机电一体化设备的故障诊断技术研究

崔志勇

摘要：随着我国经济的不断发展，机电一体化产品越来越多，并逐渐进入各领域的生产与生活中，人们对该类产品的要求也相应提高，尤其是其故障发生率和可靠性的要求，而机电一体化设备具有独特的故障特点，因此，传统的故障诊断方法不能解决其问题。本文针对机电一体化产品设备，主要对其故障特点与诊断方法进行了分析。

关键词：机电一体化设备；故障；诊断技术

1 机电一体化设备故障特点

机电一体化设备关系到企业正常的生产，因此一旦企业的机电一体化设备发生故障，就会影响到企业的生产，给企业的经济带来一定的损失，因此做好机电一体化设备的故障维修工作是实现企业安全生产的必要手段。机电一体化设备包含的零部件非常的多，而且这些零部件具有很高的科技含量，其大部分与电子技术相关，因此相对于机械设备相比，机电一体化设备出现故障的概率要大，而且导致机电一体化设备出现故障的因素也比较多，可能是因为机械设备的原因，也可能是因为电子技术的因素，所以机电一体化设备在故障维修时的难度很大，具体而言，机电一体化设备故障的特点主要集中在以下几个方面：

①机电一体化设备发生零件磨损的概率比较大，机电一体化设备包含大量的零部件，这些零部件在使用过程中会经常发生严重的磨损，而一旦零部件出现磨损就会导致机电一体化设备发生故障。

②机电一体化设备故障发生具有突发性与隐蔽性。机电一体化设备含有大量的电子产品，这些电子产品出现故障前夕是没有任何征兆的，不同于机械产品可以通过系统的观察预测到故障的发生，因此一旦电子产品出现细微的故障，机电一体化设备就会瞬间停止工作。

③机电一体化设备的报警系统不完善，在机电一体化设备发生故障后，报警显示系统不能全面反映故障发生的部位以及原因，导致在维修的时候很难确定具体的故障原因。

④多故障同时发生。机电一体化设备故障的发生多是伴随着多种故障的同时发生，而且这些故障并不是简单的重复相加，而是相互影响。比如机电一体化设备在不运转时，人们可能会判断是机械设备出现了故障，其实除了机械设备出现了故障之外，电子技术也出现了故障，因为它们是相互影响的，一旦设备出现故障就会导致电子产品出现故障。

2 机电一体化设备故障诊断技术

2.1 机电一体化设备故障诊断技术概述

机电一体化设备故障诊断技术从本质上来说是一种设备自身的检测技术，它类似于生物体只剩的免疫系统，对预防和解决故障有重要的作用。在设备正常运转过程中故障诊断技术主要针对设备系统可能出现的故障进行分析，根据系统在设备运转中采集的信息综合判断，设备是否正常运行，减轻人工检测设备是否正常运行的工作负担。在设备出现故障之后，系统对出现的故障进行检测、分析和判断，确定故障的类别，为之后解决故障打下基础。在确定设备运转出现故障，并且大概确定故障的类型之后，故障诊断系统还会对出现的故障进行进一步的分析和定位，分析出故障发生的原因和出现故障的具体位置，为之后解决故障做好准备。最后在故障诊断系统明确故障原因和位置之后，根据具体情况对故障进行修复，一般来说简单的故障会由设备自身自行修复，对于一些设备自身修复功能解决不了的故障，诊断系统会发出警报并自行停止设备的运行，保障生产的安全，避免因为设备故障引发事故，待有相关的技术人员对设备进行修复。在故障排除之后，方能继续运行设备。

2.2 机电一体化设备故障诊断技术原则

机电一体化设备的故障诊断技术不是单纯的技术问题，在解决过程中应该巧妙的应用相关诊断技术解决出现的故障。机电一体化设备的故障诊断技术是机遇机电一体化设备的一门技术，在制定诊断系统之前应该对相关设备的结构和功能进行分析和了解。同时分析设备运行的工作环境，和工作形式等具体问题，不能凭空而论。在对故障的分析方面，要明确不同的故障可能产生的影响和故障产生的形式，和引发故障的根源。在必要的时候才用故障树分析法对故障进行系统的分析，找出不同的故障之间的逻辑联系和内在关系。对于故障的判断不能以肉眼的判断作为单纯的依据，对于故障的解决方法不能单纯凭借经验解决。

2.3 机电一体化设备常见诊断技术及分类

虽然机电一体化设备的科技技术含量较高，但是针对机电一体化设备常见的故障，有很多的诊断技术，例如根据温度是否异常做出判断的温度检测技术，根据故障出现的原因，通过分析整理和归纳而做出诊断的故障树分析检测技术和白诊断技术、设备压力检测技术等等。如今的很多机电一体化设备在发生故障时，自身会有警告信息显示，根据设备的警告信息显示对设备的故障进行诊断，通过查找手册等方法排查相应的故障，这一类型的检测诊断技术称之为故障诊断指示技术，这种技术在解决故障时相对高效。與之相对的无指示故障诊断需要根据操作人员的经验和进一步的检测手段对故障出现的原因和位置进行分析判断，之后对故障进行解决，这一方法相对于指示技术要更麻烦，效率更低，对故障排除员对设备的经验要求更高。除了上面提到的技术之外，设备的故障类型分类中还有根据设备是否出现破损断定故障发生的程度分为破环性故障和非破环性故障，破环性故障会影响机电一体化设备本身，如果操作人员操作不当会导致设备异常甚至会损坏设备。而非破环性故障会让设备在运行中受影响，而不会损坏设备，只需要及时排除故障即可。

3 机电一体化设备的故障诊断技术的发展趋势

3.1 基于网络的远程协助诊断技术

如今的我们生活的时代是一个网络时代，为了顺应时代的发展潮流，故障诊断技术必须要结合先进的网络技术，只有这样，故障诊断技术才能满足生产企业的需求，才能得到广泛的应用。网络化的远程协助诊断系统综合借鉴了多种机电一体化设备的故障诊断的成功经验，不仅可以诊断出不同设备存在的故障，满足不同工业现场的生产需求，还可以成功地将检测现场和诊断中心联系起来，提高了诊断系统的准确性，获得了用户的普遍认可，被广泛的应用于各个领域。

3.2 人工智能专家系统

所谓的人工智能专家系统就是将故障诊断专家成功的工作经验和计算机拥有的数据信息相结合的故障诊断系统。人工智能专家系统利用专家处理故障的实际案例来帮助网络获取知识，将针对同一个问题的所有知识聚集在一起，这样不仅提高了监测系统获取信息的速度，还提高了诊断系统的精确度。

3.3 小波分析

小波分析是一种关于信息的时间和尺度的分析方法，该方法具有较好的时频定位功能，一般被应用于时变、瞬态及非线性信息的分析领域。小波分析为机电一体化设备的故障诊断技术注入了新的活力，推动了故障诊断技术的发展。

4 结语

随着国民经济发展，机电一体化设备产品不断进入生产与生活领域，人们对产品的输出柔性、工作性能及可靠性方面提出了更高的要求。然而，就现阶段而言，我国机电一体化设备故障诊断技术仍存在诸多不足之处，希望通过文章的分析与研究，能够为工作人员更好的认识与掌握机电一体化设备的故障诊断技术，正确了解其存在的不足，从而使其更有针对性的采取解决对策来对故障诊断技术进行不断优化，从而促进我国机电一体化设备的故障诊断技术的更好发展。

参考文献

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[4]陈建伟.试论机电一体化设备的故障与诊断技术[J].建筑·建材·装饰，2015（21）.

（作者单位：河钢承钢公司能源事业部余能发电作业区）