故障診斷技術在機電設備維修中的應用研究

馮振業

摘 要：在長時間使用中機電設備可能會出現各種故障，如設備超負荷、設備零件損壞和老化等造成的故障。通過故障診斷技術，能夠快速、準確找出機電設備故障的位置及原因，完成設備的維修。當前，應用較為廣泛的故障診斷技術有智能檢測技術、參考故障記錄診斷法、人工神經網絡診斷技術等。文章先闡述了故障診斷技術的原理與優勢，然后具體探討了當前機電設備維修中故障診斷技術的具有應用。

關鍵詞：機電設備;故障診斷技術;人工神經網絡診斷技術

引言

機電設備在長期使用中，在內外部諸多因素的影響下，難免會發生一些故障問題，并且很多故障問題都存在較大的維修難度，最終可能唯有更換設備。伴隨現代化信息技術的日益發展，進一步優化、完善了故障診斷與維修技術，當機電設備發生故障時能展開精準診斷，通過應用故障診斷技術，針對性處理故障問題，使機電設備的應用質量得到良好保證，提高生產水平。

一、故障診斷技術的原理與優勢

人工經驗法是過去機電設備故障診斷采用的主要方法。這種方法是相關人員結合過去的機電設備維修經驗，完成機電設備故障位置及原因的判斷。此種方法有著較大的局限性，其一需要維修人員具有豐富的工作經驗，其二無法快速診斷設備故障，診斷效率不佳。為了良好保證機電設備的故障診斷效率，就應加強故障診斷技術的應用。

所謂故障診斷技術，主要是結合設備運行中產生的一些參數，完成機電設備故障位置及原因的判斷，是伴隨信息技術快速發展而衍生的一種診斷決策技術。故障診斷技術的主要流程是信息采集、特征提取、狀態識別及診斷決策，具體見圖1 [1]。

故障診斷技術的重中之重即為信息采集，主要是將傳感器安裝在機電設備上實現這一點。一般采集的信息有電壓、電流、轉速及溫度等設備運行狀態信號。如果設備運行出現異常，上述狀態也會出現明顯變化。完成信息采集后，會對具有價值的信息進行提取。設備出現故障，也會相應改變某些狀態，比如電流增加到額定值的數倍、轉速突然升高等。對此，可通過對這些量的變化特征進行提取，完成故障原因的判斷。對故障狀態體征提取之后，就能實現故障成因的有效識別。同時，識別故障位置與原因，需要匹配故障數據庫內的故障類型，這就對數據庫的完整度有著較高要求。數據庫內含有越多越詳細的故障類型，也就能夠越加精準地識別故障原因及類型。在識別故障后，還要給出可行的維修方案，來保證維修快速進行，這就要利用一些決策算法。

綜上分析，在機電設備故障維修中故障診斷技術的主要具有如下優勢：第一，實現設備故障的及早發現，防止發生機電安全事故。故障診斷技術具有信息采集功能，能夠對設備運行狀態做實時觀察，若有故障出現，就能夠快速做出反應。第二，使用數據庫對比的方法診斷故障，具有更高的靈敏性，且對機電設備維修人員的要求也有所降低。第三，能夠快速維修故障，依托自帶的決策系統，可以迅速給出可行的維修方案，使設備維修效率顯著提升。

二、機電設備維修中故障診斷技術的相關應用

（一）人工神經網絡診斷技術

通過近年來相關人員的不斷研究，人工神經網絡診斷技術得到較大改良，能夠更為精準地判斷機電設備故障。這項技術重點是感應檢測機電設備出現故障時產生的非線性映射關系，再系統分析這種關系，從而實現機電設備故障位置及原因的確定。同時，在設備維修檢測中，應用人工神經網絡診斷技術，能夠將潛在的故障提前檢測出來。

（二）參考故障記錄診斷法

在長時間的設備使用過程中，不可避免會遇到各種各樣的故障，但故障的產生并非是無跡可尋的。在發生設備故障的時候，可以借助故障診斷技術精準找出故障的位置與原因，同時，也能夠記錄與保存機電設備故障的原因及維修措施[2]。如此一來，當故障再次出現的時候，通過對設備故障記錄冊的翻查，查看是否此次設備故障存在和之前故障類似的癥狀，若有著相同的故障癥狀，就不用再重新診斷與檢測，使機電設備維修的時間、成本得到有效節約。同時，具體維修按照記錄冊所記載的開展，進而使維修效率得到良好保障。

（三）智能檢測故障診斷技術

智能故障診斷技術所具有的優勢更為明顯，更符合時代發展特征。智能故障診斷技術主要包含了失效樹分析、診斷專家系統、模糊技術、模式識別及灰色理論等。其中診斷專家系統可作為平臺，結合其他幾種診斷技術構成智能故障診斷系統。所以，通常我們所說的電子設備智能故障診斷技術便是診斷專家系統。診斷專家系統包含了解釋機、綜合數據庫、知識庫及推理機等較多內容。尤其是推理機，是診斷專家系統十分關鍵的一部分。其作用主要體現在，能充分調動知識展開邏輯性判斷。在需通過數據處理的診斷專家系統中，推理機想要獲得工作進程，就要依靠相應數值。在需依托符合處理的診斷專家系統中，推理機在狀態搜索與邏輯分析中，是運用的符合匹配形式。當前推理機所主要使用的推理機制，是正反向和混合推理，一般反向推理運用于驗證邏輯推理真偽，正向推理運用于邏輯推理的假設。發生故障之后，技術人員能夠借助智能化技術精準、全面地分析和處理故障，使電氣設備診斷效率大大提升，從而使電力工程的穩定性、安全性得到良好保障。

（四）傳感器故障診斷技術

傳感器故障診斷技術，也是機電設備維修的一項重要技術。其擁有著顯著的優勢，如快速、及時、靈敏、準確等。傳感器技術通過在齒輪傳動箱、軸承等多個部位安裝壓力、溫度傳感器，能夠對設備參數的變化情況做直接監測[3]。在持續監測機電設備某部位的壓力、溫度等情況的時候，對每個時段壓力和溫度的變化情況進行記錄，設備檢修人員可測試機電設備中的溫度、壓力，并和機電設備的基本信息相對比，進而將機電設備中的異常數據參數找出，如此，就能實現機電設備故障原因的精準判斷。

（五）綠色診斷技術

這項技術主要目的是，減小或消除因維修活動導致的能源污染或損耗，包含了綠色化的清潔技術、工藝技術、材料技術及診斷技術等多方面內容。該技術強調不可盲目維修、不當維修、過度維修，要結合機電設備的具體情況采用相應維修手段。同時，在滿足機電設備各項功能要求的前提下，還要保證應用的材料無污染、低能耗，具有良好環境兼容性。綠色化維修技術主要包含了如下幾種手段：第一，自修復技術，此技術是將多種超細礦物質混合材料加入機電設備，通過外力影響，如催化劑、摩擦力等，逐漸擴散至機電設備受損部位，完成自我修復。第二，模塊化拆卸技術，此技術有助于拆卸效率的顯著提升，有益于資源利用率的提升。第三，虛擬維修技術，借助計算機設備3D模擬機電設備可能發生的故障問題，以實現設備維修效率及效果的提升。

結語

總之，在長期使用中機電設備難免會出現各種故障，但企業可采用一定技術方法，來有效降低故障的出現幾率，提高維修效率，避免故障影響程度加深，保證正常的生產活動。但每種技術方法都具有自身特點，在實際使用時要結合實際情況進行合理選擇及應用。

參考文獻：

[1]劉寅琴.電廠機電設備維修管理模式及應用發展分析[C]//2020萬知科學發展論壇論文集（智慧工程三）.2020.

[2]何佳.機電設備維護維修與管理的創新與發展[J].產城（上半月），2020（2）：16.

[3]龐振華.煤礦機電設備故障診斷及維修技術淺探[J].石化技術，2020，027（001）：242-244.

[4]袁耀輝.機電設備故障診斷及維修技術研究[J].名城繪，2020（3）：33.