机械制造设备远程监控与故障诊断技术探析

刘献军

摘 要：机械制造设备的工作环境主要是在室外环境中，这意味着机械设备在外加工制造作业时经常会受到外界的环境和天气因素的影响。当受到外界各种因素影响后通常会影响到机械设备的运作。为了解决这个问题，我们为机械设备加上监控设备，从而实现能够在第一时间内发现机械运行出现的问题，并及时解决。

关键词：机械制造设备；故障诊断；远程监控

1 对机械制造设备进行远程监控的原理

对机械设备进行远程监控主要由3个部分组成，主要包括采集终端、监控终端和远程监控终端。

1.1 采集终端

采集终端主要是负责对机械制造设备的现场数据进行采集，并且对现场机械设备的运行状况进行汇报，因此采集终端必须能够放到机械加工制造的工作地点。考虑到采集终端会处于与机械制造设备相同的工作环境，同样会受到外界环境和天气因素的影响，采集终端的设计必须能够经受得住各种干扰。采集终端的需要满足的两个主要任务是：一能够为企业和机械制造设备建立联系；二能够为机械设备和机械设备的控制系统建立联系。同时，还要为采集终端附加一个功能就是能够实现机械设备故障分析功能。

1.2 监控终端

监控终端分为远程监控终端及本地监控终端两种。远程监控终端主要用于监控设备通过互联网连接到计算机；本地监控终端是为了实现监控设备通过局域网连接到计算机。两者相互合作，才能实现对机械制造设备的全程监控，也能为出现的基本故障进行一定的判断分析并能分类发送给相应的工人或专家来解决。

1.3 本地诊断

当机械制造设备由于某些原因而不能正常工作并被检测到时，机械设备下面安装好的信息采集设备就会对故障信息进行采集、分析及传输，这些信息就会被传达给故障分析系统，故障分析系统收到信息后就会立即进行分析并诊断，排除一些原因后，得出机械设备运行故障的具体原因。

1.4 异地诊断

异地诊断是由实时诊断和Email诊断这两种诊断模式构成的。由于其中存在着一定的差别，实时诊断就意味着对于诊断的过程可以是由专家通过网络进行连线讨论的，并且通过实时监测，还可以得出综合的诊断结论，最后通过Email的方式把最后的结果传输回现场。而采用Email这种方式只能是诊断专家根据从现场传输回来的数据，凭借自己的经验进行推测，这样的结果的准确性比较差。

2 远程监控和故障诊断实现的技术

2.1 数据的压缩和传输

机械制造设备的远程监控与故障诊断功能，在监控的过程中需要储存和传输大量的数据和图像，这些数据信息在进行传输的过程中需要消耗大量的成本。所以，要想在完整传输图像、声音等数据的基础之上，尽可能地缩小数据在传输过程当中的损耗，就需要对数据进行压缩，从而使得数据在传输的过程中的损耗降到最低。

2.2 诊断系统的开放性

机械制造设备的远程诊断和传统的机械诊断分析有着本质上的区别：传统上的机械设备诊断所配备的知识库是封闭或半封闭式的，其中的内容仅限于设计者的输入和修改。而对于目前的远程诊断而言，它所配备的知识库全部都是以Web数据库为核心的，这是一个开放型的数据结构。因此在远程诊断设备应用之初设计者仅仅需要设计制作一个基本的知识框架就可以，当对远程诊断设备进行维修和构造时，不仅仅设计人员可以参与，广大用户也可以参与进来。因此实现机械制造设备远程诊断的关键就是怎样设计出开放式的诊断系统。

2.3 虚拟现实技术

通常情况下，为了实现系统状态的生动形象的表达，我们也可以结合使用多媒体及虚拟现实技术来实现。虚拟现实技术具有沉浸性和交互性的突出特点，虚拟现实技术的工作原理是对现实场景实现情景再现，就是把机械设备发生的变化以三维图形的方式形象地表现出来，从而在机械制造设备的实际工作中发挥作用。当前，世界上通用的互联网虚拟现实的语言标准是VRML2.0，在此语言标准和虚拟的建模工具的帮助之下，对需要进行远程诊断的设备进行诊断，然后通过互联网再把这些故障真实地反映出来，最终确保远程诊断的准确性。

3 结束语

通过以上的分析可以得出，在计算机技术飞速发展的今天，为机械制造设备设计远程监控系统能够有效地避免机械设备出现的故障，并且远程诊断系统还可以通过多个专家和系统对出现的故障进行及时的诊断，提高了故障诊断的准确性，从而大大减少了对故障设备进行检查和维修的时间，并且还可以扩大设备和系统之间的数据共享范围和故障诊断知识，从而使得工厂的经济效益大大提高。

由于计算机技术的普及，网络安全越来越受到威胁，网络安全已经成为信息技术发展路上的一个非常严重的障碍，对于远程诊断来说，一个非常重要的目的就是保障诊断信息的安全性，只有在相对安全的网络环境之下，才能对机械制造设备进行远程诊断，这样诊断的数据才会有现实意义。因此，在设计远程诊断系统之初，就要考虑整个系统的安全性，并进行全面的考察，这样才能保证网络信息的完整和保密。最通常的做法是，对需要网络传输的数据进行加密、防火墙或者添加口令系统等技术，来实现网络数据的绝密、安全传输。

参考文献

[1]王海.制造装备远程监控故障诊断系统研究[D].东北大学，2012.

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（作者单位：河北德鹏机械设备有限公司）