机电一体化设备的故障诊断技术研究

张荣 张泽宇

摘  要：机电一体化设备是大工业生产中必备的生产设施和器材。对于这类设备来说，使用的频率较高，强度较大，因而出现故障的概率也极高。对于机电一体化设备的故障诊断是保障相关设备能够更好的处于正常运行状态的最要手段，也是最重要的手段。而对于故障诊断来说其涉及很多技术，这些技术的应用有助于相关设备维护人员充分了解设备的运行状态，及时发现设备存在的故障隐患，并且有助于相关人员对于出现故障的设备的故障位置的确定以及故障原因的判断。由此可见机电一体化设备的故障诊断极为重要。基于此，本文以机电一体化设备的故障诊断技术研究为议题，充分分析了相关内容，从而为相关人员提供指导。

关键字：机电一体化;故障诊断;技术研究

前言

机电一体化设备故障诊断是一个复杂的机械维护技术集合。对于不同的机电一体化设备诊断的具体问题涉及的技术有所不同，并且同一个问题也会涉及多种诊断技术。对于故障诊断技术来说，其涉及到机电设备发生故障的过程中对于出现故障解决的方案设计。对于不同的故障通过一定的故障诊断技术的结合就能够形成较为合理的诊断方案，从而能够有效的解决机电一体化设备的相关问题，极大的提升当前相关的机电一体化设备的运行质量，从而极大的促进生产效率的提升，为相关的工业化生产提供保障。

1.机电一体化设备的构成分析

1.1设备层分析

机电一体化设备是一类复杂的设备，其涉及多个机械单元和环节，因此实现各个环节的贯穿连接有助于提升机电一体化设备的运行状态。对于该设备来说可以分为两个模块，这两个模块即为设备层和自动化、控制层。对于设备层来说，其主要作用在于将计算机相关设备和低层阀门、拖动相关设备以及相关传感器等相关设备进行系统的连接，从而形成统一化的机电一体设备系统。设备层主要关于主要设备的整合模块，其为整个一体化设备系统的基础，因而对于该模块，需要进行更好的维护。当前，对于设备层来说，随着相关技术的提升，现场总线技术趋向稳定，因而设备层的网络结构趋向多样性。

1.2自动化和控制层分析

自动化和控制层是机电一体化设备能够有效开展相关生产任务的重要保证。对于通信网络来说，结合自动化控制系统，就能够实现高容量的自动通信过程，对于机电一体化设备的正常运转有着重要作用。对于这个模块来说，其涉及的工业生产网络目前主要为工业相关的以太网、DH网络为应用网络。对于控制网络来说，其具备较好的性能，并且对于运动离散传动的集成控制能够很好的实现。此外其能够很好的促进多信道传播对等通信数据和输入设置，并且可以通过特殊的时间片控制算法来提高传输的预定数据，实现了数据传播的稳定与正确性。因此结合自动化和控制系统的机电一体化设备具有很好的操作性，并且运行效率和质量大大提升。

2.机电一体化设备的故障特点分析

2.1相关零部件数量多

对于机电一体化设备来说，其在长期高负荷的运转中容易出现各种各样的故障，而对于这些故障来说具有一些很明显的特点。首要的特点就是相关的零部件极多。对于机电一体化设备来说，其不慎就是一个高集成的设备系统，因而其涉及的零部件极多，可以说，机电一体化设备是多重零件的结合体，就是这些零部件的有机的结合在一起实现了相关设备的正常运转。因此只有具备较好的贴合功能的零部件的整合才能达到结构复杂的相关设备运行需求。因此对于常规工作过程中故障诊断情况，若想将零部件出现的故障及其产生原因迅速定位是存在着一定的难度的。对于这个情况，主要原因则是由于造成机电一体化设备故障的因素较多，因而很难进行判定的就是机械设备的零部件故障。再者在检测的时候因为一些故障在短时间变化不大，对于机电一体化设备的顺利运行暂时不会造成太大的影响，因此报警系统往往不会发出警报。

2.2目的性明晰

对于机电一体化设备的故障的诊断来说，其主要的目的就是在机电一体化设备运行的时候可以应用到相关的技术，同时有效的对故障进行处理，从而确保安全生产，避免产生人员伤亡以及经济损失的情况。从这一层来说机电一体化设备的故障诊断具有很明确的目标，因而能够在相关工作中迅速确定工作相关内容，提高工作效率。并且这种具有明确目标的工作过程，有助于提升工作质量，这对于机械设备能够得到及时维护具有很好的作用和效果。

2.3综合性极强

由于机电一体化设备的复杂性，这个情况给设备的故障诊断工作带来的一定的挑战。尤其是在对其进行诊断的过程中，一般会涉及到液压机器的操作原理和应用、摩擦学、机械制造以及物理学等相关知识，由此可见这个方面对于故障诊断人员储备知识的要求就相对较高，所以综合性较强。对于这种综合性较强的工作，对于相关人员的要求也很高。如果相关人员不具备相关技能或者技术素质不过硬，那么对于相关問题的有效解决就会有很大的阻碍和影响。此外对于这类故障的确定和解决的过程，需要根据相关工作经验构建相关设备的故障维修手册，对于再次发生此类故障就能够根据相关情况，来准确定位，从而能够实现对相关问题的及时解决，为维护相关企业的工业生产质量提供保障。

3.机电一体化设备的故障诊断技术概述

3.1划分故障类别的诊断技术

对于划分故障类别的诊断技术来说，这是一类重要的机电一体化故障诊断技术。这种故障诊断技术能够结合由于机电一体化设备的故障造成损坏的零部件的情况或者相关故障对机电一体化设备稳定工作产生的影响的情况，将相关故障划分为非破坏性故障和破坏性故障两大类。一般来说，在实际的检测机电一体化设备的故障隐患的过程中，这种方式故障诊断能够科学地引导相关的维修工作者快速地确定故障的范围及其主要因素，从而能够实现对严重影响机电一体化设备工作的设备问题快速解决，进而实现尽量地防止损坏和损失的效果，为相关企业的生产提供保障。

3.2在线诊断以及离线诊断相关技术

对于在线诊断和离线诊断技术来说，是机电一体化设备故障诊断中的主流诊断技术。尤其是在机电一体化设备出现故障之后，能够采用离线诊断技术来实现相关故障的类别和故障位置及原因进行基本的定位。当然在当前的高科技不断的发展中，在线诊断技术的作用显得极为重要，也是未来发展的趋势。由于当前信息技术迅速发展和应用，因此相关工作人员能够应用信息技术实时地发现故障问题。近些年来，不断进步的故障诊断技术中的在线诊断技术可以划分为知识的技术、处理信号的技术、模型解析的技术，其中，知识的技术与处理信号的技术无需对对象的数学模型进行检测，因而被广泛地关注。

3.3检测设备参数相关技术

对于机电一体化设备的故障诊断中，确定相关设备是否存在故障取决于相关参数是否偏离相关正常值，或者符合某类故障的典型值，那么出现这种情况，就能通过相关设备的具体参数来直接确定设备的故障类别，从而引导相关工作人员对相关故障的快速而又准确的定位。对于这个过程涉及的一类故障诊断方法就是检测设备参数相关技术。对于机电一体化设备来说，其具有的一个共同点那就是固定的参数，对于每一个零部件来说，其对应的固定参数都是不变的，由此可以通过相关参数的来确定故障。此外，在判断零部件的损害程度时，主要是根据设备在运行过程中的相关数据以及振动频率来进行的。该技术之所以能够被广泛使用，主要是由于其具有较高的准确率以及便于操作的特点。

参考文献

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