探討面向機(jī)電系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)的現(xiàn)代技術(shù)

劉英英（河北順天電極有限公司,河北淶水074199）

探討面向機(jī)電系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)的現(xiàn)代技術(shù)

劉英英
（河北順天電極有限公司,河北淶水074199）

在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的過(guò)程中，開(kāi)始應(yīng)用一系列的現(xiàn)代技術(shù)來(lái)檢測(cè)機(jī)電系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，并更加科學(xué)地診斷故障，如計(jì)算機(jī)技術(shù)、機(jī)械電子技術(shù)、現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)等。現(xiàn)代化生產(chǎn)和制造技術(shù)日趨成熟，必然會(huì)出現(xiàn)運(yùn)行監(jiān)測(cè)和故障診斷技術(shù)，通過(guò)這些技術(shù)的應(yīng)用，可以促使機(jī)電系統(tǒng)運(yùn)行的安全性得到保障，更加科學(xué)的開(kāi)展維護(hù)管理工作。

機(jī)電系統(tǒng)；狀態(tài)監(jiān)測(cè)；現(xiàn)代技術(shù)

通過(guò)機(jī)電系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)的應(yīng)用，可以對(duì)潛在于生產(chǎn)系統(tǒng)中的事故隱患有效發(fā)現(xiàn)，將設(shè)備故障給予及時(shí)排除，避免有設(shè)備惡性事故出現(xiàn)，否則因?yàn)槿松韨觥h(huán)境污染等問(wèn)題，就會(huì)帶來(lái)較大的損失。狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷技術(shù)在實(shí)踐過(guò)程中取得了不錯(cuò)的效果，如今應(yīng)用范圍在不斷的擴(kuò)大。

1狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)的發(fā)展

如今狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷技術(shù)日趨成熟，逐漸出現(xiàn)了諸多的監(jiān)測(cè)診斷儀器和系統(tǒng)，有著越來(lái)越完善的功能。如振動(dòng)測(cè)量?jī)x器和系統(tǒng)，就包括諸多的功能，如軸心軌跡分析、軸向串動(dòng)、頻譜分析、三維功率譜分析等等。具體來(lái)講，可以從三個(gè)方面來(lái)劃分機(jī)電系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)：

1.1離線定期監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)

本種系統(tǒng)指的是測(cè)試人員需要定期、經(jīng)常地測(cè)試各個(gè)測(cè)點(diǎn)，借助于相關(guān)儀器來(lái)對(duì)信號(hào)進(jìn)行記錄和存儲(chǔ)，在專用計(jì)算機(jī)上來(lái)處理數(shù)據(jù)；本類系統(tǒng)不需要較高的成本，可以較為方便地使用，因此早期應(yīng)用較為廣泛。但是本系統(tǒng)的應(yīng)用，有著比較麻煩的測(cè)試，并且突發(fā)性故障無(wú)法及時(shí)解決。

1.2在線監(jiān)測(cè)和離線分析監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

本系統(tǒng)主要是將傳感器安裝于設(shè)備上的多個(gè)測(cè)點(diǎn)中，借助于現(xiàn)場(chǎng)微處理器來(lái)采集和處理設(shè)備各個(gè)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，狀態(tài)分析和故障診斷工作由專業(yè)人員在主機(jī)系統(tǒng)上完成。本種系統(tǒng)不需要對(duì)測(cè)點(diǎn)頻繁更換，檢測(cè)和報(bào)警功能也可以在線實(shí)現(xiàn)，但是數(shù)據(jù)分析和判斷工作由專門(mén)的工作人員來(lái)離線完成。

1.3自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)

借助于本系統(tǒng)，可以對(duì)設(shè)備的工作狀態(tài)自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)，并且將出現(xiàn)的故障及時(shí)預(yù)報(bào)出來(lái)，處理和分析數(shù)據(jù)可以在線完成。本系統(tǒng)在比較判斷中，將專家經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)準(zhǔn)則加以應(yīng)用，智能化程度得到了提升，對(duì)于工作人員沒(méi)有較高要求，只需要經(jīng)過(guò)短暫的培訓(xùn)，就可以正常使用。本類系統(tǒng)具有較多優(yōu)勢(shì)，如測(cè)點(diǎn)不需要人為更換，專門(mén)的測(cè)試人員和專業(yè)技術(shù)人員都是不需要的；但是軟硬件有著較大的研制工作量，并且需要較高的應(yīng)用成本。

2　狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)的進(jìn)展

2.1信號(hào)采集技術(shù)

要想更好地監(jiān)測(cè)和診斷機(jī)電系統(tǒng)，就需要對(duì)相關(guān)信號(hào)有效采集，而傳感器技術(shù)則是信號(hào)采集技術(shù)的重點(diǎn)。通常情況下，結(jié)合功能的不同，可以將傳感器劃分為溫度傳感器、振動(dòng)傳感器等諸多類型，過(guò)去主要是研究傳感器硬件，保證其靈敏度、穩(wěn)定性和抗干擾能力等符合相關(guān)要求，但是監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)日趨復(fù)雜，傳感器也有著較多的類型和數(shù)量，有傳感器群形成，這樣就需要研究傳感器布局；傳感器組合方式的不同，可以將不同類型的設(shè)備以及設(shè)備不同部位的信息提供出來(lái)，因此，就需要研究信息融合。

2.2信號(hào)分析和處理技術(shù)

在機(jī)電系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與診斷技術(shù)中，非常重要的一個(gè)方面就是信號(hào)分析與處理。通常情況下，我們不能直接采用大部分的原始信號(hào)，需要借助于信號(hào)分析處理技術(shù)來(lái)分析處理信號(hào)，這樣方可以將機(jī)電系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)反映出來(lái)，因此，在本技術(shù)中，關(guān)鍵環(huán)節(jié)就是確定和提取敏感因子。如今，出現(xiàn)了較多的技術(shù)來(lái)分析和處理機(jī)電系統(tǒng)動(dòng)態(tài)信號(hào)，如多軸階比信號(hào)分析技術(shù)、小波變換方法、混沌分析方法等等。

2.3設(shè)備故障診斷方法

在機(jī)電系統(tǒng)監(jiān)測(cè)和診斷技術(shù)中，核心內(nèi)容就是故障診斷，通過(guò)監(jiān)測(cè)，保證機(jī)電系統(tǒng)能夠正常穩(wěn)定的運(yùn)行。具體來(lái)講，故障診斷就是對(duì)出現(xiàn)異常運(yùn)行狀態(tài)的機(jī)電系統(tǒng)，進(jìn)行分析，找出故障原因。結(jié)合信號(hào)類型的差異，我們可以用振聲診斷、溫度診斷、油液分析、光譜分析等來(lái)劃分故障診斷技術(shù)，因?yàn)榧夹g(shù)條件等因素的限制，信號(hào)經(jīng)過(guò)相應(yīng)儀器處理后，需要借助于人工分析方法，比如分析油液中顆粒大小和形狀等，然后有機(jī)聯(lián)系故障。如今，人工智能技術(shù)日趨成熟，故障診斷有著越來(lái)越搞得自動(dòng)化和智能化程度。專家系統(tǒng)借助于人機(jī)對(duì)話，可以對(duì)各種常見(jiàn)故障準(zhǔn)確的診斷。對(duì)于不確定信息的處理，可以利用模糊理論來(lái)完成，因此通常就可以結(jié)合專家系統(tǒng)，分別進(jìn)行先處理和后處理。

3　基于遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)的異地狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)

計(jì)算機(jī)通訊技術(shù)日趨成熟，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)開(kāi)始出現(xiàn)，借助于相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，來(lái)快速準(zhǔn)確地傳送數(shù)據(jù)，借助于傳輸介質(zhì)，就可以在線、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備狀態(tài)，診斷故障，并且資源共享也是可以實(shí)現(xiàn)的。在故障監(jiān)測(cè)和診斷中，可以將現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)充分利用過(guò)來(lái)，連續(xù)監(jiān)測(cè)生產(chǎn)設(shè)備的重要參數(shù)，如數(shù)控機(jī)床的設(shè)備工作參數(shù)、電機(jī)功率等，并且借助于相關(guān)協(xié)議，在服務(wù)器設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)相關(guān)數(shù)據(jù)，這樣對(duì)于歷史數(shù)據(jù)，遠(yuǎn)程專家就可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和查看。同時(shí)，也可以科學(xué)診斷設(shè)備運(yùn)行狀況。如果有設(shè)備異常情況出現(xiàn)，那么借助于因特網(wǎng)和手機(jī)短信或者其他的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)等，可以有效傳呼設(shè)備工程師和維護(hù)專家，以便快速及時(shí)的響應(yīng)和處理設(shè)備故障。

4　結(jié)語(yǔ)

機(jī)電工業(yè)是支撐國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)之一，隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，對(duì)機(jī)電行業(yè)的依賴程度也越來(lái)越高。將狀態(tài)監(jiān)測(cè)故障診斷技術(shù)應(yīng)用到機(jī)電系統(tǒng)中，可以降低事故發(fā)生幾率，及時(shí)找出運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的安全隱患，然后采取相應(yīng)的措施進(jìn)行解決，續(xù)發(fā)損壞也可以得到消除，維護(hù)費(fèi)用成本得到了顯著降低，可以促使生產(chǎn)安全性得到保證。在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，人們將會(huì)更加深入地研究和革新本項(xiàng)技術(shù)，并且會(huì)更加廣泛地應(yīng)用一系列先進(jìn)技術(shù)，如計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、虛擬技術(shù)、現(xiàn)代信號(hào)處理技術(shù)等，以便在更多的行業(yè)領(lǐng)域內(nèi)廣泛應(yīng)用。

[1]張建民，徐小力，徐寶杰.面向機(jī)電系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷的現(xiàn)代技術(shù)[J].北京理工大學(xué)學(xué)報(bào).2004,2(12).

[2]靳永勝.機(jī)電系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷的技術(shù)探討[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用.2014,2(11).

[3]趙翔，黃磊，劉健.現(xiàn)代故障診斷技術(shù)研究現(xiàn)狀與趨勢(shì)[J].后勤工程學(xué)院學(xué)報(bào).2006,2(10).

[4]杭俊，張建忠，程明，王偉，張明.風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷技術(shù)綜述(英文).電工技術(shù)學(xué)報(bào).2013(04).