面向机电系统状态监测与故障诊断的现代技术

刘文新

摘 要： 随着科学技术的不断发展，机电系统状态监测也取得了较大的发展，开始应用了一系列的现代技术来对机电系统的运行状态进行检测，并且通过采用各种现代测试技术来对故障进行诊断。随着现代化生产技术的不断完善，也就带动了监测和故障诊断技术的发展。下文主要围绕机电系统的状态监测技术进行简要的分析，并对故障的诊断技术进行说明。

关键词：机电系统 状态监测 故障诊断 现代技术

中图分类号：TH165.3 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2017）05-0250-01

前言

通过对机电系统状态监测技术的应用，以及故障诊断技术的应用，能够将一些生产系统中潜在的事故隐患进行发现，从而将这些设备故障进行排除，防止出现恶性事故进而带来较大的损失。下文主要围绕机电系统状态监测的现代技术进行简要的探究，并对其故障诊断技术进行阐述。

一、状态监测与故障诊断系统的发展

随着机电系统状态监测技术的发展，以及其诊断技术的发展，各种监测仪器、诊断设备以及系统得到了较大的发展，其功能也变得更加的强大。就以振动测量仪器及其系统为例，其功能就有以下几种，（1）轴振动监测、（2）壳体振动检测、（3）自动预报警等等。随着科学技术的发展，国内外比较典型的系统主要分为以下几种：

1.离线定期监测与诊断系统

测试人员定期前往现场，通过传感器来对各测点进行测试，并且用记录仪器来记录信号，也可以用存储仪器来记录信号，而对于数据处理工作，则可以在计算机上进行完成，也可以在便携式内置微机的仪器上进行完成。因为这种系统有着成本较低的优点，而且使用也非常的方便，故此在早期得到了广泛的使用。但是这种系统测试工作非常的繁琐，需要专门的测试人员来进行测试，而且要进行定期的监测，不能够避免一些突发性的故障。

2.在线检测和离线分析检测系统

这种系统又被称为主从机检测与诊断系统，在设备上的多个测点上，都可以安装传感器，由现场微处理器来对设备各测点进行数据采集，然后再由专业人员来进行状态的分析，进行故障的诊断。与离线定期监测系统相比，该系统虽然避免了更换测点的麻烦，并且还实现了在线检测以及报警的功能，然而需要离线进行数据分析，进行数据判断，而且在分析以及判断时，要求有专业技术人员从旁指导。

3.自动在线监测与诊断系统

这种系统实现了对设备工作状态的自动在线监测，并且能够及时的预报故障，还可以实现在线的数据处理，可以实现在线分析判断。因为这种系统可以根据专家的经验来进行智能化的判断，所以工作人员需要具有一定的专业素质，要经过相应的培训才能够适应[1]。这种系统技术较为先进，在更换测点时，不需要人为操作，也不需要专门的技术人员前来参与分析与判断。然而，其软硬件的研制工作量较大，且应用的成本相对较高。

根据不同机电系统设备的需求，状态监测与诊断系统可以采取不同的檢测方式与诊断方式。随着计算机技术的不断发展，对于一些大中型的设备，其发展趋势会朝向自动在线监测方向发展。

二、状态检测技术以及故障诊断技术的进展

1.信号采集技术

要想使机电系统得到更有效的监测与诊断，那么就需要对相关的信号进行不断的采集，而在信号采集技术中，传感器技术是其中的重点。一般情况下，根据功能的不同，可以将传感器分为以下几种[2]，（1）温度传感器、（2）振动传感器等，在之前，主要是对传感器的硬件进行研究，要确保其以下几种能力都满足相关的要求，（1）灵敏度、（2）稳定性、（3）抗干扰能力，然而，监测诊断系统也变得越来越复杂，传感器也有着更多的类型，从而形成了传感器群，而这就使传感器布局的研究得到了发展。传感器如果组合不同，那么所提供的被测设备也会有所不同，从而产生对信息融合的研究。

2.信号分析和处理方法

在机电系统状态检测技术以及故障诊断技术中，信号的分析与处理是其中的一个重要方面。一般来说，不能够直接采用原始信号，而是要利用信号的分析处理技术，来对信号进行处理，如此一来，就能够将机电系统的运动状态有效的反应出来。故此，在这项技术之中，提取敏感因子是其中的关键环节。当前，出现了较多的信号分析以及处理技术，如（1）小波变换方法、（2）混沌分析方法等等。

三、基于远程网络的异地状态监测技术以及故障诊断技术

随着计算机技术的不断发展，网络技术也取得了较大的发展，借助有关的网络协议，在传送数据时会更加的准确、更加的快速，借助于传输介质，可以对设备状态进行在线监测 ，并对故障进行诊断，而且可以实现资源共享。在故障监测技术以及诊断技术中，可以充分利用现代网络技术，对生产设备的一些重要参数实行连续的监测，例如电机功率等，并且可以根据相关的协议填报到服务器的设备运行状态数据库中，以方便远程专家进行监测，对历史数据进行察看以及诊断。当设备出现异常情况时，那么可以通过Internet的E-mail或者其他无线网络来传呼维护专家，从而对设备的故障进行及时的处理。

采用这种系统有着以下几种优点：（1）能够对故障进行远程诊断。在对故障进行诊断时，采集的数据是其中的判断依据，但是在对数据进行分析时，分析人员的经验以及水平对数据的分析有着重要的影响。因为现场的人员因为经验有限，有可能会对故障难以判断，而如果邀请专家赶往现场，那么就难以及时的对问题进行处理。而采用计算机网络之后，那么就可以将数据传送至诊断中心，那么专家们在异地也可以通过传输来的数据来对故障进行分析，并且将分析的结果及时的反馈到现场，从而采取措施，使损失有所减少。（2）能够实现知识资源的共享。可以邀请大范围内的领域专家，来实现知识的共享，克服局部地区因为知识缺乏的这一弊端，而且有助于加强科研院所的交流，使设备监测的准确性了有了极大的提升。（3）能够进一步提升管理的水平。将远程故障诊断系统应用到企业之中，与企业的管理系统进行链接，如此就能使它们互通信息，能够构成企业的intranet系统，从而促使企业的管理水平有所提升。企业的销售部门以及维修部门都能够通过网络，为用户提供一些关于维修方面的技术支持，能够改善企业的售后服务水平。（4）能够为一些特殊的设备提供故障诊断。远程诊断能够实现对以下几种特殊设备的远程监控，第一，远洋船舶、第二，海洋钻井平台等等，极大的保障了设备的安全运行。

结语

综上，随着我国国民经济的不断发展，人们的生活质量有了较大的提升，对机电行业也越来越依赖。将状态监测故障诊断技术应用其中，能够及时的发现故障，使事故发生的概率大大降低，从而保证了生产的安全性。

参考文献

[1]靳永胜.机电系统状态监测与故障诊断的技术探讨[J].数字技术与应用，2014，04：233.

[2]刘英英.探讨面向机电系统状态监测的现代技术[J].山东工业技术，2015，06：247.