故障診斷技術(shù)在機(jī)電設(shè)備維修中的應(yīng)用研究

馮振業(yè)

摘 要：在長時間使用中機(jī)電設(shè)備可能會出現(xiàn)各種故障，如設(shè)備超負(fù)荷、設(shè)備零件損壞和老化等造成的故障。通過故障診斷技術(shù)，能夠快速、準(zhǔn)確找出機(jī)電設(shè)備故障的位置及原因，完成設(shè)備的維修。當(dāng)前，應(yīng)用較為廣泛的故障診斷技術(shù)有智能檢測技術(shù)、參考故障記錄診斷法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷技術(shù)等。文章先闡述了故障診斷技術(shù)的原理與優(yōu)勢，然后具體探討了當(dāng)前機(jī)電設(shè)備維修中故障診斷技術(shù)的具有應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：機(jī)電設(shè)備;故障診斷技術(shù);人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷技術(shù)

引言

機(jī)電設(shè)備在長期使用中，在內(nèi)外部諸多因素的影響下，難免會發(fā)生一些故障問題，并且很多故障問題都存在較大的維修難度，最終可能唯有更換設(shè)備。伴隨現(xiàn)代化信息技術(shù)的日益發(fā)展，進(jìn)一步優(yōu)化、完善了故障診斷與維修技術(shù)，當(dāng)機(jī)電設(shè)備發(fā)生故障時能展開精準(zhǔn)診斷，通過應(yīng)用故障診斷技術(shù)，針對性處理故障問題，使機(jī)電設(shè)備的應(yīng)用質(zhì)量得到良好保證，提高生產(chǎn)水平。

一、故障診斷技術(shù)的原理與優(yōu)勢

人工經(jīng)驗(yàn)法是過去機(jī)電設(shè)備故障診斷采用的主要方法。這種方法是相關(guān)人員結(jié)合過去的機(jī)電設(shè)備維修經(jīng)驗(yàn)，完成機(jī)電設(shè)備故障位置及原因的判斷。此種方法有著較大的局限性，其一需要維修人員具有豐富的工作經(jīng)驗(yàn)，其二無法快速診斷設(shè)備故障，診斷效率不佳。為了良好保證機(jī)電設(shè)備的故障診斷效率，就應(yīng)加強(qiáng)故障診斷技術(shù)的應(yīng)用。

所謂故障診斷技術(shù)，主要是結(jié)合設(shè)備運(yùn)行中產(chǎn)生的一些參數(shù)，完成機(jī)電設(shè)備故障位置及原因的判斷，是伴隨信息技術(shù)快速發(fā)展而衍生的一種診斷決策技術(shù)。故障診斷技術(shù)的主要流程是信息采集、特征提取、狀態(tài)識別及診斷決策，具體見圖1 [1]。

故障診斷技術(shù)的重中之重即為信息采集，主要是將傳感器安裝在機(jī)電設(shè)備上實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。一般采集的信息有電壓、電流、轉(zhuǎn)速及溫度等設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信號。如果設(shè)備運(yùn)行出現(xiàn)異常，上述狀態(tài)也會出現(xiàn)明顯變化。完成信息采集后，會對具有價值的信息進(jìn)行提取。設(shè)備出現(xiàn)故障，也會相應(yīng)改變某些狀態(tài)，比如電流增加到額定值的數(shù)倍、轉(zhuǎn)速突然升高等。對此，可通過對這些量的變化特征進(jìn)行提取，完成故障原因的判斷。對故障狀態(tài)體征提取之后，就能實(shí)現(xiàn)故障成因的有效識別。同時，識別故障位置與原因，需要匹配故障數(shù)據(jù)庫內(nèi)的故障類型，這就對數(shù)據(jù)庫的完整度有著較高要求。數(shù)據(jù)庫內(nèi)含有越多越詳細(xì)的故障類型，也就能夠越加精準(zhǔn)地識別故障原因及類型。在識別故障后，還要給出可行的維修方案，來保證維修快速進(jìn)行，這就要利用一些決策算法。

綜上分析，在機(jī)電設(shè)備故障維修中故障診斷技術(shù)的主要具有如下優(yōu)勢：第一，實(shí)現(xiàn)設(shè)備故障的及早發(fā)現(xiàn)，防止發(fā)生機(jī)電安全事故。故障診斷技術(shù)具有信息采集功能，能夠?qū)υO(shè)備運(yùn)行狀態(tài)做實(shí)時觀察，若有故障出現(xiàn)，就能夠快速做出反應(yīng)。第二，使用數(shù)據(jù)庫對比的方法診斷故障，具有更高的靈敏性，且對機(jī)電設(shè)備維修人員的要求也有所降低。第三，能夠快速維修故障，依托自帶的決策系統(tǒng)，可以迅速給出可行的維修方案，使設(shè)備維修效率顯著提升。

二、機(jī)電設(shè)備維修中故障診斷技術(shù)的相關(guān)應(yīng)用

（一）人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷技術(shù)

通過近年來相關(guān)人員的不斷研究，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷技術(shù)得到較大改良，能夠更為精準(zhǔn)地判斷機(jī)電設(shè)備故障。這項技術(shù)重點(diǎn)是感應(yīng)檢測機(jī)電設(shè)備出現(xiàn)故障時產(chǎn)生的非線性映射關(guān)系，再系統(tǒng)分析這種關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)電設(shè)備故障位置及原因的確定。同時，在設(shè)備維修檢測中，應(yīng)用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷技術(shù)，能夠?qū)撛诘墓收咸崆皺z測出來。

（二）參考故障記錄診斷法

在長時間的設(shè)備使用過程中，不可避免會遇到各種各樣的故障，但故障的產(chǎn)生并非是無跡可尋的。在發(fā)生設(shè)備故障的時候，可以借助故障診斷技術(shù)精準(zhǔn)找出故障的位置與原因，同時，也能夠記錄與保存機(jī)電設(shè)備故障的原因及維修措施[2]。如此一來，當(dāng)故障再次出現(xiàn)的時候，通過對設(shè)備故障記錄冊的翻查，查看是否此次設(shè)備故障存在和之前故障類似的癥狀，若有著相同的故障癥狀，就不用再重新診斷與檢測，使機(jī)電設(shè)備維修的時間、成本得到有效節(jié)約。同時，具體維修按照記錄冊所記載的開展，進(jìn)而使維修效率得到良好保障。

（三）智能檢測故障診斷技術(shù)

智能故障診斷技術(shù)所具有的優(yōu)勢更為明顯，更符合時代發(fā)展特征。智能故障診斷技術(shù)主要包含了失效樹分析、診斷專家系統(tǒng)、模糊技術(shù)、模式識別及灰色理論等。其中診斷專家系統(tǒng)可作為平臺，結(jié)合其他幾種診斷技術(shù)構(gòu)成智能故障診斷系統(tǒng)。所以，通常我們所說的電子設(shè)備智能故障診斷技術(shù)便是診斷專家系統(tǒng)。診斷專家系統(tǒng)包含了解釋機(jī)、綜合數(shù)據(jù)庫、知識庫及推理機(jī)等較多內(nèi)容。尤其是推理機(jī)，是診斷專家系統(tǒng)十分關(guān)鍵的一部分。其作用主要體現(xiàn)在，能充分調(diào)動知識展開邏輯性判斷。在需通過數(shù)據(jù)處理的診斷專家系統(tǒng)中，推理機(jī)想要獲得工作進(jìn)程，就要依靠相應(yīng)數(shù)值。在需依托符合處理的診斷專家系統(tǒng)中，推理機(jī)在狀態(tài)搜索與邏輯分析中，是運(yùn)用的符合匹配形式。當(dāng)前推理機(jī)所主要使用的推理機(jī)制，是正反向和混合推理，一般反向推理運(yùn)用于驗(yàn)證邏輯推理真?zhèn)危蛲评磉\(yùn)用于邏輯推理的假設(shè)。發(fā)生故障之后，技術(shù)人員能夠借助智能化技術(shù)精準(zhǔn)、全面地分析和處理故障，使電氣設(shè)備診斷效率大大提升，從而使電力工程的穩(wěn)定性、安全性得到良好保障。

（四）傳感器故障診斷技術(shù)

傳感器故障診斷技術(shù)，也是機(jī)電設(shè)備維修的一項重要技術(shù)。其擁有著顯著的優(yōu)勢，如快速、及時、靈敏、準(zhǔn)確等。傳感器技術(shù)通過在齒輪傳動箱、軸承等多個部位安裝壓力、溫度傳感器，能夠?qū)υO(shè)備參數(shù)的變化情況做直接監(jiān)測[3]。在持續(xù)監(jiān)測機(jī)電設(shè)備某部位的壓力、溫度等情況的時候，對每個時段壓力和溫度的變化情況進(jìn)行記錄，設(shè)備檢修人員可測試機(jī)電設(shè)備中的溫度、壓力，并和機(jī)電設(shè)備的基本信息相對比，進(jìn)而將機(jī)電設(shè)備中的異常數(shù)據(jù)參數(shù)找出，如此，就能實(shí)現(xiàn)機(jī)電設(shè)備故障原因的精準(zhǔn)判斷。

（五）綠色診斷技術(shù)

這項技術(shù)主要目的是，減小或消除因維修活動導(dǎo)致的能源污染或損耗，包含了綠色化的清潔技術(shù)、工藝技術(shù)、材料技術(shù)及診斷技術(shù)等多方面內(nèi)容。該技術(shù)強(qiáng)調(diào)不可盲目維修、不當(dāng)維修、過度維修，要結(jié)合機(jī)電設(shè)備的具體情況采用相應(yīng)維修手段。同時，在滿足機(jī)電設(shè)備各項功能要求的前提下，還要保證應(yīng)用的材料無污染、低能耗，具有良好環(huán)境兼容性。綠色化維修技術(shù)主要包含了如下幾種手段：第一，自修復(fù)技術(shù)，此技術(shù)是將多種超細(xì)礦物質(zhì)混合材料加入機(jī)電設(shè)備，通過外力影響，如催化劑、摩擦力等，逐漸擴(kuò)散至機(jī)電設(shè)備受損部位，完成自我修復(fù)。第二，模塊化拆卸技術(shù)，此技術(shù)有助于拆卸效率的顯著提升，有益于資源利用率的提升。第三，虛擬維修技術(shù)，借助計算機(jī)設(shè)備3D模擬機(jī)電設(shè)備可能發(fā)生的故障問題，以實(shí)現(xiàn)設(shè)備維修效率及效果的提升。

結(jié)語

總之，在長期使用中機(jī)電設(shè)備難免會出現(xiàn)各種故障，但企業(yè)可采用一定技術(shù)方法，來有效降低故障的出現(xiàn)幾率，提高維修效率，避免故障影響程度加深，保證正常的生產(chǎn)活動。但每種技術(shù)方法都具有自身特點(diǎn)，在實(shí)際使用時要結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行合理選擇及應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉寅琴.電廠機(jī)電設(shè)備維修管理模式及應(yīng)用發(fā)展分析[C]//2020萬知科學(xué)發(fā)展論壇論文集（智慧工程三）.2020.

[2]何佳.機(jī)電設(shè)備維護(hù)維修與管理的創(chuàng)新與發(fā)展[J].產(chǎn)城（上半月），2020（2）：16.

[3]龐振華.煤礦機(jī)電設(shè)備故障診斷及維修技術(shù)淺探[J].石化技術(shù)，2020，027（001）：242-244.

[4]袁耀輝.機(jī)電設(shè)備故障診斷及維修技術(shù)研究[J].名城繪，2020（3）：33.