基于网络的机械设备远程监测与故障诊断

陈伟伟

摘 要：机械设备在工业生产过程中发挥着重要的作用，但是机械在长时间的运转过程中存在着各种各样的故障，基于网络的机械设备远程监测与故障诊断可以有效解决这个问题，从而保障工业生产的正常运转，因此本文在此基础上就基于网络的机械设备远程监测与故障诊断的相关问题做了一定的探究，从而更好促进我国机械行业的发展。

关键词：网络 机械设备远程监测 故障诊断

一.基于网络的机械设备远程监测方法和故障诊断

（一）技术特征分析。机械设备的常用的监测方法和监测措施主要是从工业系统的参数入手，通过监测电力参数的变化来判断电力装置是否发生异常，常用的监测电力参数主要有电压、电流以及功率因素。因此在开展机械设备监测方法和监测措施的研究之前首先要对于工业系统中的电力参数的特征进行充分分析，从而为机械设备的监测打下坚实的基础。因为在工业系统工作过程中，如果电能计量装置发生异常或者出现故障，那么就会影响这条线路的工作状态、相关信号的能量状态、或者参数发生变化，这些异常就会影响着回路相关参数的变化，那么工业系统通过对于回路的电压、计量电流、功率因素三个方面的分析，就可以判断机械设备是否出现异常现象，如果出现计算的数值超过一定的阈值，机械设备就会发生指示信号或者进行相应的报警，但是不同的电力装置都存在着优点和确定，在灵敏性和精度方面也是存在着很大的差距的。

（二）计量电压异常监测。计量电压异常监测方法时机械设备中最常用的一种监测手段，不同的回路电压在变现方面存在着很大的差异。这种电压监测的方法主要是通过监测回路中的不平衡电压、相电压、相电压的突变量、断路器位置的相关变化情况来进行相应工作的，如果工业系统通过相关传感器监测到支路之间的相电压的数值在一段时间内一直小于额定电压30%，同时回路中的电流（额定电流）小于回路中的相电流15%，这样就可以判断回路中机械设备可能出现异常情况。另外一种情况下也可以判断计量装置出现异常，通过监测回路中的三相不平衡电压、相电压突变量两个参数，如果这两个参数在一定的时间内均超过了一定的阈值且在一定的时间没有恢复正常，那么就可以確定机械设备出现了异常情况。

（三）计量电流异常监测。计量电流异常监测的方法类似于计电压的监测方法，主要也是通过测量回路中的不同参数的突变量来判断机械设备是否发生异常。与计量电压异常监测方法不同的是，计量电流的监测方法主要是通过判断回路中的三相不平衡电流、相电流、相电流突变量、断路器位置来进行相应的分析。如果通过监测发现回路中的三相不平衡电流、相电流突变在一定的范围内均超过一定的阈值，同时在一定的时间内没有恢复正常，那么同样也可以判断机械设备很可能出现异常。另外一种情况也可以判断机械设备是否发生异常，通过电能表电流回路监测元件是否发生动作来判断，如果电流回路监测元件发生动作而且回路中的断路器分闸没有动作的情况下，那么同样能够判断出机械设备出现异常。

（四）功率因数异常监测。功率因数异常监测和前两种方法存在着很多的差异，它在判断机械设备是否发生异常主要是通过判断断路器位置、荷载功率因数这两个参数，同时结合着图一所总结的功率因数异常特征，从而进行得出相应的结论。比如在回路中的功率因数在一定时间内超过所设定的余只能够，而且没有断路器分闸与检修信息，且延时没有恢复正常，那么通过图一的结论就可以判断电力装置出现异常。

二.基于网络的机械设备故障诊断技术分析

（一）故障诊断分析。对于船舶的运行而言，柴油机故障的概率较大。在分析故障原因时，要根据故障的结构复杂性和运行环境的特殊性，综合分析各种因素，提高故障诊断结果的准确性。船用柴油机运动部件多，结构复杂。故障诊断技术比较困难。需要对传统诊断技术进行更新，积极应用新技术和新概念，准确诊断各种故障，为故障的解决提供依据。对于船用柴油机的故障诊断，需要根据不同的故障表现掌握故障产生机理。从物理、化学方面，根据振动、油耗、噪声、变形、磨损、气味等性能特征进行综合分析，选择合适的故障特征参数，完成故障诊断。

（二）热力参数分析法。将该方法应用于船舶柴油机的故障诊断，即利用船舶柴油机在运行过程中热参数的变化来确定其运行状态。例如气缸压力指示图、转速、排气温度、冷却水进出口温度、排气温度、油温等，经过综合分析，确定柴油机性能。其中，各种热参数，指示地图包含最多的信息，和压力增加率，该指标的权力，和压缩压力可以根据计算，计算和柴油机的燃烧质量和各缸的力量是用来确定燃烧质量是否平衡。然而，测功机的测量是比较困难的，特别是需要使用测功机对压力传感器的寿命和可靠性进行诊断，这方面的研究是很有必要的。就船用柴油机故障诊断技术的发展水平而言，通过曲轴转速波动对柴油机的运行状态进行监测和诊断，可以得到可靠的结果。柴油机运行时，曲轴的扭转波动产生转速波动，与各缸的点火有关。通过对转速波动的研究，可以判断缸内工作压力，实现故障监测。

（三）振动分析法。振动分析方法的应用原理是通过对船用柴油机振动信号的测试、分析和处理，判断各部件的内部状态，有效地进行故障诊断，具有精度高、速度快的特点。目前，我国将该方法应用于船用柴油机的故障诊断。可在缸盖上安装振动传感器，采集并分析振动信号，判断缸体故障，判断是否为柴油机主轴承故障，并使用润滑油管道。在线压力波信号诊断轴承故障。通过设备表面的振动信号来完成柴油机气缸、活塞、主轴承和气阀故障诊断技术，研制了柴油机智能诊断仪器DCM-II，该仪器无需拆卸柴油机即可实现故障诊断。

（四）油液分析法。油液分析法对船用柴油机进行故障诊断，即油浓度、磨粒形状和尺寸、铁含量变化、油含量、铁含量分析、铁谱分析等。对柴油机的整体磨损状态进行油品质量变化分析，以确定柴油机的工作状态是否存在异常。石油分析方法包括石油本身的理化性质分析和石油中不洁净物质的分析两种类型，常用的方法是光谱分析、铁谱分析、颗粒计数等。与其他故障诊断技术相比，油液分析方法更便于采集和提取船用柴油机的故障特征，可以有效地避免噪声技术而引起的频谱干扰的影响。

三.结语

综上所述，基于网络的设备远程监测主要是通过智能传感器对于设备的相关参数监测和诊断从而有效监控整个系统，能够在最快的时间内能够将故障从工业系统中切除。做好机械设备的故障诊断对保障工业生产系统发挥着重要的作用。

参考文献：

[1] 浅析路桥工程机械设备远程监控故障诊断系统的设计与实现[J].于得水.河南科技.2013（01）

[2] 基于LabVIEW的工作面输送设备远程监测与诊断系统设计[J].雷志鹏，宋建成，李艳伟，崔晓慧.工矿自动化.2012（10）