面向機電系統狀態監測與故障診斷的現代技術

摘 要：隨著經濟的發展和社會的進步，科學技術不斷革新，運用現代技術，對機電系統的狀態和故障情況進行檢測和診斷，例如使用計算機技術、現代測試技術、機械電子技術等等，這些高科技的技術日趨成熟，不僅能夠更加科學的監測故障點，同時也能夠促進機電系統運行的科學性和高效性，為保障人們基本生活的同時，也能促進國民經濟又好又快的發展。本文主要研究面向機電系統狀態檢測與故障診斷的現代技術。

關鍵詞：機電系統；狀態監測；故障診斷；現代技術

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.06.142

0 前言

我國機電系統狀態監測與故障診斷系統是依托電子計算機技術、人工自動化智能技術以及電子測試系統，將這些技術有機的結合在一起，是現代化冶金技術與其他制造業技術發展的結晶，也是促進生產設備高效安全生產的重要因素。利用面向機電狀態監測與故障診斷等現代化技術，能夠及時有效的排查機電系統中的隱患，減少由于故障造成的設備損壞和人員傷亡，從而有效的保障企業的機電生產安全，實現社會效益和經濟效益的最大化。

1 機電系統中狀態監測與故障診斷技術的發展

1.1 定期離線的監測與診斷系統

監測人員定期到機電運行的現場利用傳感器，對各個監測點進行測試，并利用記錄儀器對信號進行檢測，在專用的計算機或是內置微機對數據進行處理。因為這類的系統成本相對較低，方便使用，在機電系統早期的監測中頻繁使用，但是這類系統的監測工作相對繁瑣，一旦監測人員一時疏忽，容易造成嚴重的安全事故，對監測人員的素質要求也相對較高，以此定期離線的監測與診斷系統難以得到全面的應用。

1.2 在線、離線分析監測與診斷系統

在線、離線分析監測與診斷系統又稱為主機監測與診斷系統，具體是指在機電設備均勻安裝傳感器，利用微型處理器對現場中的各個測試點數據進行整合與計算，由技術人員在主機系統上進行故障分析和排查，與定期離線系統相比，該系統雖然省去了更換測試點的環節，并能夠及時在線進行警報和預測，但是對于數據的分析依然需要檢測人員進行離線判斷，增加了檢測人員的工作難度，浪費人力資源。

1.3 在線自動檢測與診斷系統

在線自動檢測系統能夠基本對設備上的故障進行自動的監測，而且能夠自動分析數據，對事故的類型和規模進行判斷。這類監測與診斷系統不要求專業過硬的技術人員，普通的技術人員就能進行茶操作，同時也不需要人為地更換操作點，省去了一定的人力資源，但是其軟件的開發及研制的工作量過大，也過于繁瑣，使用的成本過高，不適于廣泛發的在機電系統中應用。

2 機電系統狀態監測與故障技術診斷技術的研究

2.1 信號采集系統

為了能夠促進機電系統數據采集的完整性，需要采集到機電系統中實際運行的各類信號，因此需要突出傳感技術的重要性，我國的傳感技術大多分為以下幾類，振動傳感器、聲發射傳感器以及溫度傳感器等等，以前對于傳感器的技術要求，是需要其具備優質的靈敏性和動態特征，能夠抵抗住外界信號的干擾，從而促進傳感技術的穩定性。但是隨著監測系統的逐漸完善，診斷技術也日趨復雜化，傳感器的數量和質量也隨之上升。因此，不同組合的傳感器和監測設備，也能為不同類型的數據和信號進行統一的整理，從而促進整個機電系統的信息資源整合。

2.2 分析和處理信號

機電系統只一個關鍵的監測和故障診斷技術就是對于信號的處理，因此在實際的系統中，能夠放大原始信號，許多連接點不能夠直接引用，需要對點上的大量信號進行數據處理，分析其中是否存在大型故障，才能讓機電系統運行得更加穩定和敏捷。在機電系統中對于信號的處理和檢測，利用空間域濾波進行預處理，利用VoldKalman濾波進行多階信號處理，采用Wigner Ville分布數據對非平穩的信號進行處理，除此之外，利用混沌分析的方法、智能傳感技術、小波變幻的方法以及檢測技術，也能夠對信號進行分析和處理，并與傳感系統相互連接，促進整個機電系統的運作。

2.3 機電系統故障的診斷方法

診斷機電系統中的故障時機電監測系統中的中心技術環節，其主要的監測內容是識別機電系統能否實現正常的運行狀態。我國現有的故障診斷系統具有不同的技術類型，其中主要有溫度診斷技術、光譜分析技術以及振聲診斷技術等等。在初期階段，由于就技術條件的限制，經過儀器處理之后的信號還需要經過大量的人工處理，因此可能會造成數據的誤差，從而出現大的失誤以造成重大的安全隱患。但是隨著科技的逐漸進步，機電系統的故障診斷技術以及朝著技術化、自動化以及智能化的方向轉變，通過這些技術，能夠使信息進一步融合，使小波、分形以及非線性的技術理論得到廣泛的應用，從而擴大了技術診斷的范圍和規模。

3 機電系統狀態趨勢預測技術分析

3.1 遠程網絡技術的應用

隨著電子計算機技術的發展，對于機電系統的狀態和故障檢測，可以利用網絡計算機技術，對設備的狀態和故障的情況進行實時、遠程的監測，其中主要是對生產設備中的重要參數、開關的狀態、軸承的溫度以及設備的振動量進行檢測，并通過IP 協議等技術類型，向服務器設備中輸入需要的數值，一旦數據出現異常情況，計算機能夠及時發出警報，向專家發出呼救信號，對故障進行及時并快速的排除，促進機電系統的安全性和穩定性。

3.2 利用虛擬儀器等技術

虛擬儀器設備主要是依托現代計算機技術和深層次的儀器設備，促使其緊密結合，由于我國技術開發的環境和諧友善，并具有一定的開放性，專家通過不斷增加設備的新功能，使用戶能夠自己改變軟件和設備的規格，無需受到語言和技術的困擾。同時以虛擬儀器為主要標志的智能化、網絡化設備得到有力的開發，使數據采集系統和檢測儀器能夠緊密的結合在一起，綜合運用數據信號處理技術、軟件工程技術、標準總線技術以及計算機計算技術等等，為監測儀器的未來發展奠定堅實的基礎。

4 總結

綜上所述可知，機電產業是我國國民經濟重要的組成部分，隨著經濟的發展和技術的人們生活水平的提升，對于機電技術的要求也就越來越高。面向機電系統的監測以及故障管理技術，需要相關部門組織專家及時開發新技術，依托電子信息理論，發展全自動、高效的系統監測體系，節省不必要的人力和成本資源，從而促進機電系統的安全性和穩定性，提升機電系統的運行能力。

參考文獻：

[1]劉英英.探討面向機電系統狀態監測的現代技術[J].山東工業技術，2015（06）：247.

[2]靳永勝.機電系統狀態監測與故障診斷的技術探討[J].數字技術與應用，2014（04）：233.

作者簡介：吉萍萍（1988-），女，山東諸城人，碩士研究生，研究方向：機電工程。