機電一體化設備的故障診斷技術研究

李錦程

摘 要：隨著我國社會經濟的不斷發展和科學技術的不斷進步，機電一體化設備的故障診斷技術已經發展成為了一種涉及范圍廣、技術含量高、綜合性強的信息處理技術，其能夠及時發現設備存在的問題，并及時進行故障診斷，防止發生重大的事故。

關鍵詞：機電一體化設備；故障診斷；診斷技術

機電一體化，就是將電子技術引入設備的動力、控制和信息處理等功能中，將電子技術、機械裝置和軟件等有效結合在一起構成的系統。其綜合了機械技術、微電子技術、電工電子技術、接口技術、計算機技術等多種技術，能夠很好地應用到實際生產中去。對機電一體化設備進行故障診斷，不但能夠實時監測機電一體化設備的工作狀態，發現機電一體化設備中存在的問題，還可以及時找到機電一體化設備出現問題的具體位置，并能夠有助于工作人員在第一時間內發現存在安全隱患的設備，避免出現安全事故，從而保證了工作環境的安全。此外，還能夠為機電設備的順利運轉提供有力保障，從根本上提升工業生產效率與質量。

1 機電一體化設備的故障特點

機電一體化設備的故障就是在設備的運轉過程中，設備的規定功能或者作用不能夠正常發揮作用和運轉，導致無法繼續進行生產活動的現象。而診斷技術也就是通常所說的檢測技術，通過診斷技術的應用，能夠有助于工作人員在第一時間內發現設備所存在的安全隱患，并及時確定具體的隱患位置以及其嚴重情況，從而能夠讓工作人員在最短的時間內制定出最優的解決方案。總的來說，機電一體化設備的故障特點主要有：（1）設備內部結構較為復雜 零部件數量較多，因此，極易出現零部件故障或磨損問題；（2）缺乏自動診斷能力；（3）相關能熟練掌握機電一體化設備的故障診斷技術的技術人才以及專業人才較為匱乏；（4）沒有明顯的報警提示，部分故障有提示，而一些故障沒有提示。

2 常見的機電一體化設備故障診斷技術

2.1 振動故障診斷技術。振動檢測診斷技術指的是通過對設備的信息特點以及振動參數進行檢測來對機電設備是否出現故障或是工作狀態正常與否進行判斷。這種技術主要應用于機械設備的故障檢測，由于機械設備在運行過程中會有劇烈的震動，使用振動檢測設備可以檢測到振動數據，這些數據包括加速度和速度等。這時的振動檢測設備能夠產生震動參數和信息來判斷設備是否產生故障和產生故障的位置，從而正確選擇測量點的位置。該項技術操作簡便，能夠清楚將設備運行狀況檢測出來，從而增加了檢測和診斷故障的準確率。

2.2 射線掃描故障診斷技術。Y射線診斷技術是一種新興的設備故障診斷技術，主要是通過Y射線技術形成的設備圖譜形狀來檢驗故障發生的位置和情況，它一般用于檢測工藝設備。該檢測技術對設備運行狀況進行判斷的方法主要是對掃描圖譜的特點進行分析。

2.3 油液磨屑分析故障診斷技術。對設備運行過程中的油液磨屑進行識別分析，通過了解油液的成分以及油液磨屑顆粒的形態來對設備的運行狀況進行判斷，該檢測技術主要被應用于機械設備的潤滑系統和液壓系統。該故障診斷技術可以根據油液顆粒的尺寸對機械設備的磨損情況進行判斷，根據微粒的形狀判斷設備的磨損類型，也可以根據微粒的成分來判斷機械磨損發生的具體位置。

2.4 紅外測溫故障診斷技術。紅外測溫診斷技術，它的診斷原理是根據不同設備部位的溫度來檢測設備出現的故障。該技術采用了現代化的測量儀器，能夠進行遠程操作，并且能夠在不與設備發生接觸的情況下對設備不同部分的溫度進行探測，而且儀器測量的結果具有很高的精確度。

3 影響機電一體化設備故障診斷可靠性的因素

3.1 元器件失效。整個機電設備的基本單元即為元器件，而單個元器件的可靠性為整個設備的可靠性提供有力保障。整個機械設備的失效率的計算是以概率運算準則為依據，并由各設備的失效率相加而成。所以，需要嚴格挑選失效率低的產品用于實際系統，從而將機電一體化設備故障診斷的失效率降到最低。

3.2 元器件的組裝和連接。機電一體化設備控制系統復雜，電氣元器件之間縱橫交錯，想要提升整體設備的可靠性，就需要正確連接與組裝元器件。設備如果某個插件出現接觸不良，可能導致信號傳輸失靈，這也是設備產生故障的主要原因之一。此外，因為濕度和溫度變化比較大，所以，機械振動或是粉塵油污對元器件的污染都會對整體系統的可靠性造成影響。

3.3 電磁影響。機電一體化設備主要是通過電能來完成電氣設備控制的，所以，在其運行過程中無可避免會出現電磁能量的轉換，不但會影響到周邊環境，而且還會對電源負載、設備制動等造成影響。

4 機電一體化設備的故障診斷技術的發展趨勢

4.1 基于網絡的遠程協助診斷技術。如今的我們生活的時代是一個網絡時代，為了順應時代的發展潮流，故障診斷技術必須要結合先進的網絡技術，只有這樣，故障診斷技術才能滿足生產企業的需求，才能得到廣泛的應用。網絡化的遠程協助診斷系統綜合借鑒了多種機電一體化設備的故障診斷的成功經驗，不僅可以診斷出不同設備存在的故障，滿足不同工業現場的生產需求，還可以成功地將檢測現場和診斷中心聯系起來，提高了診斷系統的準確性，獲得了用戶的普遍認可，被廣泛的應用于各個領域。

4.2 人工智能專家系統。所謂的人工智能專家系統就是將故障診斷專家成功的工作經驗和計算機擁有的數據信息相結合的故障診斷系統。人工智能專家系統利用專家處理故障的實際案例來幫助網絡獲取知識，將針對同一個問題的所有知識聚集在一起，這樣不僅提高了監測系統獲取信息的速度，還提高了診斷系統的精確度。

4.3 小波分析。小波分析是一種關于信息的時間和尺度的分析方法，該方法具有較好的時頻定位功能，一般被應用于時變、瞬態及非線性信息的分析領域。小波分析為機電一體化設備的故障診斷技術注入了新的活力，推動了故障診斷技術的發展。

5 結語

隨著國民經濟發展，機電一體化設備產品不斷進入生產與生活領域，人們對產品的輸出柔性、工作性能及可靠性方面提出了更高的要求。然而，就現階段而言，我國機電一體化設備故障診斷技術仍存在諸多不足之處，希望通過文章的分析與研究，能夠為工作人員更好的認識與掌握機電一體化設備的故障診斷技術，正確了解其存在的不足，從而使其更有針對性的采取解決對策來對故障診斷技術進行不斷優化，從而促進我國機電一體化設備的故障診斷技術的更好發展。

參考文獻

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