初探机电一体化设备故障诊断技术

摘 要：对于机电一体化而言，就是基于诸多设备，在其中运用电子技术，从而实现对设备信息的处理。当运用机电设备一体化时，往往会发生或多或少的故障问题，这些问题是无法避免的，及时、准确诊断设备故障，有助于维修工作的开展，保证设备能够安全生产。基于此，本文进行了如下探究，希望能帮助相关人士。

关键词：机电一体化;网络结构;设备稳定性;故障诊断

引言：在机电一体化设备中，对于故障诊断技术来讲，就是对故障情况进行诊断，基于存在的故障问题，制定行之有效的措施，有效处理故障问题，应用此项技术有着一定的难度。需要精准定位故障位置;充分了解引发故障的因素，确定主要影响因素;借鉴优秀案例，并依据有关的理论内容，执行有效的处理对策。简而言之，需要逐步进行此项工作，保持严谨的态度，需要得到有力的技术支撑。

1.设备网络结构组成

通常情况下，针对机电一体化产品来讲，其和网络有着很大的关系，一般可以将该设备的网络结构分为多层，譬如自动化层。

1.1设备层

在现场总线技术中，对于设备层网络来讲，其不仅是一种工业指标，而且是也属于开放性网络，主要基于一些简单设备及工业设备，譬如计算机、阀门，在之间进行连接。现如今该项技术发展较快，出现了很多种网络结构，譬如星形结构、环形结构。

1.2自动化与控制层

针对I/O与对等通信网络，要想达到高吞吐量，应当第一时间控制网络，多种网络被广泛应用于工业网络，尤其是控制网，该网络有着诸多突出性能，譬如可以实现对传动的控制，无论是输入数据，还是对等通信数据，都能够实现多信道传播，同时还具备时间片控制算法，即便时间较为苛刻，也可以对预定数据进行传输。

2.故障诊断技术

对于故障诊断技术，本文主要从故障划分技术、在线与离线诊断技术、参数检测技术、专家系统等方面进行分析，以供参考。

2.1故障划分技术

可以依据零部件损坏情况，并结合故障对设备造成的影响，可将故障划分为两种，一是破坏性故障，二是非破坏性的，针对机电一体化设备，在对其进行检测时，有效分类故障，有助于及时明确故障范围，并且找到故障的主要因素，进而能够更好处理设备问题，最大程度降低损失及破坏。

2.2在线与离线诊断技术

针对机电一体化设备，当其出现故障时，既可以采用在线诊断技术，也可以采用离线诊断技术。伴随技术的飞速发展，再加上被广泛使用，能够借助信息技术，达到实时发现故障的目的。最近几年以来，故障诊断技术取得较快发展，尤其是在线诊断，可以将其分为多种技术，譬如信号处理技术，无论是信号处理技术，还是知识技术，都可以不用检测对象模型，由此得到了人们的高度重视。

2.3参数检测技术

对于任何一种机电一体化设备而言（图1），基本上存在功能参数，即便是所有的零部件，都有着一定的参数，在设备处于运行过程中，有效分析参数及振动危害，可以对参数差异性进行明确，进而针对零部件损坏情况，能够进行有效判断，合理应用参数检测技术，很大程度上可以提升准确率，而且易于进行操作，有着较好的应用前景。

2.4专家系统

专家系统由多个系统组合而成，譬如用户界面系统，针对机电一体化设备，通过对专家系统的使用，可以进一步提高故障诊断水平。对于专家系统而言，主要是基于对信息技术的运用，属于新型故障诊断系统，有效应用该系统，能够极大提升诊断效率，从而能够降低支出，在所有的故障诊断技术中，专家系统是非常先进的。

3.提升设备稳定性措施

伴随技术的飞速发展，稳定性设计技术得到了广泛运用，在对工程进行设计时，不但融入了概率论，而且结合了数理统计。基于此，能够有效处理设计中的诸多问题，在提高产品质量的同时，也能够降低设计成本。存在多种因素，能够对该设备的稳定性造成制约，在机电设备中，对于大多数构件而言，都有着各种电子元器件，这有碍于更好评价设备的稳定性，需要充分结合实际问题，以便能够提高整机稳定性。

3.1组装与连接器件的措施

引发传送信号失灵的因素有很多，其中插接件接触不良较为突出，在导致系统出现故障的因素中，这也是其中之一。另一方面，由于温度及湿度的变化较大，致使出现油污污染，进而不但影响了机械振动，而且也会污染元器件（图2），最终影响到系统稳定性。针对复杂化系统来讲，电器元件的分布较为复杂，若要保证设备的稳定性，除了要处理好组装问题，也要解决好连接稳定性问题。

3.2失效元器件的措施

在整体数控设备中，元器件是非常重要的，提高元器件的稳定性，有助于确保设备的稳定性。将多个部分失效率进行相加，就可以得出设备的失效率。所以在对机电产品进行选择时，需要保持谨慎、细心的态度，向整个设备系统提供更好的服务。

3.3应对电磁干扰的措施

針对机电一体化设备而言，其属于电气控制设备，能够达到加工目的的设备，设备在运行过程中，往往需要对电磁能量进行转换，这会对周围环境造成影响，同时也会被电磁干扰。在机电一体化产物中，无论是加工中心，还是数控机床，都属于自动化系统，其中包含多方面内容，譬如强弱电、硬件，对于电磁环境与干扰来讲，是一个较为复杂的问题。基于数控系统，一般借助电磁干扰源的方式：针对较大功率用电设备，当处于运行状态时，会对交流供电系统造成约束，从而致使电压发生变化，此外在开闭电器开关时，在电火花的作用下，会产生高频电磁干扰;没有科学布局地线，或者线径不够粗，在电子元件之间，需要通过一样的导向阻抗，进而出现两种信号，一是畸变信号，二是干扰信号;针对直流电源，若其负载性能不够好，再加上功率储备不够，在负载变化的情况下，会致使电源随之发生改变;信号引线长度超出正常范围，没有执行合理的屏蔽策略，在受到电磁的影响下，极有可能导致信号线没有准确响应，尤其是高脉冲信号，若没有得到合理处理，极容易会产生畸变信号。

结论：有效运用故障诊断技术，能够保障设备安全生产，在生产过程中，有助于第一时间找到故障问题，随之实施行之有效的措施，有效处理设备故障问题。通过该技术的使用，能够更好监测设备工作状况，充分掌握设备出现的问题，迅速判断故障所在位置，进而能够降低事故发生的几率。

参考文献：

[1]王东荣.机电一体化设备故障诊断技术分析[J].内蒙古煤炭经济，2020（08）：115-116.

[2]孙鹏辉，孙硕.机电一体化设备的故障诊断技术探讨[J].内燃机与配件，2019（01）：126-127.

作者简介：祝海英 （1982-），女，大专，助理工程师，主要从事泵站运行管理工作。

（宿松县复兴西片防洪排涝工程管理局    安徽  宿松   246500）