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摘要：近几年，设备的故障诊断技术有了非常大的发展，其是机电一体化设备正常运行的重要保证。本文就机电一体化设备的故障特点及故障诊断技术进行了介绍，再分析了机电一体化设备的故障诊断方法，最后介绍了设备故障诊断专家系统。希望对同行或类似的工程带来一些参考及借鉴。
关键词：机电一体化；故障分析；检修
1 引言
随着科学技术的快速发展，机电一体化技术结构也逐渐完善，在技术结构控制和故障诊断技术运用方面取得了十分明显的优势。由于机电一体化和一般机械设备不同，所以机电一体化设备的故障特点也有着不同性。利用故障诊断技术可以对设备故障展开集中的清查，进而降低安全事故的发生，某一程度上避免安全隐患。
2 机电一体化设备的故障诊断技术
2.1 机电一体化设备的故障特点
机电一体化设备使用的零部件数量非常多，而且技术含量也相对较高，所以，相对于通常的机械设备，其故障发生的几率相对比较大。统计显示，机电一体化设备发生故障的概率是通常机械设备的八倍。面对故障如此高发且复杂的设备，仅仅靠人工检查分析是不够的，所以需要探索一种专门的故障诊断技术。
机电一体化设备的故障特点有下面几点：
（1）自诊断功能较弱，只可以诊断出一些比较简单的故障；
（2）机械零件很多，比较容易磨损；
（3）有关经验技术人员愈来愈少；
（4）报警体现不明确，有些故障显示报警，有些故障没有显示报警。
2.2 电一体化设备的故障诊断技术
故障诊断技术其实就是一种检测技术，即查看系统的运行状态并对异常情况进行判断，按照诊断为系统故障的恢复提供根据。对设备展开故障诊断重点有三个目的：①为了体现设备的最大效益；②为了保证设备的正常可靠运行；③为了可以及时诊断出将要发生或已发生的故障，从而降低维修时间，提升维修质量。故障诊断重点有四个任务：①故障检测，就是对使用中的系统或设备定期的传送检测信号，根据分析接收到的响应数据判断系统或设备有没有发生故障。②故障类型判断，就是在检出故障之后，分析故障原因并且判断出系统故障是哪一类型。③故障定位，就是在前两个任务的前提下，细化故障类别，判断出故障发生的具体原因和部位。④故障恢复，就是依据第三个任务，进行不同的措施，对系统故障实行恢复。故障诊断通常是根据检测设备的信号来判断设备的运行情况。设备诊断过程如表1所示。
表1
由表1 能够看出，在对设备的故障展开诊断的时候，首先需要对诊断对象的原始特征信号展开测试，以取得诊断信号；然后从这些诊断信号之中获得征兆，就是从信号中分离出可以体现特征故障位置和种类的信号；之后再按照模式识别理论处理征兆，展开状态识别。倘若是无故障状态，则可以采用时序模型、滤波等方法展开深入分析，预测即将发生的故障；倘若状态是某一种故障，则可以运用信号分析、模式识别等方法分析故障的产生原因、位置及其类型，然后在这一基础上制定对策，以实现诊断目的，保证设备的正常运行。
故障诊断主要有以下两种测试方式：①故障测试，主要在故障发生之前，这个时候诊断对象处在运行状态，根据预测并及时发现故障的原因而对诊断对象展开的在线测试；②诊断测试，主要是在故障发生之后，这个时候诊断对象处在非运行状态，根据确定故障位置和种类而对诊断对象展开的试验性测试。
3 机电一体化设备故障检测原则
因为机电一体化设备具备的独特特点，因此我们对设备故障的分析应该要转变思维方式。应当要对机电一体化设备作透彻的了解分析，了解各个功能模块框图，依据每个构成部分的功能、工作环境和组合形式，分析故障影响程度和可能的形式，必要的时候可以作故障树分析，按照故障发生的现象，层层分析，把故障形式的逻辑关系以及可靠性相关的因素找出，了解产生故障的根源和实质。机电一体化设备的故障分析诊断法主要有故障树分析法、声检测诊断法、温度检测诊断法、白诊断法（故障指示灯、故障代码、报警等）、压力检测诊断法、振动检测诊断法、时域模型分析法和噪金相检测诊断法等。
在诊断的时候，应当要注意下面几点：①先机后电，因为机械结构的直观性，能够用肉眼看到显著故障现象，如变形、卡死、断裂以及打滑等，因此先从机械部分着手，对机械部分故障进行检查。通常来说，因为机械的工作特点，其是驱动元件及执行元件，更容易出现磨损引起变形而发生失效的现象；②先外后内，由执行元件到控制元件最后到驱动元件依次检查，把故障源头找到；③先主干后枝叶，首先分析主要部件，然后分析次要部件，特别重点分析接口部件和结合部零件。
4 机电一体化设备故障诊断专家系统
目前机电一体化设备发展建设方向慢慢向自动化和人工智能化的方向进步，因此故障检测的专家系统也就应运而生。专家系统有三个基本部分共同构成，就是故障检测数据库系统、用户界面系统以及故障分析推理系统等，根据专家系统的应用，能够更进一步的加强机电一体化设备的建设水准。首先需要把有关的故障信息，比如设备的原始数据信号、征兆、设备状态以及有关信息等储存至数据库之中。如图 2 所示。
图2 故障诊断专家系统流程图
由图 2 能够看出，专家系统的检测主要有两次检测诊断，第一次是对设备展开在线的、实时的以及动态化的诊断，经过在机电一体化设备上装置的传感设备的信号提取，能够从数据库之中获得相应的资料，从而作出简单的诊断，倘若设备发生故障与运行异常，会出现警示提醒，并且自动将检测报告打印出来。第二次诊断是运用离线诊断的形式，检测更加的精密，首先把数据信号储存至数据库之中，根据推理诊断、人工经营分析以及数据库之中的信息，采取正确的保护政策，最后在显示器上显示故障的部位和原因，并给出正确的解决方案。专家系统的采用能够增强故障检测以及排查的效率，而且能够精准的查明故障的类型和性质，在未来必将得到普遍的使用。
5 结束语
综上所述，在对机电一体化设备进行综合分析与故障检修的过程之中，技术人员要全面利用针对性的检修方案和有效的检修技术，提高实际效果和检修效率，某一程度上促进机电一体化设备故障诊断的智能化发展，为机电一体化的可持续发展打下坚实基础。
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论文作者:陈杰金
论文发表刊物:《基层建设》2017年第35期
论文发表时间:2018/4/20
标签：故障论文; 设备论文; 机电一体化论文; 故障诊断论文; 专家系统论文; 发生论文; 技术论文; 《基层建设》2017年第35期论文;