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机电一体化设备的故障诊断技术

文/孙浩

1 机电一体化设备故障诊断技术原理

机电一体化设备故障诊断技术原理是构建数学模型、数据采集与分析处理。构建数学模型的目的是了解设备参数,从而掌握设备是否处于正常运行状态,这是进行机电一体化设备故障诊断的重要基础,能够有效避免出现设备安全事故,维持设备正常运行。同时,机电一体化设备故障的诊断离不开数据分析的支撑,对数据采集方法的科学性要求较高,如利用传感器收集设备相关参数信息,然后利用计算机进行数据的统计分析与处理,以达到检测一体化设备运行情况的目的。最后,在进行数据处理与分析的过程中,需要注意对原始数据的有效统计,区别整理有效信息与无效信息,并对有效信息进行深入透彻分析。通过分析对比最终得出的数据与设备运行标准间的差异,了解设备运行过程中可能存在的故障。

 

2 机电一体化设备的故障诊断的特点

2.1 零部件较多

零部件较多是机电一体化设备的主要特点,因此机电一体化设备是多重零件和技术元素的集合,这样各部件的衔接功能便起到了设备运转的关键作用,所以只有较高的衔接功能才能适应复杂的机电一体设备运行要求。在日常运行的机电设备诊断时,要想迅速找出零部件故障和确定零部件故障原因来检修机电一体设备是十分困难的工作。因为引起机电一体化设备故障的原因有很多其中最无法判断、也较难确定设备故障原因的便是存在质量问题的机械设备零件故障及电气检测元器件失效。另外在检测中由于在短时间内很多故障问题不明显,暂时不影响机电一体化设备的正常运转所以没出现报警判断;或电气零部件较多,PLC编程时自动化报警不完善,或被设定的某一报警掩盖真实故障,不能做出迅速的报警处理。

2.2 更新速度较快

 在目前的机电一体化设备市场上,机电一体化技术更新速度极快,较快的设备零部件和技术淘汰率给设备的维护带来了较高的难度,另外如果检修人员受到学习和各种条件限制对于新的技术要点如果不能及时掌握就会降低自身处理设备故障的能力和技术水平,因此机电一体化设备对维修的技术专家和设备的使用寿命要求都提出了新的挑战。

 

3 诊断机电一体化设备的原则和目的

3.1 关于诊断机械设备故障的目的

一方面提高机电设备正常运转时间,降低设备故障时间是对机电设备进行故障诊断的根本目的,另一个方面通过良好的检测故障手段发现故障保证机电设备得到及时的预见性修理,从而大大降低机电设备出现故障停机的概率,发挥最大的经济效益是又一直接目的。总之,通过诊断机械故障和实时检测工作能够预防、诊断和记录即将发生和已经发生的设备故障问题,并为后期设备维护检修工作提供依据和参考,此举有利于减少设备运行时间时间和设备维护所需人力成本的消耗。

3.2 机电设备诊断故障的原则首先,要仔细认真了解关于机电一体化设备的参数和性能,在诊断之前就要正确理解相关的概念;其次,诊断时机电一体设备的各部件之间、人为因素以及工作环境都是检测和诊断人员应该具体分析的问题,通过排除层层因素的困扰最后找到已经存在的或者预见性故障;最后,检测原则可遵循先外后内的顺序,物理层面影响设备运转的因素可先排查,设备的其它元件和零部件排查可紧随其后,这样可以大大降低元件因物理因素而遭受不必要的损耗。

 

4 机电一体化设备的故障诊断方法分析

4.1 机电一体化设备故障诊断操作步骤

首先,作为设备维护检修人员要明确设备运行原理,在诊断前要正确理解相关概念;其次,诊断时要首先排除人为因素造成的设备安全限制被触发及多发性故障造成的停机,然后根据设备故障表面原因分析是否为机械零部件及相关构件故障或检测传感器的有效性的确定;最后根据设备控制原理确认电控系统内部元器件问题。诊断的步骤由先排除人为错误操作,再确认机械零部件缺陷或损坏,最后排除电控系统内部问题。并根据诊断过程记录故障诊断及处理方法。为后续的设备维护做好资料储备。

4.2 机电一体化设备故障诊断技术

4.2.1 设备油液磨损需要准确识别

这种识别技术在诊断和检测中应用较为常见也很直观,发生油液磨损的位置主要通过油液对设备的运行影响、机械设备自身的物理状态和油液具体成分来判断和确定。

4.2.2 分类检测故障技术

非破坏性和破坏性故障是对机电设备运行和零部件检测的主要分类。但需要前期设备运行数据的支持,在针对故障检测过程中,通过具体的故障分类有助于检测和维修人员迅速判断故障的原因和位置,此举对机电设备运行影响较大的问题便能得到优先处理,使不必要的损失尽可能的降低。

4.2.3 检测设备参数的技术

固定的参数是每一个机电一体化设备的特点,固有的参数会伴随每一个零部件。例如机械设备运行中发生的振动频率和相关数据是机械传动零部件损害程度的判断依据;,这项技术由于其简便的操作性和较高的准确率是一项特别值得应用和推广的技术。

4.2.4 在线和离线诊断技术

设备出现故障以往经常采用离线诊断。随着信息技术的应用和发展,目前在线诊断对于发现故障的时效性来讲更加的实用和可靠,在机电一体化设备及设备电控系统中比重越来越大,针对工厂大中型自动化控制设备基本属于全覆盖应用。模型解析法、信号处理法等是诊断故障的在线技术的具体方法,这其中不需要运用数学模型而采用相应传感器及PLC固定模块的方法更为便捷也是越来越普遍的方法。

4.2.5 专家系统诊断故障

检测故障的数据库系统、推理分析系统和用户界面系统共同构成了专家系统的基础组成部分。通过应用专家系统,机电一体化设备建设水平便能够获得进一步的增强。专家系统诊断故障本质上是信息技术手段进行推理诊断和传感器检测的应用,这种技术和手段的应用以新型的、智能的机电设备一体化系统为基础,应用该系统进行故障检测的设备在故障排查中的效率和准确性明显上升,减少设备维护的高层次人力成本,且最大限度的降低设备非正常运行时间,截至目前专家系统诊断故障技术是最先进的检测技术。

 

结语

机电设备维修人员通过及时有效的诊断故障技术应用能够迅速判断发生故障的部位或者原因,只有及时地维护设备才能提高设备的正常运转,将经济效益最大化。在人工智能和信息技术迅速发展和应用的态势下,电子信息检验技术正逐步取代了经验检测技术,为机电设备技术水平的前进和社会的发展奠定了良好的基础。

 

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