机械设备维护的故障自诊断系统探究

马康

摘要：为了有效保护机械设备电子元件，可以利用信息熵设计机械设备故障自诊断系统，从而大幅降低机械设备运行故障事件发生概率。因此，本文通过机械设备自诊断系统硬件、软件的设计，以期为机械设备维护相关从业者提供有效参考价值。

关键词：信息熵;设备故障;自诊断;故障行为;存储数据库

在电网应用环境中，随着传输电子数量级水平的提升，部分机械设备会出现明显的运行故障。因此，传统可编程控制器件型故障诊断系统在数控机床装置作用下，确定电子量的实时传输数据，通过结构式框架，实现故障数据信息定向化分析。但此时，系统的DIS指标与UIS指标数值水平较低，无法对电子设备元件进行有效保护。针对此类问题，可设计机械设备故障自诊断系统，联合自动化诊断电路与变压器设备监测主机，完成对信息熵时频域特征的精准化计算，再通过连接精简指令及信号处理客户端的方式，确定故障信息存储数据库的现有连接形式。

一、硬件设计

（一）自诊断电路

自诊断电路可为机械设备自诊断系统连接提供传输应用电子。同时随着输入电量信息数值水平的提升，系统内部的运行信息熵总量也就越大，甚至能够直接满足热继电器元件的实际执行需求。

热继电器元件存在于自诊断电路下端，与机械设备故障自诊断系统的电量输出端M调度主机相连，在保障系统内部电量信息输出能力时，向FU1、FY2等电子元件反饋电信号参量。在S1、S2等多个并行控制开关的作用下，有效调节电阻R连接阻值。电子量转换元件可定向处理各级传输电子量，生成电子应用文件传输至其他变压器监测主机中，降低机械设备运行故障发生概率。

（二）变压器设备监测主机

变压器设备监测主机主要包括控制面板、参数显示器以及旋调区域等几个部分共同构成，其中，控制面板承载大量传输电子量，可感知设备故障数据信息时，调配其他主机组成元件;参数显示器反映整个变压器设备监测主机的现有连接方式。突出显示其个别差异化系数;旋调区域掌握相关接线的连接形式，控制接线组织松紧度水平，影响变压器设备监测主机的电子量传输能力[1]。总之，变压器设备监测主机能够接收自诊断电路中的传输电子量，在连接线组织的调度下，有效控制机械设备故障数据，从而准确感知电网信息熵文件。

故障行为分析模块

故障行为分析模块可承载与电信号设备有关的故障数据信息，结合变压器设备监测主机，针对性分析和处理各项信息熵参数。正常情况下，变压器设备监测主机承载的故障数据总量能达到6.6×1017T。但当电信号设备出现串行故障时，其总量只能达到4.4×1017T，且随着诊断电路调度能力的增强，其电子数据传输总量也会随之上升，但不会超过正常执行状态下的故障信息传输水平[2]。因此，信息熵数据总量的增大，电网运行设备也会出现相应的故障问题。

二、软件设计

（一）信息熵时频域特征

当机械设备在运行过程中，电量设备元件出现故障行为或继续发展时，会引发变压器设备监测主机出现非平衡振动状态。因此，在信息熵数据中获取的动态故障振动电信号，表述平稳性方面是相对且有限制的，非平稳振动则是绝对且广泛的。信息熵时频域特征的存在，使非平稳振动行为统计量只支持使变函数型应用模式，并不足以表达信息熵的变换状态。我们根据与时间、频率相关的物理量，设 为机械而设备故障电信号的最小振动系数， 为设备故障电信号的最大振动系数，在由 、 限定数值区间内，n取值越大，最终计算所得的信息熵时频域特征计算结果也就越稳定。因此，建立必要的联合函数描述电量设备故障数据公式为：

式中，β为非平稳故障数据实际统计系数，Q为待统计数据单位时间变化总量， 为信息熵参量最小传输权限值， 为单位时间内系统诊断行为指标， 为电量故障数据传输均量值， 为既定单位时长值。

（二）RDSP客户端

该客户端具备运行、编辑两种连接形式。当机械设备自诊断系统处于编辑状态时，电量数据源能够借助IP地址端口存储于系统数据库结构之中[3]。从实用角度来说，待定义的故障设备能在客户端组织中保持良好时变状态，实现客户端组织的动态显示功能。另外，系统管理者可通过B/S、C/S检测设备运行电量传输情况。同时，由于.NET框架，XML数据信息能够在RDSP客户端中保持自由传输状态且具备良好数据接收、处理能力。因此，设 是信息熵为0时的电网设备故障运行系数， 是信息熵等于n时的电网设备故障运行系数。通常来说，随着已生成故障信息总量的增加，RDSP客户端实际执行能力也会随之增强，直到所有电量数据信息能够全部转存于系统数据库中。因此，可将RDSP客户端实际连接行为定义为：

式中， 为第一个输入的电网设备故障参量数据， 为第n个输入的电网设备故障参量数据， 为故障诊断最大执行权限量， 为第一个输出电网设备故障参量数据， 为第n个输出电网设备故障参量数据。

（三）故障信息存储数据库

故障信息存储数据库可借助LAN电线线路，妥善安排对诊断服务器集群与备份服务器主机连接行为，根据电网设备实际故障，确定系统诊断指令的具体执行状态。诊断服务器集群存在于故障信息存储数据库中的顶层执行单元，感知信息熵在电网环境中的实时传输行为。根据故障数据交换机现有连接形式，确定机械设备故障信息的存储极值水平。数据存储主机、信息熵分析元件则存在在底层执行单元之中，根据收集的电网设备故障数据参数，制定完善的信息传输计划，结合传输信息组织，整合、分析、处理电信号。

至此，在信息熵技术原理的支持下完成各项软件、硬件设施的搭建，实现机械设备故障自诊断设计。

三、结语

总而言之，信息熵技术支持下的机械设备维护故障自诊断系统搭建中，可在自诊断电路、变压器设备监测主机等共同作用下，确定信息熵时频域特征数值，并通过RDSP客户端，稳定连接故障信息存储数据库，充分降低机械设备在电网运行中的故障发生概率，从而满足对设备元件进行合理保护的需求。

参考文献：

[1]陈英雷.自动化机械设备故障诊断技术探讨[J].通讯世界，2015（16）：274-275.

[2]庞志华.基于自动化控制的机械设备故障诊断系统设计[J].信息系统工程，2015（2）：140.

[3]贾军峰.机械设备状态分析与自动诊断便携仪的研究开发[D].北京：北京化工大学，2006.