機電一體化設備故障診斷系統設計與應用研究

黃誠壬

（廣東省機械技師學院，廣東 廣州 510450）

當前機電一體化技術不斷完善，獲得了技術方面的很大進步，應用的程度也不斷提升。但是，在運行環境、外界因素等影響下，機電一體化設備的運行依然出現了一系列的問題。本文對當前機電一體化技術應用設備的故障診斷工作進行了分析。

1 機電一體化設備故障診斷技術原理及特點

1.1 機電一體化設備故障診斷技術原理

建立相應的數學模型，收集和分析設備運行狀態的參數，利用數學模型分析機電一體化設備故障診斷的原理。利用數學模型進行設備運行的分析和控制，減少在設備運行中出現的異常現象，也就更好地維護了設備，從而更好地提升設備的使用壽命。在此過程中，需要機電一體化設備進行全方位的檢修和故障數據的采集工作，對于常用的機電一體化設備的相關參數進行分類整理和有效的控制工作，從而使得這些數字形成數字化的應用，并且經過數據傳輸和有效管理的工作，及時掌握機電一體化設備的運行情況，找出故障的原因，做出精準的控制與分析工作。在全方位的故障數據的分析和處理過程中，做好歸類分析的工作，提升處理工作的有效性。

1.2 診斷技術特征

機械電子設備運行部件的種類非常復雜,數量多，并且每個機電一體化設備的類別都存在較大的差異，尤其是對于技術含量比較高的機電設備而言故障的發生概率比較高，而且精準處理和維修的工作效率不高。在機電一體化設備運行過程中的數據反饋進行分析，集成設備的故障概率比其他設備高出8倍以上，也就使得機電一體化設備的應用過程中需要重點做好故障控制的工作，從而保證設備運行的穩定性。在實際的故障監測過程中需要做好科學技術監測和人工檢測相結合的方式，從而在根本上進行控制。在整體的分析與控制過程中，機電一體化設備主要故障特征為電子元器件的磨損和故障，還有在全方位的故障分析中，各個設備的連通性比較強，一旦發生問題很難確定是哪個的問題，導致了后續檢測與控制工作的精準程度下降。

2 故障診斷技術歸納

本文總結了機電設備故障診斷技術的特點。

（1）具有很強的目的性。

（2）高度復雜度。機械電子設備一方面是機械部件,與此同時，其也是電氣原件，在實際的應用過程中有著很強的共性，在多元化的部件應用中給故障診斷帶來了很大的困難。實際的檢修和維護診斷過程中，無法清晰地進行元器件功能的判斷，也無法做好診斷。

（3）機電一體化設備故障診斷中重復性低，設備的組合化程度高，也就導致在診斷過程中需要對所有零部件的具體原理和實際技術結合性分析，保證檢修和診斷的方法符合實際工作的需要。在長期的機電一體化設備故障診斷過程中需要豐富的經驗作為指導，還需要做好全面的理論分析。因此，本文提出了以下故障診斷步驟：首先，在機電設備故障診斷前，要做好以下幾個方面的工作。

第一，設備暫時沒有出現故障問題，處于安全穩定運行的狀態中。第二，檢修和維護工作的目標是發揮設備的最大化作用，體現其價值。第三，在當前設備故障的維修和控制過程中，應該進行故障診斷的全方位控制和分析的工作，將安全事故在源頭控制，提升機電一體化設備故障診斷的有效性，促進設備的長期穩定運行。第四，對于機電一體化設備故障診斷前期工作經驗和已經診斷好的故障存入數據庫中，利用各種理論和方法，對現有設備的特征信號進行實時采集和整理。并對設備運行狀態進行了深度的整理和分析。整理設備診斷信息后得到的數據輸入計算機，從而得出可能出現故障的位置，并進行進一步驗證。并做好以后的分析工作，預測故障趨勢，做好故障防控的工作，保證設備的正常運轉和長期使用。第五，通訊模塊是工業化自動控制中訊號傳遞的連接器，也是機電一體化設備中的關鍵性組成部分之一，為電機傳遞信號提供了保證，主要負責信息采集和信息的有效儲存工作，將其輸送至上機位。在通訊模塊的信息傳遞過程中，應該保證數據傳遞的準確性和安全性，但是，傳統的傳輸方式應用上受到了較強的外部環境的干擾作用，效率不高。而在當前新技術的發展與應用過程中，基于網絡信息技術進行的信息傳遞工作提升了傳輸工作的效率，也可以在多平臺和部門之間進行信息共享。PLC模塊也是機電一體化設備控制中非常關鍵的一部分，是工業生產設計中數字化計算的電子設備，是在編程儲存器的基礎上實現內部控制的程序。PLC模塊的操作簡單、體系小、工作穩定程度高，也就在實際的應用中有著很大的空間。為了實現電氣設備的良好控制，就需要在操作的便捷性、操作界面的優化等多方面進行改進。在實際的機電一體化設備故障診斷中這些模塊都是重點控制的工作之一，需要利用多方面機電一體化設備故障診斷手段做好全方位的分析，重點部位進行有效的控制工作，也就提升了工作的有效性。

3 機械電子設備常見故障診斷技術及其應用

在機電一體化設備的檢修過程中，需要通過前期的數據分析和傳感器的反饋工作確定故障發生的大概位置，再利用精準的檢測工具進行機電設備內部的有效檢測，接收內部的信號和信息，做好深入的分析，把握故障的位置和原因。在故障處理的過程中，經常采用時序模型等先進的技術進行分析，提升穩定性。在故障處理中，利用大數據和全方位的數據反饋等進行控制。

3.1 油液磨屑故障診斷技術

油液磨屑分析故障診斷技術主要應用在機械潤滑油和液壓系統上，通過磨屑的大小進行整個機械狀態的分析，還可以進一步對磨屑的組成成分分析，判斷機械的運行狀態情況。一般的經驗分析中發現，油滴的顆粒性狀和機械磨損的類型密切相關，因此磨損的位置還可以利用油滴的形狀進行分析。

3.2 振動故障診斷技術

振動故障診斷技術主要是檢測振動設備的振動參數的設定，讓機電一體化設備運行,通過收集設備運行中的振動參數、機電一體化設備故障診斷中的信息特征和相關參數進行分析，從而對設備做好綜合性的分析工作。其主要的工作目的是將機械設備故障做出全方位的診斷和分析，也就在運行加速度、速度等多方面參數上做好自動調整和有效分析的工作，也就對設備運行的狀態做好多方面的分析。在此機電一體化設備故障診斷的過程中，測量點的位置選擇十分重要，在科學合理的控制點選擇的過程中，檢測結果的有效性才能大大提升。這種方法的優勢明顯，簡單、直觀、易操作，提升了機電一體化設備故障診斷的準確性與有效性，在實際的工作應用中效果十分明顯，應用廣泛。

3.3 射線掃描和紅外探測

射線掃描和紅外探測技術也是一項專業的機電一體化設備故障診斷技術之一，一般在工藝設備上應用較多，是一種較新的設備診斷技術；紅外檢測主要是通過機電一體化設備在運行的過程中，對設備不同部位的溫度進行檢測，如果發現異常，就會提醒人們，這種方法是一種比較新型的設備診斷方法。這種機電一體化設備故障診斷方法的有效程度高、靈敏程度高，也就在多方面的機電一體化設備故障診斷中發揮了關鍵性的作用。

3.4 故障類型劃分技術

分類診斷技術也是十分關鍵的，將機電一體化設備的故障類型分為破壞性故障和非破壞性的，從而根據不同的類別進行有效的控制等，結合實際情況進行分析。經過故障的分類，選擇的故障處理技術和維修技術等更加具有專業性和針對性，從而降低故障的影響范圍，提升處理的程度。

3.5 故障診斷專家系統

用戶接口系統、故障探測數據庫系統等應用十分關鍵，信息技術和推廣技術的應用十分關鍵，在信息數據庫的基礎上建立有效的機電一體化設備故障診斷系統。在規范化和有效化的工作過程中提升診斷工作的精準率，也就將各項人力、物力等多方面的開支進行了控制，診斷工作的技術能力不斷提升。這也是當前機電一體化設備故障診斷的發展方向之一，做好故障自動判斷的分析。

4 結語

綜上所述，機電一體化設備故障診斷是當前機電一體化設備應用中的關鍵性問題之一，需要從理論知識和專業技術能力等多方面進行分析，實現了對機電一體化設備故障診斷的高效率工作。基于理論對機電一體化設備故障診斷的方法進行了詳細的闡述,并針對常用的機電一體化設備故障診斷進行分析和總結，為機電一體化設備的高效運行奠定堅實的基礎。