機械制造設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控與故障診斷技術(shù)探析

劉獻(xiàn)軍

摘 要：機械制造設(shè)備的工作環(huán)境主要是在室外環(huán)境中，這意味著機械設(shè)備在外加工制造作業(yè)時經(jīng)常會受到外界的環(huán)境和天氣因素的影響。當(dāng)受到外界各種因素影響后通常會影響到機械設(shè)備的運作。為了解決這個問題，我們?yōu)闄C械設(shè)備加上監(jiān)控設(shè)備，從而實現(xiàn)能夠在第一時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)機械運行出現(xiàn)的問題，并及時解決。

關(guān)鍵詞：機械制造設(shè)備；故障診斷；遠(yuǎn)程監(jiān)控

1 對機械制造設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控的原理

對機械設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控主要由3個部分組成，主要包括采集終端、監(jiān)控終端和遠(yuǎn)程監(jiān)控終端。

1.1 采集終端

采集終端主要是負(fù)責(zé)對機械制造設(shè)備的現(xiàn)場數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并且對現(xiàn)場機械設(shè)備的運行狀況進(jìn)行匯報，因此采集終端必須能夠放到機械加工制造的工作地點。考慮到采集終端會處于與機械制造設(shè)備相同的工作環(huán)境，同樣會受到外界環(huán)境和天氣因素的影響，采集終端的設(shè)計必須能夠經(jīng)受得住各種干擾。采集終端的需要滿足的兩個主要任務(wù)是：一能夠為企業(yè)和機械制造設(shè)備建立聯(lián)系；二能夠為機械設(shè)備和機械設(shè)備的控制系統(tǒng)建立聯(lián)系。同時，還要為采集終端附加一個功能就是能夠?qū)崿F(xiàn)機械設(shè)備故障分析功能。

1.2 監(jiān)控終端

監(jiān)控終端分為遠(yuǎn)程監(jiān)控終端及本地監(jiān)控終端兩種。遠(yuǎn)程監(jiān)控終端主要用于監(jiān)控設(shè)備通過互聯(lián)網(wǎng)連接到計算機；本地監(jiān)控終端是為了實現(xiàn)監(jiān)控設(shè)備通過局域網(wǎng)連接到計算機。兩者相互合作，才能實現(xiàn)對機械制造設(shè)備的全程監(jiān)控，也能為出現(xiàn)的基本故障進(jìn)行一定的判斷分析并能分類發(fā)送給相應(yīng)的工人或?qū)＜襾斫鉀Q。

1.3 本地診斷

當(dāng)機械制造設(shè)備由于某些原因而不能正常工作并被檢測到時，機械設(shè)備下面安裝好的信息采集設(shè)備就會對故障信息進(jìn)行采集、分析及傳輸，這些信息就會被傳達(dá)給故障分析系統(tǒng)，故障分析系統(tǒng)收到信息后就會立即進(jìn)行分析并診斷，排除一些原因后，得出機械設(shè)備運行故障的具體原因。

1.4 異地診斷

異地診斷是由實時診斷和Email診斷這兩種診斷模式構(gòu)成的。由于其中存在著一定的差別，實時診斷就意味著對于診斷的過程可以是由專家通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連線討論的，并且通過實時監(jiān)測，還可以得出綜合的診斷結(jié)論，最后通過Email的方式把最后的結(jié)果傳輸回現(xiàn)場。而采用Email這種方式只能是診斷專家根據(jù)從現(xiàn)場傳輸回來的數(shù)據(jù)，憑借自己的經(jīng)驗進(jìn)行推測，這樣的結(jié)果的準(zhǔn)確性比較差。

2 遠(yuǎn)程監(jiān)控和故障診斷實現(xiàn)的技術(shù)

2.1 數(shù)據(jù)的壓縮和傳輸

機械制造設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控與故障診斷功能，在監(jiān)控的過程中需要儲存和傳輸大量的數(shù)據(jù)和圖像，這些數(shù)據(jù)信息在進(jìn)行傳輸?shù)倪^程中需要消耗大量的成本。所以，要想在完整傳輸圖像、聲音等數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)之上，盡可能地縮小數(shù)據(jù)在傳輸過程當(dāng)中的損耗，就需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，從而使得數(shù)據(jù)在傳輸?shù)倪^程中的損耗降到最低。

2.2 診斷系統(tǒng)的開放性

機械制造設(shè)備的遠(yuǎn)程診斷和傳統(tǒng)的機械診斷分析有著本質(zhì)上的區(qū)別：傳統(tǒng)上的機械設(shè)備診斷所配備的知識庫是封閉或半封閉式的，其中的內(nèi)容僅限于設(shè)計者的輸入和修改。而對于目前的遠(yuǎn)程診斷而言，它所配備的知識庫全部都是以Web數(shù)據(jù)庫為核心的，這是一個開放型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。因此在遠(yuǎn)程診斷設(shè)備應(yīng)用之初設(shè)計者僅僅需要設(shè)計制作一個基本的知識框架就可以，當(dāng)對遠(yuǎn)程診斷設(shè)備進(jìn)行維修和構(gòu)造時，不僅僅設(shè)計人員可以參與，廣大用戶也可以參與進(jìn)來。因此實現(xiàn)機械制造設(shè)備遠(yuǎn)程診斷的關(guān)鍵就是怎樣設(shè)計出開放式的診斷系統(tǒng)。

2.3 虛擬現(xiàn)實技術(shù)

通常情況下，為了實現(xiàn)系統(tǒng)狀態(tài)的生動形象的表達(dá)，我們也可以結(jié)合使用多媒體及虛擬現(xiàn)實技術(shù)來實現(xiàn)。虛擬現(xiàn)實技術(shù)具有沉浸性和交互性的突出特點，虛擬現(xiàn)實技術(shù)的工作原理是對現(xiàn)實場景實現(xiàn)情景再現(xiàn)，就是把機械設(shè)備發(fā)生的變化以三維圖形的方式形象地表現(xiàn)出來，從而在機械制造設(shè)備的實際工作中發(fā)揮作用。當(dāng)前，世界上通用的互聯(lián)網(wǎng)虛擬現(xiàn)實的語言標(biāo)準(zhǔn)是VRML2.0，在此語言標(biāo)準(zhǔn)和虛擬的建模工具的幫助之下，對需要進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷的設(shè)備進(jìn)行診斷，然后通過互聯(lián)網(wǎng)再把這些故障真實地反映出來，最終確保遠(yuǎn)程診斷的準(zhǔn)確性。

3 結(jié)束語

通過以上的分析可以得出，在計算機技術(shù)飛速發(fā)展的今天，為機械制造設(shè)備設(shè)計遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)能夠有效地避免機械設(shè)備出現(xiàn)的故障，并且遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)還可以通過多個專家和系統(tǒng)對出現(xiàn)的故障進(jìn)行及時的診斷，提高了故障診斷的準(zhǔn)確性，從而大大減少了對故障設(shè)備進(jìn)行檢查和維修的時間，并且還可以擴大設(shè)備和系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)共享范圍和故障診斷知識，從而使得工廠的經(jīng)濟效益大大提高。

由于計算機技術(shù)的普及，網(wǎng)絡(luò)安全越來越受到威脅，網(wǎng)絡(luò)安全已經(jīng)成為信息技術(shù)發(fā)展路上的一個非常嚴(yán)重的障礙，對于遠(yuǎn)程診斷來說，一個非常重要的目的就是保障診斷信息的安全性，只有在相對安全的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境之下，才能對機械制造設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷，這樣診斷的數(shù)據(jù)才會有現(xiàn)實意義。因此，在設(shè)計遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)之初，就要考慮整個系統(tǒng)的安全性，并進(jìn)行全面的考察，這樣才能保證網(wǎng)絡(luò)信息的完整和保密。最通常的做法是，對需要網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行加密、防火墻或者添加口令系統(tǒng)等技術(shù)，來實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的絕密、安全傳輸。

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（作者單位：河北德鵬機械設(shè)備有限公司）