探讨面向机电系统状态监测的现代技术

刘英英（河北顺天电极有限公司,河北涞水074199）

探讨面向机电系统状态监测的现代技术

刘英英
（河北顺天电极有限公司,河北涞水074199）

在科学技术飞速发展的过程中，开始应用一系列的现代技术来检测机电系统的运行状态，并更加科学地诊断故障，如计算机技术、机械电子技术、现代测试技术等。现代化生产和制造技术日趋成熟，必然会出现运行监测和故障诊断技术，通过这些技术的应用，可以促使机电系统运行的安全性得到保障，更加科学的开展维护管理工作。

机电系统；状态监测；现代技术

通过机电系统状态监测与故障诊断技术的应用，可以对潜在于生产系统中的事故隐患有效发现，将设备故障给予及时排除，避免有设备恶性事故出现，否则因为人身伤亡、环境污染等问题，就会带来较大的损失。状态监测和故障诊断技术在实践过程中取得了不错的效果，如今应用范围在不断的扩大。

1状态监测与故障诊断系统的发展

如今状态监测和故障诊断技术日趋成熟，逐渐出现了诸多的监测诊断仪器和系统，有着越来越完善的功能。如振动测量仪器和系统，就包括诸多的功能，如轴心轨迹分析、轴向串动、频谱分析、三维功率谱分析等等。具体来讲，可以从三个方面来划分机电系统状态监测与故障诊断系统：

1.1离线定期监测与诊断系统

本种系统指的是测试人员需要定期、经常地测试各个测点，借助于相关仪器来对信号进行记录和存储，在专用计算机上来处理数据；本类系统不需要较高的成本，可以较为方便地使用，因此早期应用较为广泛。但是本系统的应用，有着比较麻烦的测试，并且突发性故障无法及时解决。

1.2在线监测和离线分析监测系统

本系统主要是将传感器安装于设备上的多个测点中，借助于现场微处理器来采集和处理设备各个测点的数据，状态分析和故障诊断工作由专业人员在主机系统上完成。本种系统不需要对测点频繁更换，检测和报警功能也可以在线实现，但是数据分析和判断工作由专门的工作人员来离线完成。

1.3自动在线监测与诊断系统

借助于本系统，可以对设备的工作状态自动在线监测，并且将出现的故障及时预报出来，处理和分析数据可以在线完成。本系统在比较判断中，将专家经验和相关准则加以应用，智能化程度得到了提升，对于工作人员没有较高要求，只需要经过短暂的培训，就可以正常使用。本类系统具有较多优势，如测点不需要人为更换，专门的测试人员和专业技术人员都是不需要的；但是软硬件有着较大的研制工作量，并且需要较高的应用成本。

2　状态监测与故障诊断技术的进展

2.1信号采集技术

要想更好地监测和诊断机电系统，就需要对相关信号有效采集，而传感器技术则是信号采集技术的重点。通常情况下，结合功能的不同，可以将传感器划分为温度传感器、振动传感器等诸多类型，过去主要是研究传感器硬件，保证其灵敏度、稳定性和抗干扰能力等符合相关要求，但是监测诊断系统日趋复杂，传感器也有着较多的类型和数量，有传感器群形成，这样就需要研究传感器布局；传感器组合方式的不同，可以将不同类型的设备以及设备不同部位的信息提供出来，因此，就需要研究信息融合。

2.2信号分析和处理技术

在机电系统状态监测与诊断技术中，非常重要的一个方面就是信号分析与处理。通常情况下，我们不能直接采用大部分的原始信号，需要借助于信号分析处理技术来分析处理信号，这样方可以将机电系统运动状态反映出来，因此，在本技术中，关键环节就是确定和提取敏感因子。如今，出现了较多的技术来分析和处理机电系统动态信号，如多轴阶比信号分析技术、小波变换方法、混沌分析方法等等。

2.3设备故障诊断方法

在机电系统监测和诊断技术中，核心内容就是故障诊断，通过监测，保证机电系统能够正常稳定的运行。具体来讲，故障诊断就是对出现异常运行状态的机电系统，进行分析，找出故障原因。结合信号类型的差异，我们可以用振声诊断、温度诊断、油液分析、光谱分析等来划分故障诊断技术，因为技术条件等因素的限制，信号经过相应仪器处理后，需要借助于人工分析方法，比如分析油液中颗粒大小和形状等，然后有机联系故障。如今，人工智能技术日趋成熟，故障诊断有着越来越搞得自动化和智能化程度。专家系统借助于人机对话，可以对各种常见故障准确的诊断。对于不确定信息的处理，可以利用模糊理论来完成，因此通常就可以结合专家系统，分别进行先处理和后处理。

3　基于远程网络的异地状态监测与故障诊断技术

计算机通讯技术日趋成熟，计算机网络开始出现，借助于相关的网络协议，来快速准确地传送数据，借助于传输介质，就可以在线、实时监测设备状态，诊断故障，并且资源共享也是可以实现的。在故障监测和诊断中，可以将现代网络技术充分利用过来，连续监测生产设备的重要参数，如数控机床的设备工作参数、电机功率等，并且借助于相关协议，在服务器设备运行状态历史数据库中存储相关数据，这样对于历史数据，远程专家就可以实时监测和查看。同时，也可以科学诊断设备运行状况。如果有设备异常情况出现，那么借助于因特网和手机短信或者其他的无线网络等，可以有效传呼设备工程师和维护专家，以便快速及时的响应和处理设备故障。

4　结语

机电工业是支撑国民经济和社会发展的基础性产业之一，随着我国国民经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，对机电行业的依赖程度也越来越高。将状态监测故障诊断技术应用到机电系统中，可以降低事故发生几率，及时找出运行过程中出现的安全隐患，然后采取相应的措施进行解决，续发损坏也可以得到消除，维护费用成本得到了显著降低，可以促使生产安全性得到保证。在科学技术飞速发展的今天，人们将会更加深入地研究和革新本项技术，并且会更加广泛地应用一系列先进技术，如计算机网络技术、虚拟技术、现代信号处理技术等，以便在更多的行业领域内广泛应用。

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