初探機電一體化設備故障診斷技術

摘 要：對于機電一體化而言，就是基于諸多設備，在其中運用電子技術，從而實現對設備信息的處理。當運用機電設備一體化時，往往會發生或多或少的故障問題，這些問題是無法避免的，及時、準確診斷設備故障，有助于維修工作的開展，保證設備能夠安全生產。基于此，本文進行了如下探究，希望能幫助相關人士。

關鍵詞：機電一體化;網絡結構;設備穩定性;故障診斷

引言：在機電一體化設備中，對于故障診斷技術來講，就是對故障情況進行診斷，基于存在的故障問題，制定行之有效的措施，有效處理故障問題，應用此項技術有著一定的難度。需要精準定位故障位置;充分了解引發故障的因素，確定主要影響因素;借鑒優秀案例，并依據有關的理論內容，執行有效的處理對策。簡而言之，需要逐步進行此項工作，保持嚴謹的態度，需要得到有力的技術支撐。

1.設備網絡結構組成

通常情況下，針對機電一體化產品來講，其和網絡有著很大的關系，一般可以將該設備的網絡結構分為多層，譬如自動化層。

1.1設備層

在現場總線技術中，對于設備層網絡來講，其不僅是一種工業指標，而且是也屬于開放性網絡，主要基于一些簡單設備及工業設備，譬如計算機、閥門，在之間進行連接。現如今該項技術發展較快，出現了很多種網絡結構，譬如星形結構、環形結構。

1.2自動化與控制層

針對I/O與對等通信網絡，要想達到高吞吐量，應當第一時間控制網絡，多種網絡被廣泛應用于工業網絡，尤其是控制網，該網絡有著諸多突出性能，譬如可以實現對傳動的控制，無論是輸入數據，還是對等通信數據，都能夠實現多信道傳播，同時還具備時間片控制算法，即便時間較為苛刻，也可以對預定數據進行傳輸。

2.故障診斷技術

對于故障診斷技術，本文主要從故障劃分技術、在線與離線診斷技術、參數檢測技術、專家系統等方面進行分析，以供參考。

2.1故障劃分技術

可以依據零部件損壞情況，并結合故障對設備造成的影響，可將故障劃分為兩種，一是破壞性故障，二是非破壞性的，針對機電一體化設備，在對其進行檢測時，有效分類故障，有助于及時明確故障范圍，并且找到故障的主要因素，進而能夠更好處理設備問題，最大程度降低損失及破壞。

2.2在線與離線診斷技術

針對機電一體化設備，當其出現故障時，既可以采用在線診斷技術，也可以采用離線診斷技術。伴隨技術的飛速發展，再加上被廣泛使用，能夠借助信息技術，達到實時發現故障的目的。最近幾年以來，故障診斷技術取得較快發展，尤其是在線診斷，可以將其分為多種技術，譬如信號處理技術，無論是信號處理技術，還是知識技術，都可以不用檢測對象模型，由此得到了人們的高度重視。

2.3參數檢測技術

對于任何一種機電一體化設備而言（圖1），基本上存在功能參數，即便是所有的零部件，都有著一定的參數，在設備處于運行過程中，有效分析參數及振動危害，可以對參數差異性進行明確，進而針對零部件損壞情況，能夠進行有效判斷，合理應用參數檢測技術，很大程度上可以提升準確率，而且易于進行操作，有著較好的應用前景。

2.4專家系統

專家系統由多個系統組合而成，譬如用戶界面系統，針對機電一體化設備，通過對專家系統的使用，可以進一步提高故障診斷水平。對于專家系統而言，主要是基于對信息技術的運用，屬于新型故障診斷系統，有效應用該系統，能夠極大提升診斷效率，從而能夠降低支出，在所有的故障診斷技術中，專家系統是非常先進的。

3.提升設備穩定性措施

伴隨技術的飛速發展，穩定性設計技術得到了廣泛運用，在對工程進行設計時，不但融入了概率論，而且結合了數理統計。基于此，能夠有效處理設計中的諸多問題，在提高產品質量的同時，也能夠降低設計成本。存在多種因素，能夠對該設備的穩定性造成制約，在機電設備中，對于大多數構件而言，都有著各種電子元器件，這有礙于更好評價設備的穩定性，需要充分結合實際問題，以便能夠提高整機穩定性。

3.1組裝與連接器件的措施

引發傳送信號失靈的因素有很多，其中插接件接觸不良較為突出，在導致系統出現故障的因素中，這也是其中之一。另一方面，由于溫度及濕度的變化較大，致使出現油污污染，進而不但影響了機械振動，而且也會污染元器件（圖2），最終影響到系統穩定性。針對復雜化系統來講，電器元件的分布較為復雜，若要保證設備的穩定性，除了要處理好組裝問題，也要解決好連接穩定性問題。

3.2失效元器件的措施

在整體數控設備中，元器件是非常重要的，提高元器件的穩定性，有助于確保設備的穩定性。將多個部分失效率進行相加，就可以得出設備的失效率。所以在對機電產品進行選擇時，需要保持謹慎、細心的態度，向整個設備系統提供更好的服務。

3.3應對電磁干擾的措施

針對機電一體化設備而言，其屬于電氣控制設備，能夠達到加工目的的設備，設備在運行過程中，往往需要對電磁能量進行轉換，這會對周圍環境造成影響，同時也會被電磁干擾。在機電一體化產物中，無論是加工中心，還是數控機床，都屬于自動化系統，其中包含多方面內容，譬如強弱電、硬件，對于電磁環境與干擾來講，是一個較為復雜的問題。基于數控系統，一般借助電磁干擾源的方式：針對較大功率用電設備，當處于運行狀態時，會對交流供電系統造成約束，從而致使電壓發生變化，此外在開閉電器開關時，在電火花的作用下，會產生高頻電磁干擾;沒有科學布局地線，或者線徑不夠粗，在電子元件之間，需要通過一樣的導向阻抗，進而出現兩種信號，一是畸變信號，二是干擾信號;針對直流電源，若其負載性能不夠好，再加上功率儲備不夠，在負載變化的情況下，會致使電源隨之發生改變;信號引線長度超出正常范圍，沒有執行合理的屏蔽策略，在受到電磁的影響下，極有可能導致信號線沒有準確響應，尤其是高脈沖信號，若沒有得到合理處理，極容易會產生畸變信號。

結論：有效運用故障診斷技術，能夠保障設備安全生產，在生產過程中，有助于第一時間找到故障問題，隨之實施行之有效的措施，有效處理設備故障問題。通過該技術的使用，能夠更好監測設備工作狀況，充分掌握設備出現的問題，迅速判斷故障所在位置，進而能夠降低事故發生的幾率。

參考文獻：

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[2]孫鵬輝，孫碩.機電一體化設備的故障診斷技術探討[J].內燃機與配件，2019（01）：126-127.

作者簡介：祝海英 （1982-），女，大專，助理工程師，主要從事泵站運行管理工作。

（宿松縣復興西片防洪排澇工程管理局? ? 安徽? 宿松? ?246500）