機械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障智能化診斷技術(shù)分析

1、機械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障智能化診斷技術(shù)分析摘要：隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，故障智能化診斷技術(shù)得到了快速發(fā)展。利用 設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測能夠定量、定性的掌握設(shè)備運行狀態(tài)，從而預(yù)測設(shè)備可靠性，對于 故障情況進行識別、判斷，工業(yè)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)主要的功能體現(xiàn)在生產(chǎn)數(shù)據(jù)采 集、設(shè)備監(jiān)控、生產(chǎn)信息報表。隨著我國制造行業(yè)的快速發(fā)展，機械設(shè)備應(yīng)用量 不斷增加，其運行情況直接影響著行業(yè)的發(fā)展。所以需要加強機械設(shè)備運行情況 的監(jiān)測和診斷，通過現(xiàn)代化的設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測以及故障智能化診斷技術(shù)及時掌握設(shè) 備運行情況，從而保證設(shè)備的全面受控，實現(xiàn)設(shè)備預(yù)知維修，確保機械設(shè)備的良 好運行。關(guān)鍵詞：機械設(shè)備；狀態(tài)監(jiān)測；故障智能化診斷1機械設(shè)

2、備狀態(tài)監(jiān)測與故障智能化診斷技術(shù)概述1.1單機監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)所謂的單機監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)主要就是指整個狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷系統(tǒng)中 用于單個機械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測以及故障診斷的子系統(tǒng)。主要在相應(yīng)單機設(shè)備中配置 智能化監(jiān)控儀器來實現(xiàn)相應(yīng)功能，包括：第一，對于單個機械設(shè)備運行狀態(tài)以及故障信息進行監(jiān)測，同時將相應(yīng)數(shù)據(jù) 傳輸?shù)秸麄€故障診斷系統(tǒng)中，若是系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)某些異常問題就會發(fā)出相應(yīng)報警信息;第二，能夠接收整個故障診斷系統(tǒng)發(fā)送的診斷決策數(shù)據(jù)。每臺機械設(shè)備中都 配置了單機監(jiān)測以及故障診斷系統(tǒng)，這是狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷最為重要的環(huán)節(jié)。 所以要確保系統(tǒng)的精準(zhǔn)性，能夠?qū)崟r掌握機械設(shè)備運行數(shù)據(jù)情況，并且可以將數(shù) 據(jù)及時準(zhǔn)確

3、的傳送給故障診斷系統(tǒng)。1.2機群監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)機群監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)最主要的作用就在于故障的診斷以及決策，其具體 操作方式為：接收單個機械設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)信息并實施分析處理，明確單個機械 設(shè)備故障原因，制定故障解決策略，將其反饋給單個機械設(shè)備以便實施維修。同 時能夠?qū)收舷鄳?yīng)原始數(shù)據(jù)以及相應(yīng)診斷結(jié)果進行記錄。隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，智能化已經(jīng)成為了故障診斷技術(shù)的發(fā)展方向，目 前較為常用的故障智能化診斷技術(shù)主要為專家系統(tǒng)（ES）以及人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 兩種。機械設(shè)備具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)形式，再加上應(yīng)用場合的多元化就造成了其故障 原因的多樣性，所以需要通過非常專業(yè)的知識以及實踐經(jīng)驗來對故障進行準(zhǔn)確判 斷，所

4、以最好采取專家系統(tǒng)的方式進行機群狀態(tài)監(jiān)測以及故障診斷。以專家系統(tǒng) 為基礎(chǔ)的機群故障診斷系統(tǒng)主要包括解碼程序、專家系統(tǒng)、接口程序、數(shù)據(jù)庫等 幾個部分，其中解碼程序主要是將機械設(shè)備的初始狀態(tài)參數(shù)以及故障信息進行編 碼以及解碼，同時要將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成為統(tǒng)一的輸入制式；數(shù)據(jù)庫主要包括“原始信息 數(shù)據(jù)庫以及故障診斷信息數(shù)據(jù)庫兩種類型，其中原始信息數(shù)據(jù)庫主要進行單個 機械故障信息和故障診斷結(jié)果的存放。1.3通信系統(tǒng)通信系統(tǒng)的作用在于監(jiān)控單個機械設(shè)備的運行狀態(tài)，同時實現(xiàn)故障診斷子系 統(tǒng)和機群故障診斷系統(tǒng)的通信。從目前來看，無線通信系統(tǒng)得到了較大發(fā)展且不 斷趨于完善，具有非常顯著的優(yōu)勢，所以在機械機群狀態(tài)監(jiān)測以及

5、故障智能化診 斷方面得到了非常廣泛的應(yīng)用，能夠滿足機械維護自動化以及智能化的發(fā)展需要。2機械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障智能化診斷技術(shù)的實現(xiàn)2.1機械設(shè)備的單機改造所謂的機械設(shè)備單機改造主要就是指在單機設(shè)備上設(shè)置監(jiān)測以及故障診斷系 統(tǒng)，能夠?qū)螜C設(shè)備的運行情況實施監(jiān)控，能夠?qū)υO(shè)備故障實施智能化診斷。一 般情況下，在設(shè)備單機改造時采取的往往是基于CAN總線的上位機、下位機架構(gòu)。第一，單機監(jiān)測和故障診斷系統(tǒng)下位機。對于單機監(jiān)測和故障診斷系統(tǒng)來說， 通過下位機能夠獲取單個機械設(shè)備運行情況，同時將其傳送給上位機?？刂破魇?單機監(jiān)測和故障診斷系統(tǒng)的核心，其容易受到工作中溫度、濕度、振動等方面的 影響，所以要保證其

6、具有良好穩(wěn)定性。Epee3G+是較為常用的控制器，其具有較高性能的微處理器，具有較好的可 靠性。在單個機械設(shè)備關(guān)鍵位置安裝傳感器，能夠?qū)崟r獲取工程機械的狀態(tài)參數(shù)， 并且利用CAN總線通訊使得下位機和上位機進行通信。第二，單機監(jiān)測和故障診斷系統(tǒng)上位機。對于單機監(jiān)測和故障診斷系統(tǒng)來說， 嵌入式微處理器以及實時操作系統(tǒng)是最為關(guān)鍵的部件，要以此實施接口以及外部 設(shè)備的擴展。外部接口功能主要有：人工輸入故障信息、獲取下位機采集的單個 機械設(shè)備運行狀態(tài)參數(shù)、和通訊模塊以及GPS模塊進行連接、進行程序以及數(shù)據(jù) 的傳輸?shù)鹊?。將QC/OS-II作為上位機實時操作系統(tǒng)內(nèi)核，制定出滿足機械狀態(tài)監(jiān) 測和故障智能化診斷

7、的操作系統(tǒng)，確保其具有反應(yīng)靈敏、應(yīng)用程序獨立等相應(yīng)特 點。第三，GSM/GPRS無線通信系統(tǒng)的實現(xiàn)。GSM/GPRS無線通信系統(tǒng)是機械設(shè) 備狀態(tài)監(jiān)測和故障智能化診斷較為常用的方式，具體操作為：在單個機械設(shè)備和 機群故障診斷系統(tǒng)中設(shè)置GSM/GPRS模塊，單個機械通信模塊利用RS-232串行接 口和單機監(jiān)測以及故障診斷系統(tǒng)進行連接，機群故障診斷系統(tǒng)通信模塊利用RS- 232 串行接口和PC機進行連接。2.2 GPS定位系統(tǒng)實現(xiàn)從目前情況來看，GPS定位是應(yīng)用最為廣泛的定位技術(shù)之一，主要就是通過 衛(wèi)星坐標(biāo)以及衛(wèi)星到接收機的距離來確定待測點的位置。該系統(tǒng)具有較高的定位 精度，能夠進行24小時工作。在

8、充分考慮定位精度以及實現(xiàn)成本等內(nèi)容基礎(chǔ)上 可以制定兩種定位方案，分別為：5m左右的低精度定位、亞米級的高精度定位。 GPS接收機可以利用RS232接口進行信號的傳輸，可以利用串行接口連接單機監(jiān) 測和故障診斷系統(tǒng)上位機。2.3機群故障診斷中心實現(xiàn)一般情況下，機群故障診斷系統(tǒng)都設(shè)置在施工現(xiàn)場當(dāng)中，其作用在于分析、 診斷機械設(shè)備的故障信息，同時制定出解決方法，利用通信系統(tǒng)將解決方式發(fā)送 到單機。所有的機械故障信息都要利用機群故障診斷系統(tǒng)進行處理，所以要確保 此系統(tǒng)具有較強的運算性能，同時要具有較強的通信能力才可以實現(xiàn)進行高精度 的診斷決策。通常情況下可以采取如下方式實現(xiàn)機群故障診斷系統(tǒng)的構(gòu)建：第一，設(shè)置一臺服務(wù)器用于存儲機群故障診斷系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，同時連接整個系 統(tǒng)以及單個機械設(shè)備；第二，設(shè)置不同的計算機用于實現(xiàn)通信、監(jiān)測運行狀態(tài)、故障診斷等等功能；第三，利用網(wǎng)絡(luò)將各個計算機連接形成高速局域網(wǎng)，保證通信速度以及穩(wěn)定 性，利用電子地圖的方式直觀顯示機械設(shè)備的分布情況以及運行狀態(tài)。3結(jié)束語本文主要分析了機械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測和故障智能化診斷等方面的技術(shù)，通過本文的介紹能夠?qū)C械設(shè)備監(jiān)測和故障診斷提供一定參考和幫助。參考文獻尹明賢.工程機械狀態(tài)監(jiān)測與故障智能化診斷系統(tǒng)研究J.四川水泥，2019 （02）： 15-17.楊東哲，汪利，謝友柏.基于微處理器的智能化旋轉(zhuǎn)機械狀態(tài)監(jiān)測與故