淺析機(jī)械設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控與故障診斷技術(shù)

武文志

摘 要：在機(jī)械制造設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行中，故障或事故的發(fā)生往往是由于維修、磨損、腐蝕、老化等原因造成的，由于故障誘發(fā)因素的不同，故障性能也不同。傳統(tǒng)的機(jī)械制造設(shè)備故障排除方法是由設(shè)備維修人員進(jìn)行現(xiàn)場檢查。遠(yuǎn)程監(jiān)測與故障診斷技術(shù)不同于傳統(tǒng)的檢測方法，因此有必要進(jìn)行單獨(dú)的研究。為保證機(jī)械制造設(shè)備運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性，首先要保證機(jī)械制造設(shè)備良好的工作條件。因此，對(duì)機(jī)械制造設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和故障診斷具有重要的意義。同時(shí)，提高遠(yuǎn)程監(jiān)控和故障診斷的技術(shù)水平也有利于自動(dòng)化生產(chǎn)的進(jìn)一步發(fā)展。本文分析了機(jī)械制造設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控與故障診斷技術(shù)，總結(jié)了該技術(shù)存在的問題，并提出了在技術(shù)應(yīng)用中提高系統(tǒng)穩(wěn)定性的策略，以供參考。

關(guān)鍵詞：機(jī)械制造設(shè)備;遠(yuǎn)程監(jiān)控與故障診斷;技術(shù)分析

1 機(jī)械制造設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控的必要性

1.1 保證生產(chǎn)設(shè)備順利運(yùn)行

機(jī)械制造設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控的必要性體現(xiàn)在保證生產(chǎn)設(shè)備順利運(yùn)行的能力上。隨著當(dāng)前機(jī)械制造設(shè)備智能化領(lǐng)域的深入發(fā)展，相關(guān)技術(shù)已經(jīng)能夠支持無人或半無人工廠的建設(shè)。這樣的現(xiàn)實(shí)情況下，機(jī)械制造設(shè)備的操作，可能無監(jiān)督和非監(jiān)督，無監(jiān)督和控制生產(chǎn)現(xiàn)場將導(dǎo)致許多機(jī)械制造設(shè)備，在操作的過程中出問題，現(xiàn)有的監(jiān)測條件和監(jiān)測記錄和診斷方法不能實(shí)現(xiàn)機(jī)械存在的問題。這樣的實(shí)際情況下，對(duì)機(jī)械制造設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。遠(yuǎn)程診斷機(jī)器本身運(yùn)行過程中可能出現(xiàn)的問題，可以避免機(jī)械故障導(dǎo)致的生產(chǎn)停滯，帶來不必要的損失，保證生產(chǎn)設(shè)備的順利運(yùn)行。

1.2 延長機(jī)械制造設(shè)備的使用壽命

機(jī)械制造設(shè)備運(yùn)行過程中，零部件會(huì)隨著時(shí)間的推移老化和磨損。一些設(shè)備可能由于潮濕而遭受氧化腐蝕，電路老化也會(huì)引起短路。這些問題將影響機(jī)械制造業(yè)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。問題太嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生故障導(dǎo)致機(jī)械制造設(shè)備停止運(yùn)行。這些影響機(jī)械制造設(shè)備工作狀態(tài)的因素不能及時(shí)得到重視，不僅會(huì)造成設(shè)備故障，還降低機(jī)械制造設(shè)備的使用壽命。利用遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)，及時(shí)掌握機(jī)械制造設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，可確保及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患并進(jìn)行相應(yīng)的維修保養(yǎng)。不僅可以消除隱患，還有利于保護(hù)機(jī)械制造設(shè)備，提高設(shè)備的使用壽命。機(jī)械制造設(shè)備通常需要大量投資購買，如果檢查和維護(hù)的質(zhì)量不能保證，設(shè)備將年齡和迅速磨損，隨著年齡和磨損程度的加深，故障率變得越來越高將影響生產(chǎn)。加速老化的機(jī)械制造設(shè)備也降低生產(chǎn)資源的利用率，從而增加企業(yè)的生產(chǎn)成本。遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)保證機(jī)械制造設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控，提高設(shè)備的使用壽命，是對(duì)生產(chǎn)資源的有效利用有利于企業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。

2 機(jī)械制造設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的工作原理

2.1 采集終端

采集終端主要負(fù)責(zé)采集機(jī)械制造設(shè)備現(xiàn)場數(shù)據(jù)，匯報(bào)現(xiàn)場機(jī)械設(shè)備運(yùn)行情況。收集終端必須能夠放置在機(jī)械加工和制造的工作場所?？紤]到采集終端將與機(jī)械制造設(shè)備處于相同的工作環(huán)境中，受到外部環(huán)境和天氣因素的影響，采集終端的設(shè)計(jì)必須能夠承受各種干擾。收購終端要滿足的兩個(gè)主要任務(wù)：建立企業(yè)與機(jī)械制造設(shè)備之間的聯(lián)系;一種是在機(jī)械設(shè)備與機(jī)械設(shè)備的控制系統(tǒng)之間建立聯(lián)系。為實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備的故障分析功能，需要在采集終端上增加一個(gè)功能。

2.2 監(jiān)控終端

監(jiān)控終端主要對(duì)采集終端接收到的信息進(jìn)行處理，并與建模系統(tǒng)中的設(shè)備進(jìn)行比對(duì)，將信息反饋給大數(shù)據(jù)云系統(tǒng)和設(shè)備監(jiān)控app，并將預(yù)警信息發(fā)送給設(shè)備遠(yuǎn)程控制器。在現(xiàn)場監(jiān)控器的掌握下，及時(shí)進(jìn)行下一步工作。監(jiān)控設(shè)備的可靠運(yùn)行，可以在設(shè)備施工企業(yè)與機(jī)械制造設(shè)備之間建立有效的連接，并在機(jī)械設(shè)備與遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)之間建立合理的連接，實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造設(shè)備故障的在線分析。

2.3 本地診斷

機(jī)械制造設(shè)備發(fā)生故障并被檢測到時(shí)，安裝在機(jī)械設(shè)備下的信息采集設(shè)備將采集、分析和傳輸故障信息，將這些信息傳輸?shù)焦收戏治鱿到y(tǒng)。故障分析系統(tǒng)接收到信息后，立即進(jìn)行分析和診斷。排除部分原因得出機(jī)械設(shè)備運(yùn)行失敗的具體原因。

2.4 異地診斷

遠(yuǎn)程診斷主要包括實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程在線診斷、視頻、實(shí)時(shí)App等。實(shí)際診斷仍有較大差異，主要是診斷方式的差異。利用移動(dòng)電話等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將專家與現(xiàn)場監(jiān)測人員進(jìn)行連接在線交流的基礎(chǔ)上，鼓勵(lì)專家與現(xiàn)場監(jiān)測人員共同討論設(shè)備故障。某些情況下，應(yīng)用實(shí)時(shí)監(jiān)測可得出最終的診斷結(jié)論。診斷專家利用實(shí)時(shí)App診斷技術(shù)，根據(jù)設(shè)備數(shù)據(jù)和現(xiàn)場情況得出最終結(jié)論，利用實(shí)時(shí)App技術(shù)將專家診斷信息傳遞到現(xiàn)場監(jiān)測員手中。

3 機(jī)械制造設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控及故障診斷的技術(shù)分析

3.1 機(jī)械制造設(shè)備狀態(tài)信息的傳輸與整理

保證遠(yuǎn)程監(jiān)測和故障診斷技術(shù)的應(yīng)用效果，先保證機(jī)械制造設(shè)備狀態(tài)信息的準(zhǔn)確性和信息傳遞的及時(shí)性。需要在監(jiān)控系統(tǒng)中有個(gè)完整的監(jiān)控設(shè)備，以及數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ)的能力。要根據(jù)企業(yè)機(jī)械制造設(shè)備的規(guī)模合理設(shè)計(jì)，根據(jù)實(shí)際需要配置足夠的加工能力和存儲(chǔ)容量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)器和計(jì)算機(jī)，除相應(yīng)的檢測設(shè)備和報(bào)警系統(tǒng)的特點(diǎn)，每個(gè)機(jī)器制造設(shè)備。由于遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的建立也需要一定的資金支持，企業(yè)可根據(jù)實(shí)際情況逐步完善遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的功能。對(duì)較重要的設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，然后在企業(yè)逐步發(fā)展的過程中逐步擴(kuò)大監(jiān)控范圍。如果要逐步改進(jìn)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，必須考慮兼容性問題。在設(shè)置遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)預(yù)留系統(tǒng)擴(kuò)展的空間，并在后續(xù)擴(kuò)展時(shí)確保所選的監(jiān)控設(shè)備與現(xiàn)有系統(tǒng)匹配。

3.2 機(jī)械制造設(shè)備狀態(tài)信息的診斷系統(tǒng)開放性

機(jī)械制造設(shè)備的遠(yuǎn)程診斷與傳統(tǒng)的機(jī)械診斷分析有著本質(zhì)的區(qū)別：傳統(tǒng)上，裝備有機(jī)械設(shè)備診斷的知識(shí)庫是封閉或半封閉的，其內(nèi)容僅限于設(shè)計(jì)者的輸入和修改。就目前的遠(yuǎn)程診斷而言，其所配備的知識(shí)庫是以大數(shù)據(jù)為核心，開放式的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。在遠(yuǎn)程診斷設(shè)備的應(yīng)用之初，設(shè)計(jì)者需要設(shè)計(jì)并制作一個(gè)基本的知識(shí)框架。遠(yuǎn)程診斷設(shè)備的維修和施工中，不僅設(shè)計(jì)人員可以參與，廣大用戶也可以參與。將二維碼作為界面引入?，F(xiàn)場設(shè)備維修人員通過掃描下載app，與遠(yuǎn)程專家和大數(shù)據(jù)云進(jìn)行有效溝通，及時(shí)確定故障位置。因此，如何設(shè)計(jì)開放式診斷系統(tǒng)是機(jī)械制造設(shè)備遠(yuǎn)程診斷的關(guān)鍵。

3.3 在遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中引入模擬建模系統(tǒng)

在遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中引入仿真建模系統(tǒng)。根據(jù)機(jī)械制造設(shè)備不同的結(jié)構(gòu)和功能特點(diǎn)，利用仿真建模系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)上對(duì)不同的機(jī)械制造設(shè)備模型進(jìn)行仿真。在遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中收集到相關(guān)的機(jī)械制造設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息后，將收集到的數(shù)據(jù)信息輸入仿真建模系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算，從而推斷出機(jī)械制造設(shè)備可能出現(xiàn)的故障。通過仿真建模技術(shù)的應(yīng)用，有助于降低故障診斷的難度。同時(shí)，數(shù)據(jù)可以以3D模型的形式顯示，使監(jiān)控人員更直觀的了解設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。還可以在監(jiān)測工作中加入可能的外部影響，將這些影響因素加入到計(jì)算分析中，從而提高機(jī)械制造設(shè)備故障判斷的準(zhǔn)確性。

綜上所述，機(jī)械制造設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控與故障診斷技術(shù)具有很大的應(yīng)用價(jià)值和較高的研究價(jià)值。遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的使用可以有效的保證機(jī)械制造設(shè)備的良好運(yùn)行和設(shè)備狀態(tài)信息的及時(shí)性，可以進(jìn)一步將生產(chǎn)故障的概率降低到最低，有利于延長機(jī)械制造設(shè)備的使用壽命。提高機(jī)械制造設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)測和故障診斷技術(shù)水平，對(duì)促進(jìn)我國工業(yè)生產(chǎn)具有重要意義。

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