分析機電一體化設備的故障診斷技術范文

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摘要：機電一體化是在一系列的設備中應用電子技術，進而處理設備的信息。在實際應用機電設備一體化的時候，設備故障問題難以避免，怎樣有效地診斷機電一體化的設備故障問題，從而有助于給維修人員帶來相應的根據，最終確保機電一體化設備的順利運行是根本所在。為此，分析機電一體化設備的網絡結構組成、故障特點、故障診斷技術，以及提高機電一體化設備穩(wěn)定性的措施。

關鍵詞：機電一體化；設備；故障診斷

0引言

機電一體化設備故障診斷技術是指診斷應用過程中的機電設備的故障情況，針對面臨的故障問題，可以實時地制定真正能夠實施的有效對策，該技術需要的難度較大。一是應準確地定位出現(xiàn)故障的地方；二是系統(tǒng)地把握形成故障的因素，從而明確關鍵的影響因素；三是結合一定的理論內容和之前的成功案例，實施可行的故障解決對策。總之，需要一步一步地開展這項工作，注重有序性與嚴謹性，以及要求相應的技術支持。

1機電一體化設備的網絡結構組成

可以說，計算機網絡跟機電一體化產品之間的聯(lián)系非常密切，機電一體化設備的網絡結構組成部分是設備層以及自動化和控制層。

1.1設備層

作為立足于現(xiàn)場總線技術工業(yè)指標的設備層網絡是開放性網絡，其在簡單的高層PLC、計算機等設備以及低層的閥門、拖動設備、傳感器等工業(yè)設備間進行連接。當今，場地總線技術越來越發(fā)展和進步，已具備很多種類型的網絡結構，如環(huán)形、樹形、總線、星形、混合形等。

1.2自動化和控制層

統(tǒng)一對等通信網絡跟I/O網絡可以變成實現(xiàn)高吞吐量需要以及及時性的控制網絡，普遍應用的工業(yè)網絡是工業(yè)以太網、DH-485網絡、DH（數(shù)據高速公路）等網絡。其中，控制網ControlNet具備良好的性能，可以集成運動、過程、離散、傳動的控制，其不但可以多信道地傳播對等通信數(shù)據和輸入數(shù)據，而且有著特殊的時間片控制算法，進而能夠傳輸苛求時間的預定數(shù)據，跟沒有苛求時間的數(shù)據進行比較，其具備較高的非預定數(shù)據傳輸優(yōu)先權，從而更加確定地進行傳輸，確保控制器跟I/O刷新間的互鎖一直優(yōu)于程序通常的信息傳輸、下載、上載等。

2機電一體化設備的故障特點

能夠由電子設備與固有機械設備的故障特點探究機電一體化設備故障的特點，縱觀機械設備而言，機電設備屬于動態(tài)性的工作過程，有著難以重現(xiàn)的測試數(shù)據特點。相同的道理，也不可以由數(shù)據的測試中直接地判斷其故障。機械設備故障的特點是模糊性、間歇性、不間斷性、隨機性、瞬間性、緩變性以及離散性等，形成因素也具備多樣性和復合性。縱觀電子設備而言，電子設備故障的特點是敏感性、隱蔽性和瞬間性等。通常而言，縱觀故障的表象，一般感覺機器只要運行不正常或不可以運行，就意味著機械面臨故障。實際上，倘若機械不正常地運行，那么大部分時候可能是電子設備存在故障問題，如信號發(fā)送失敗、中斷線路等。另外，機電一體化設備還具備交叉性、集成性、復雜化和融合性等一系列的特點。

3機電一體化設備的故障診斷技術

3.1劃分故障類別的技術

能夠結合故障損壞的零部件的情況以及故障對設備順利工作產生的影響，劃分故障為非破壞性故障和破壞性故障，在實際檢測機電一體化設備的過程中，對故障的分類能夠引導維修工作者快速地確定故障的范圍及其主要因素，從而對嚴重影響機電一體化設備工作的設備問題進行解決，盡量地防止一些不必要的損壞和損失。

3.2機電設備油液磨損的準確識別技術

這種技術結合油液的實際成分以及對設備順利工作導致的影響，并且結合物理變化來確定機電設備出現(xiàn)磨損的實際范圍，因而是應用實踐中非常多見和非常直觀的一種診斷技術。

3.3在線診斷以及離線診斷的技術

在機電一體化設備發(fā)展故障之后能夠應用離線診斷，而尤為實用的是在線診斷。當前信息技術迅速發(fā)展和應用，可以應用信息技術實時地發(fā)現(xiàn)故障問題。近年來，不斷進步的故障診斷技術中的在線診斷技術可以劃分為知識的技術、處理信號的技術、模型解析的技術，其中，知識的技術與處理信號的技術無需對對象的數(shù)學模型進行檢測，因而被廣泛地關注。

3.4機電設備參數(shù)的檢測技術

幾乎所有的機電一體化設備都具備相應的功能參數(shù)，甚至對于全部的零部件都具備相應的參數(shù)，通過分析機電一體化設備工作當中形成的振動危害和有關的參數(shù)信息，能夠確定跟正常參數(shù)間的差異性，從而對零部件的損壞情況進行判斷，這種技術的應用能夠提高準確率，并且便于操作，非常值得提倡和應用。

3.5診斷故障的專家系統(tǒng)

專家系統(tǒng)的幾個基礎組成部分是用戶界面系統(tǒng)、檢測故障數(shù)據庫系統(tǒng)、分析故障推理系統(tǒng)等，在應用專家系統(tǒng)的基礎上，能夠更加深入地推動機電一體化設備故障診斷技術水平的提升。診斷故障的專家系統(tǒng)以應用與推廣信息技術作為基礎，且基于信息智能的一種新型的機電一體化設備故障診斷系統(tǒng)，應用這種系統(tǒng)能夠大大地提高故障診斷的效率以及準確性，從而使物力、人力的支出減少，屬于當今比較先進的一種故障診斷技術。

4提高機電一體化設備穩(wěn)定性的措施

近年來，普遍應用與推廣的一種現(xiàn)代化設計技術是穩(wěn)定性設計技術，其在設計工程中應用數(shù)理統(tǒng)計和概率論。如此一來，不但優(yōu)化了傳統(tǒng)設計中難以解決的一系列問題，而且實現(xiàn)產品設計質量的提升以及設計成本的減小。制約機電一體化設備穩(wěn)定性的要素很多，對于一臺機電設備來講，無論是伺服電機，還是數(shù)控柜等，都具備多種多樣的電力元器件和電子元器件，這難以綜合性地評價制約整機穩(wěn)定性的要素，這就需要立足于一系列實際的問題，進而實現(xiàn)整機穩(wěn)定性的提升。

4.1組裝和連接元器件的措施

傳送信號失靈的因素常常是插接件的不良接觸，這也是形成系統(tǒng)故障的一個因素。除此之外，因為存在比較大的濕度與溫度改變，機械振動和元器件污染因而受到油污的污染而形成影響，這都會對系統(tǒng)的穩(wěn)定性形成不良作用。為此，對于機電一體化設備的復雜化控制系統(tǒng)而言，各個電器元件間錯綜分布，要想確保整體機電一體化設備的穩(wěn)定性，就務必處理好組裝以及連接穩(wěn)定性的問題，

4.2針對失效元器件采取措施

整體數(shù)控設備的組成單元是元器件，每一個元器件的穩(wěn)定是整體機電一體化設備穩(wěn)定性的關鍵所在。根據概率計算的理論，一系列組成部分失效率的和就是整體機電一體化設備的失效率。為此，需要對低失效率的機電產品進行認真地選擇，從而服務于整個機電一體化設備系統(tǒng)。

4.3應對電磁干擾采取的措施

機電一體化設備是通過電能實現(xiàn)加工的一種電氣控制設備，在其工作過程中需要轉換電磁能量，常常是一方面會影響到附近的環(huán)境，另外一方面會受到附件環(huán)境當中的電磁干擾。數(shù)控機床以及加工中心作為機電一體化的產物的一種自動化系統(tǒng)，密切統(tǒng)一了軟件、弱電、電力、機械、硬件、強電、電子等，電磁干擾以及電磁環(huán)境屬于非常復雜的一個問題。通常而言，在數(shù)控系統(tǒng)中應用電磁干擾源的關鍵方式是：大功率用電設備的制動和啟動影響作用會制約到周圍大功率交流供電系統(tǒng)，進而導致電源電壓出現(xiàn)改變，并且電器開關斷電和接通的情況下通過電火花會形成高頻的電磁干擾；地線跟電源不合理地布局或線徑太細，電子元件間都需要經過一致的相同的導向阻抗，出現(xiàn)交叉干擾或畸變的信號；直流電源缺少良好的負載性能和可靠充足的功率儲備，這會導致直流電源電壓基于改變的負載而出現(xiàn)變化；控制信號引線太長且未曾實施有效的隔離屏蔽對策，或是跟強電電線共同走線，信號線容易受到電磁的影響而出現(xiàn)不正確的響應，特別是針對高脈沖信號來講，如果不適當?shù)剡M行處理，那么畸變的信號會非常容易出現(xiàn)。

5結語

機電一體化設備故障診斷技術的應用是為了確保安全生產，進而能夠推動企業(yè)在生產當中及時地發(fā)現(xiàn)故障問題以及采取相應的處理措施。尤為關鍵的一點是，機電一體化設備故障診斷技術的應用能夠有效地監(jiān)測其工作狀況，清楚工作過程中的機電設備存在的問題，以及能夠實時地判斷故障出現(xiàn)的地方，從而避免機電一體化設備在工作過程中不會出現(xiàn)意外情況。

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作者：吳仲強；張壽安；郭玉龍 單位：山東裕隆礦業(yè)集團有限公司唐陽煤礦