工程机械状态监测与故障诊断系统的研究

曾祥龙

（黑龙江交通职业技术学院，黑龙江 　齐齐哈尔　161000）

工程机械状态监测与故障诊断系统的研究

曾祥龙

（黑龙江交通职业技术学院，黑龙江 齐齐哈尔161000）

【摘要】工程机械作业多在露天条件下，工作环境恶劣，工作强度大，因此故障率较高。一旦工程机械出现了故障，将会严重影响工程进度，影响工程经济效率，甚至酿成生产安全事故。随着科技的进步，出现了工程机械状态监测与故障诊断系统，工程机械状态监测与故障诊断是利用传感器技术和微机处理技术，对工程机械运行参数进行实时监控和数据采集，凭借数据库建立的专家分析系统，对特性参数进行数据分析，能够提早发现故障隐患起到最大程度预防故障产生的作用，同时一旦故障产生依靠状态监测与故障诊断系统能够为维修技术人员提供快速诊断依据。

【关键词】工程机械；监测；故障诊断

随着工程机械电子控制化程度的加深，给工程机械状态监测与故障诊断带来了必要性。工程机械状态监测与故障诊断是利用传感器技术和微机处理技术，对工程机械运行参数进行实时监控和数据采集，凭借数据库建立的专家分析系统，对特性参数进行数据分析，能够提早发现故障隐患起到最大程度预防故障产生的作用，同时一旦故障产生，依靠状态监测与故障诊断系统能够为维修技术人员提供快速诊断依据。

1　工程机械状态监测与故障诊断系统研究现状

自80年代开始，国内开始设备监测与诊断系统的研究。经过几十年的研究和应用推广，现在设备监测与诊断系统已经广泛应用于各行业中。主要应用的技术有两个阶段，第一个阶段是传感器与信号分析处理阶段。传感器技术是依靠光敏、热敏、霍尔效应、电磁感应、声呐等原理，利用传感器反映设备的工作状态参数的技术。信号分析与处理技术是依靠微机，利用数据库进行采集信号对比分析的技术。第二个阶段是人工智能和专家系统的应用，是指利用计算机实现一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能系统，现在的故障诊断系统已经朝向远程控制的趋势的发展，相关研究还处于试验阶段，技术不是非常成熟。

2　工程机械状态监测与故障诊断系统

2.1工程机械状态监测与故障诊断系统的作用

工程机械状态监测与故障诊断系统能够确定工程机械的运行状况，监测故障产生的部位，分析故障原因和推荐维修方案。工程机械状态监测与故障诊断系统是维修技术人员进行快速诊断维修的有力工具，此外能够及时、正确地对各种异常状态或故障做出诊断，预防或消除故障，提高设备运行的可靠性，安全性和有效性，以期把故障损失降低到最低水平。

2.2工程机械状态监测与故障诊断系统的原理

工程机械状态监测与故障诊断系统涉及到力学、电学、化学、材料学等多门学科，核心是传感器技术与计算机技术。工程机械故障在运行中可以通过状态信号来预判或者显示。通过监测转速、温度、声音、震动、尾气成份浓度等工作状态信号，将其与数据库对比，能够实现有效排除工程机械故障或将故障消灭在发生的初期，延长工程机械的使用寿命。系统原理及工作流程见图所示，针对传感器和各监测电路的采集信号，要首先经过信号处理，将模拟信号转化成数字信号，并进行必要的滤波整流或者信号放大。计算机将经过处理后的信号与数据库中的标准值进行比较，并按照数据比照结果进行故障种类判断，并根据采集信号分类进行故障部位确定，点亮报警灯，并输出故障信息。故障信息包括故障产生的部位、故障原因、推荐维修方案。

3　工程机械状态监测与故障诊断系统的发展趋势

工程机械状态监测与故障诊断系统与当前科学技术的融合是工程机械状态监测与故障诊断系统的未来发展方向。总体来说，有以下几个发展趋势：

1)工程机械状态监测与故障诊断系统与当前最新的激光测试技术相融合。激光测试技术作为一种高科技技术手段能够精密化检测。

2)工程机械状态监测与故障诊断系统与当前最新的光纤传导技术相融合。工程机械状态监测与故障诊断系统一旦应用光纤传导技术，凭借其信号传导速度快、信息量大的特点，其系统运行速度和反映能力将会大大提高。

3)工程机械状态监测与故障诊断系统与智能技术相融合。智能技术包括模糊逻辑理论技术、混沌理论技术、神经网络技术等，能够更好的实现设备监测诊断的科技性。

4)工程机械状态监测与故障诊断系统与非线性原理和方法的融合。机械设备在发生故障时， 其行为往往表现为非线性特征。如旋转机械的转于在不平衡外力的作用下表现出的非线性振动。随着混沌与分型几何方法的日趋完善，这类问题必将得到进一步解决。

4　结束语

工程机械故障诊断系统，能够将传统的故障出现以后的维修转换到故障预报维修，以主动维修的方式有效排除工程机械故障或将故障消灭在发生的初期，延长工程机械的使用寿命。这门技术还处于发展初期阶段，其功能，由其是远程专家系统的功能还有待于研究完善。

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[5]周汝胜，焦宗夏,王少萍.液压系统故障诊断技术的研究现状与发展趋势[J].机械工程学报,2006年09期.

【作者简介】

曾祥龙（1982-），男，汉，甘肃民勤，本科，讲师，研究方向：工程机械。