)備已經(jīng)在監(jiān)控準(zhǔn)確度和監(jiān)控效率等方面得到較大提升。本文以計(jì)算機(jī)監(jiān)控技術(shù)在機(jī)械設(shè)備故障診斷行業(yè)的應(yīng)用為主題展開討論，希望能夠帶來一定的啟示作用。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī);監(jiān)控技術(shù);機(jī)械設(shè)備故障;診斷應(yīng)用

0? 引言

機(jī)械故障診斷技術(shù)其本質(zhì)是指對(duì)機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的監(jiān)控技術(shù)，通過及時(shí)采集機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)來判斷機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，再根據(jù)分析對(duì)機(jī)械設(shè)備潛在的故障采取有效解決措施。當(dāng)前運(yùn)用計(jì)算機(jī)監(jiān)控技術(shù)進(jìn)行機(jī)械設(shè)備故障的監(jiān)測越來越廣泛，因此，計(jì)算機(jī)監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)成為現(xiàn)代化發(fā)展的重要標(biāo)志。

1? 機(jī)械設(shè)備故障診斷技術(shù)與計(jì)算機(jī)監(jiān)控技術(shù)

當(dāng)前機(jī)械設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)境比較復(fù)雜，一旦在惡劣環(huán)境下機(jī)械設(shè)備需要長期不停的運(yùn)轉(zhuǎn)，便會(huì)較大概率出現(xiàn)故障。隨著機(jī)械設(shè)備集成化和自動(dòng)化技術(shù)的進(jìn)步，尤其是在復(fù)雜性和結(jié)構(gòu)性能方面有了很大的進(jìn)步和提升，面對(duì)難度更高、診斷更加復(fù)雜的故障問題能夠給予更好地處理。雖然有部分機(jī)械設(shè)備已經(jīng)具備了自動(dòng)記錄相關(guān)運(yùn)行數(shù)據(jù)的功能，但是卻無法對(duì)記錄的數(shù)據(jù)展開科學(xué)、合理的分析，更無法根據(jù)所得到的數(shù)據(jù)分析結(jié)果對(duì)機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行提出示警。當(dāng)前應(yīng)用計(jì)算機(jī)自動(dòng)化監(jiān)控實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、遠(yuǎn)程監(jiān)控以及實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)等多方面的功能，當(dāng)前的機(jī)械設(shè)備故障診斷及實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控就必須依靠基礎(chǔ)通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)施來完成數(shù)據(jù)信號(hào)的傳輸，例如，故障分析平臺(tái)、數(shù)據(jù)庫管理以及綜合化處理平臺(tái)等多項(xiàng)服務(wù)、歷史數(shù)據(jù)提取、設(shè)備運(yùn)行狀況、設(shè)備參數(shù)信息以及故障詳情等內(nèi)容都是計(jì)算機(jī)監(jiān)控診斷技術(shù)的重要工作方向。與傳統(tǒng)人工監(jiān)控機(jī)械設(shè)備故障診斷技術(shù)相比，計(jì)算機(jī)監(jiān)控技術(shù)對(duì)機(jī)械設(shè)備故障的診斷效率和質(zhì)量更高。通過有效排查機(jī)械設(shè)備故障的主要原因，快速采取相應(yīng)的解決對(duì)策，最終有效提升計(jì)算機(jī)信息的有效性、安全性以及靈活性，打破傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備監(jiān)控技術(shù)的瓶頸，最終為相關(guān)企業(yè)帶來更大的經(jīng)濟(jì)效益[1]。

2? 當(dāng)前計(jì)算機(jī)監(jiān)控技術(shù)在機(jī)械設(shè)備故障分析中的應(yīng)用分析

2.1 應(yīng)用特征分析

首先，計(jì)算機(jī)監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用具有經(jīng)濟(jì)性特點(diǎn)，與傳統(tǒng)的人工監(jiān)測技術(shù)相比較而言，計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)更加節(jié)省資金的投入和運(yùn)行成本的支出，尤其是對(duì)于沒有敷設(shè)在本土的機(jī)械設(shè)備，通過計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程技術(shù)的監(jiān)控既能夠有效節(jié)省高昂的人工成本，又能準(zhǔn)確、及時(shí)地掌握遠(yuǎn)距離機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行狀況;其次，計(jì)算機(jī)監(jiān)控技術(shù)的靈活性，計(jì)算機(jī)監(jiān)控技術(shù)不會(huì)受到地域氣候以及特殊環(huán)境的影響，對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)覆蓋內(nèi)的機(jī)械設(shè)備都可以實(shí)施科學(xué)、有效地監(jiān)控，而人工監(jiān)控機(jī)械設(shè)備則會(huì)受到地域、氣候以及環(huán)境的影響，另外，計(jì)算機(jī)監(jiān)控技術(shù)得到的檢測結(jié)果也更加全面和準(zhǔn)確;最后，計(jì)算機(jī)監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用的規(guī)范性，當(dāng)前應(yīng)用計(jì)算機(jī)監(jiān)控診斷技術(shù)必須符合行業(yè)規(guī)定和流程要求，同時(shí)計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控又具有較強(qiáng)的擴(kuò)展性，使得計(jì)算機(jī)各個(gè)模塊的信息能夠?qū)崿F(xiàn)互通，從而針對(duì)機(jī)械設(shè)備的故障問題進(jìn)行遠(yuǎn)程分析和制定解決措施及方案。

2.2 計(jì)算機(jī)監(jiān)控技術(shù)在機(jī)械設(shè)備故障診斷中的應(yīng)用趨勢分析

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步，在機(jī)械設(shè)備故障診斷領(lǐng)域和更多領(lǐng)域都會(huì)得到更加深入的應(yīng)用，尤其是當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)以及工業(yè)發(fā)展處于重要的轉(zhuǎn)型時(shí)期，有效應(yīng)用計(jì)算機(jī)監(jiān)控技術(shù)的行業(yè)會(huì)越來越多。在各個(gè)行業(yè)應(yīng)用計(jì)算機(jī)監(jiān)控技術(shù)不僅有利于企業(yè)的宏觀健康發(fā)展，更有利于復(fù)雜的生產(chǎn)和運(yùn)行程序簡單化，在短時(shí)間內(nèi)機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行便會(huì)完成自動(dòng)化向人工智能化迅速發(fā)展，在生產(chǎn)領(lǐng)域便會(huì)在極大降低能源消耗的情況下也能最大程度釋放勞動(dòng)力，降低生產(chǎn)線工人勞動(dòng)強(qiáng)度的同時(shí)使機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)線的流程變得井然有序。整條生產(chǎn)線會(huì)更加流暢化和便捷化。計(jì)算機(jī)監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用能夠?yàn)闄C(jī)械設(shè)備生產(chǎn)線提供重要的監(jiān)控信息保障，及時(shí)發(fā)現(xiàn)機(jī)械故障或者隱藏的故障問題，及時(shí)擬定有力措施解決相應(yīng)問題，為企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提高提供更為有力的技術(shù)支持。未來的計(jì)算機(jī)監(jiān)控技術(shù)一定會(huì)向集中化、高智能化繼續(xù)發(fā)展，通過集中控制信息網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，一定會(huì)對(duì)機(jī)械設(shè)備的故障診斷提供更好的技術(shù)支撐[2]。

3? 關(guān)于計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械設(shè)備監(jiān)控中的應(yīng)用案例分析

隨著我國計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展與我國工業(yè)體系的日趨成熟，計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)無疑在工業(yè)生產(chǎn)各個(gè)方面實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代化的轉(zhuǎn)型和發(fā)展，經(jīng)過計(jì)算機(jī)技術(shù)武裝的企業(yè)獲得了更強(qiáng)勁的發(fā)展動(dòng)力。在未來的計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用發(fā)展趨勢中不僅能夠在操作流程中得以簡化，尤其是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用，不僅為機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行提供重要保障，更是為生產(chǎn)模式的流暢化和便捷化建立井然的發(fā)展秩序。未來的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù)完全可以實(shí)現(xiàn)全過程和各個(gè)環(huán)節(jié)的監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障隱患問題并加強(qiáng)處理，因此，計(jì)算機(jī)監(jiān)控技術(shù)一定會(huì)在故障網(wǎng)絡(luò)診斷應(yīng)用中展現(xiàn)出龐大的優(yōu)勢。在企業(yè)的發(fā)展和壯大中計(jì)算機(jī)監(jiān)控技術(shù)一定會(huì)給機(jī)械企業(yè)帶來較好的發(fā)展前景。如：當(dāng)前B/S模式在遠(yuǎn)程故障診斷上表現(xiàn)出較好的應(yīng)用效果，并成功應(yīng)用到各類機(jī)械設(shè)備故障監(jiān)控中，在很大程度上提升這些機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的安全性。

3.1 B/S模式的遠(yuǎn)程故障診斷分析

計(jì)算機(jī)監(jiān)控技術(shù)在機(jī)械設(shè)備故障診斷中的應(yīng)用案例較多，當(dāng)前最為典型的應(yīng)用案例便會(huì)B/S模式的遠(yuǎn)程故障診斷分析，所謂的B/S主要包括三個(gè)層級(jí)的結(jié)構(gòu)，具體包括：邏輯層、數(shù)據(jù)層和表示層。所有的機(jī)械設(shè)備企業(yè)用戶都可以在B/S的表示層輸入?yún)?shù)，輸入?yún)?shù)后如果顯示出了數(shù)據(jù)和結(jié)果，機(jī)械設(shè)備的企業(yè)用戶便可以依靠瀏覽器的作用進(jìn)入計(jì)算機(jī)交互網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)頁面。另外，B/S的邏輯層是B/S模式的核心應(yīng)用層，這一模式的邏輯層主要運(yùn)用各項(xiàng)的計(jì)算機(jī)服務(wù)技術(shù)，在有效利用數(shù)據(jù)層提供的數(shù)據(jù)資料后顯示機(jī)械設(shè)備的各項(xiàng)操作。但是B/S這一計(jì)算機(jī)監(jiān)控技術(shù)的開發(fā)依賴于動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)安全環(huán)境的建立，這一計(jì)算機(jī)監(jiān)控模式應(yīng)用的難點(diǎn)便是大規(guī)模的數(shù)據(jù)發(fā)生交互使用的問題，因此，B/S系統(tǒng)模式利用IP/TCP的規(guī)范和VB語言規(guī)律，編譯成B/S系統(tǒng)能夠傳輸?shù)奶厥庹Z言，機(jī)械設(shè)備的企業(yè)用戶只需要通過瀏覽計(jì)算機(jī)監(jiān)控設(shè)備搭載的插件和端口便能夠獲得想要的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和檢索數(shù)據(jù)。但是，由于機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)本身具有行業(yè)特殊性，遇到極特殊情況B/S模式也可能失去其應(yīng)有的應(yīng)用性，所以相關(guān)的科研人員還要根據(jù)B/S模式本身的局限性展開智能化應(yīng)用的研發(fā)和推進(jìn)，以解決B/S的應(yīng)用兼容性問題，有效統(tǒng)一所有數(shù)據(jù)應(yīng)用格式后會(huì)讓其變成最先進(jìn)、最完善的計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控診斷系統(tǒng)[3]。

3.2 在數(shù)控機(jī)床主軸遠(yuǎn)程故障診斷中的應(yīng)用分析

從B/S模式的遠(yuǎn)程故障診斷結(jié)構(gòu)來看，將其應(yīng)用到數(shù)控機(jī)床主軸遠(yuǎn)程故障診斷中，主要可分為三大模塊：主軸故障信息采集模塊、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸模塊、遠(yuǎn)程故障診斷模塊。具體診斷結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。在實(shí)際應(yīng)用過程中，為完成對(duì)各類故障信息的有效采集，主要通過在數(shù)控機(jī)床主軸上安裝各類型的傳感器來實(shí)現(xiàn)，如：通過傳感器能夠?qū)崟r(shí)采集數(shù)控機(jī)床主軸的轉(zhuǎn)速、振動(dòng)頻率等信息的采集。其中網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸模塊則主要通過Web網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)，當(dāng)傳感器采集到數(shù)據(jù)信息之后，以Web網(wǎng)絡(luò)作為“橋梁”，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程故障診斷。其中遠(yuǎn)程故障診斷模塊主要可以將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納整理，然后將之與系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，以此來順利找到故障點(diǎn)，同時(shí)也可以利用該模塊實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程專家聯(lián)線，在線聯(lián)合診斷，從而有效提升診斷的效率。

從B/S模式在數(shù)控機(jī)床主軸遠(yuǎn)程故障診斷中的實(shí)際應(yīng)用來看，其主要應(yīng)用到以下幾種關(guān)鍵性技術(shù)：①網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫技術(shù)?；谟脩羲貌僮飨到y(tǒng)安裝與之對(duì)應(yīng)的Microsoft SQL Server數(shù)據(jù)庫，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控機(jī)床主軸上數(shù)據(jù)的采集存儲(chǔ)，這屬于B/S模式遠(yuǎn)程故障診斷的重要基礎(chǔ)，通過Microsoft SQL Server數(shù)據(jù)庫能夠自動(dòng)存儲(chǔ)和記憶以往的故障類型，便于對(duì)故障做出比對(duì)，快速找到數(shù)控機(jī)床主軸的故障;②數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。為實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控機(jī)床主軸運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測診斷，那么便需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)傳輸。為了有效解決該問題，在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，系統(tǒng)可利用TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，由此構(gòu)成B/S數(shù)據(jù)傳輸模式，同時(shí)應(yīng)用VB.net編寫Active X控件，利用ASP.net完成動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的開發(fā)，應(yīng)用VBScript語言進(jìn)行編程，從而將數(shù)控機(jī)床主軸運(yùn)行采集到的數(shù)據(jù)在對(duì)應(yīng)的客戶端上顯示，同時(shí)完成從Microsoft SQL Server數(shù)據(jù)庫提取數(shù)據(jù)信息，以實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的對(duì)比診斷，提升監(jiān)控過程的智能性。此外，在網(wǎng)絡(luò)頁面上顯示的數(shù)控機(jī)床主軸運(yùn)行數(shù)據(jù)信息，也有助于專門的管理維護(hù)人員進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床主軸運(yùn)行異常，并采取針對(duì)性的維護(hù)措施，最終有效避免數(shù)控機(jī)床在運(yùn)行過程中出現(xiàn)的嚴(yán)重故障。

4? 結(jié)語

總之，傳統(tǒng)的工業(yè)以及其它各個(gè)行業(yè)的發(fā)展在計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用后發(fā)生了翻天覆地的變化。將機(jī)械設(shè)備故障診斷技術(shù)與計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)有效結(jié)合并應(yīng)用，這一過程無疑有效提升了機(jī)械設(shè)備故障的診斷質(zhì)量和效率，通過不間斷的機(jī)械設(shè)備監(jiān)控分析與運(yùn)行診斷及動(dòng)態(tài)的監(jiān)管和診斷，不僅能降低勞動(dòng)者的工作強(qiáng)度，提升勞動(dòng)者工作效率，更能在第一時(shí)間完成對(duì)機(jī)械設(shè)備的監(jiān)控和管理，在未來的機(jī)械設(shè)備故障診斷中，計(jì)算機(jī)監(jiān)控技術(shù)仍然具有重要的發(fā)展前景。

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