關于機電一體化設備的故障診斷技術

李建國

摘 要：為了提高機電一體化設備的故障診斷水準，本文深入分析了機電一體化設備的的故障特性、診斷技術、診斷流程和診斷方式，為機電一體化設備的維修者提供系統的參考，從而為設備的正常高效運轉提供理論基礎。

關鍵詞：機電一體化；故障；診斷技術

隨著工業自動化程度越來越高，機電一體化設備，開始成為工業生產中的主角，在生活和生產中的各個領域都得到應用。機電一體化設備的普及對促進我國經濟的發展起到了積極的推動作用。由于機電一體化設備是計算機技術、機械制造技術、通信技術等多種技術綜合發展制造的結果，在運行中會出現一些特殊的故障，對生產造成了較大的影響。因此本文以機電一體化設備的故障診斷為關注點，探討了機電一體化設備的故障診斷技術。

1、機電一體化設備的故障特性與故障診斷

1.1 機電一體化設備的故障特性

當機電一體化設備的系統或零件失去了設定的工作效率，或是在運行過程中出現功能降低、操作性降低等情況，則說明設備出現了故障。當機電一體化設備運行出現故障，首先要準確找出故障發生的位置，其次是通過各種檢測手段查明故障發生的原因。機電一體化設備出現故障會影響生產效益，甚至造成人員傷亡。因此對設備的故障進行準確定位和診斷分析具有重要的意義。

與普通的機械設備相比，機電一體化設備具有更高的自動化程度，其設備的零件更多也更為復雜，因此其故障具有一定的特殊性，并且出現故障的概率也要遠大于普通的機械設備。總而言之，機電一體化設備的故障特性主要有以下幾個方面：（1）機電一體化設備的零件更容易出現磨損；（2）機電一體化設備的自我檢測功能不夠完善，較復雜的故障難以檢測出來；（3）設備的報警系統不夠完善，只有部分故障能夠產生報警；（4）專門檢測和維修機電一體化設備的專業技術人員越來越稀缺，進一步加大了維修機電一體化設備故障診斷的工作難度。

1.2 機電一體化設備的故障檢測和診斷

機電一體化設備的故障檢測，主要是利用機電一體化設備系統查明設備的運行狀態，分析故障產生的原因和故障對設備運行的影響，積累相關的數據，為設備的后期維護和維修提供基礎。故障診斷的目的主要有：（1）促使設備恢復正常的運行；（2）促使設備的工作效率在運行中滿足預設；（3）能準確預測設備運行中可能發生的故障和故障對設備的影響，能及時進行補救，降低故障對設備的影響。

根據以上分析，可知加強機電一體化設備的故障診斷具有重要意義。進行機電一體化設備的故障診斷，首先要準確找出故障發生的位置。向設備的系統和系統的各個零部件發送檢測信號，根據信號的反饋結果判斷設備是否出現故障以及故障出現的位置。其次，是明確故障的類型和特性，故障出現的原因以及可能產生的影響。最后，是在前兩步工作獲取的數據的基礎上，進行故障診斷，促使設備恢復正常運行。

機電一體化設備故障的檢測和診斷的方式主要有兩種：（1）在設備的運行過程中，對設備進行實時的、在線的檢測，這是在故障發生之前對故障進行的分析；（2）在故障出現之后，設備停機的狀態下對設備進行診斷測試，根據故障的特性和出現位置進行設備維修。

2、機電一體化設備的故障診斷流程和專家系統

2.1 機電一體化設備的故障診斷流程

首先，要進行狀態診斷。在進行故障診斷之前，要對機電一體化設備的運行狀態和系統特性進行分析，選擇與設備的運行狀態相符的信號，并從這些信號中選擇如實反映設備運行狀態的征兆。通過提取征兆信息從而識別和判定機電一體化設備的運行狀態。然后，要結合設備的運行狀態和征兆反映的信息，判斷設備故障發生的位置，明確故障的類型和特性，分析故障出現的原因及可能產生的影響，從而制定故障解決方案。

根據機電一體化設備故障發生時是否有警示信息，可將設備故障分為診斷指示故障和無指示故障。對于診斷指示故障，可根據指示內容結合查閱手冊，尋找故障的解決方案；對于無指示故障，則需要根據積累的經驗和相關的檢測手段進行故障排查。

在故障診斷過程中，要在診斷之前就熟悉機電一體化設備的系統結構和各個部分的功能，從而能準確分析故障之間的層層聯系、以及故障對設備各個部件造成的影響。在設備檢測過程中，要遵循先機后電原則和先外后內原則。

2.2 機電一體化設備的故障診斷專家系統

故障診斷專家系統是設備故障診斷由人工走向智能化和自動化的產物，主要由三部分構成。分別是：（1）故障檢測數據庫。該數據庫中存儲了大量的故障信息，如設備運行狀態、故障特性、設備數據信號等相關信息，為故障推理分析提供數據支撐。（2）用戶界面。界面以簡單明了的方式給用戶提供故障檢測和分析的操作平臺。（3）故障分析推理系統。

故障診斷專家系統包括兩次診斷。一次是通過設備上的傳感器接收設備運行過程中的信號，結合信號中提取的信息和數據庫中存儲的信息對故障進行初次診斷。還有一次是將提取的信息存入數據庫中，通過調出數據庫中的信息，采用離線人工分析的方式，進行更加準確的診斷。

3、結語

機電一體化設備的故障診斷是基于設備的結構分析和故障特性分析進行的，具有一定的診斷流程，對于提高設備的運行效率具有重要作用。故障診斷專家系統是機電一體化設備故障診斷向自動化、智能化發展的必然趨勢。

參考文獻

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