机械设备远程监控与故障诊断技术分析

陈惠清

（广西梧州市山王拖拉机制造有限公司，广西 梧州 543100）

机械设备远程监控与故障诊断技术分析

陈惠清

（广西梧州市山王拖拉机制造有限公司，广西 梧州 543100）

近年来随着各种形式的机械设备被不断的应用，机械设备远程监控与故障诊断已经发展成为一门独立的学科。其中涉及到远程监控网络的技术支持，也设及到相应的故障诊断分析，是一门比较综合的学科。从实际的行业状况来说，这方面技术的应用还存在许多难题，还需要对基于 Internet的机械设备远程监控技术进行研究，这样才能够提高这方面技术应用的总体稳定性。本文根据笔者的经验对当下存在于机械设备远程监控与故障诊断技术中的问题进行了总结。

机械设备；远程监控；故障诊断；技术分析

随着制造业的发展，机械设备的远程监控与故障诊断越来越受到重视。虽然说针对于这方面的技术研究一直有新的突破，但是随着机械制造业的需求不断增加，也遇到新的问题。因此如何从技术角度改变这部分的工作模式，进而推动设备远程监控与故障诊断技术的应用就成了要面对的一个问题。

1 机械设备远程监控与故障诊断技术的基本原理

1.1 总体结构

现在常用的机械设备远程监控与故障针对分析系统大致上可以分为三个结构：远程诊断中心、现场监测子系统、数据通信网络。

首先要说的是远程诊断中心，它的决策个体可以是人，即对某一领域的机械设备故障问题有研究的专家，同样也可以是预先编写的决策系统。远程诊断中心的工作任务就是在监测信息经由现场监测系统以及企业局域网等部件到达诊断中心之后，对这些信息进行处理。处理之后将诊断结构按照收集信息的路径逆向传递给现场监测子系统，根据实际的需求不同，可以是单点决策，也就是说一个系统中的监测信息由一位专家或者一套决策系统负责处理。也同样可以是多点决策，即由多位专家或者多套决策系统联合对监测信息进行处理。此外远程诊断中心还可以保存特定设备从当前开始到一个固定时间点的设备运行数据，这能够方便从纵向的角度来考察机械设备的总体性能。借助于诊断中心判断的故障类型，可以对操作以及维修人员进行必要的技术培训，这能够减少以后的工作中出现失误的概率。最后也是最重要的一点，因为诊断系统是从多个角度对设备的运行状态进行评估，能够保证其诊断结构的客观性。

其次是现场监测子系统，这一部分主要由信息采集系统、工控部件以及相关的信息采集软件构成，它的工作任务就是借助于用户界面诊断系统的作用，对机械设备的运行状态进行监测，并且最终与监测报表的形式将监测结果呈现给远程诊断中心。值得注意的是，它可以对监测信息进行初步的处理，以便于减少后期远程监控与故障诊断系统的工作量。

最后要说的是数据通信网络，这一部分可以被看做是网络通信系统的扩展，就是说将若干个数据通信系统串联或者并联之后得到的通信网络，主要用户监测信息以及诊断结构的上下传输。主要由终端、数据电路以及计算机部件三个部分构成。

1.2 工作模式

机械设备远程监控与故障诊断系统主要有两种工作模式：本地诊断和异地远程诊断。

本地诊断是指的在监测对象或者现场监测子系统发生故障之后，借助于安装在监测对象底层的信息采集装置可以对基本的故障信息进行采集并且进行初步的分析，最后发送给诊断推理机。以此来分析出故障原因，当然这是最传统的设备故障诊断方式，随着设备技术的革新已经有很多故障通过这种方式并不是很好的识别。如果出现这种情况，那么就只能借助于异地远程诊断来排除故障。

异地远程诊断可以分为：实时诊断和 Email诊断。实时诊断因为给了相关专家借助于网络视频相互讨论的机会所以更有推广意义，而且这种诊断方式也可以更直观的感受设备的总体状况。Email诊断能够参考的也只有信息采集系统收集上来的监测信息，实时诊断的工作过程：首先现场监测子系统会将收集到的故障信息以及申请专家诊断的报告传递至远程诊断中心，由系统判定最佳的诊断时间之后通知相应的专家及时到位。其次由诊断专家对收集上来的信息进行综合分析和评估，并且将评估的结果发送到设备现场。

2 机械设备远程监控与故障诊断的关键技术

为了提高机械设备远程监控与诊断系统的稳定性，还需要从以下关键技术之中进行分析。

2.1 数据库技术

一般情况下远程诊断中心所需要的知识和数据信息，都会借助于数据库技术存放于web服务器中，而用户在需要这些数据的时候就可以通过客户端进行 web浏览器登陆来调取这部分数据。然后在用户调取数据，也就是在服务器与数据库进行沟通的过程中还会用到一个叫做“MIDDLEWARE”部件，我们通常将其称之为“中间件”，这是保证服务器与数据库之间连接稳定的关键部件。目前这一部件通常有以下几种方法：首先要说的是基于服务器描述脚本的方法，这种方法不需要编写 CGI程序，是利用专门的DBSever来实现数据库与服务器之间的连接的。在这个过程中相关工作人员扮演的角色就是编写出相关数据的查询脚本，并且将其嵌入 HTML之中，所以说这种方法的操作较为简单。其次要说的是基于服务器应用程序的方法，这种方法需要事先在 web服务器之中编写相应的程序，借此来实现服务器与数据库之间的数据沟通常用的有PHP等沟通方式。

2.2 数据压缩与传输技术

从远程监控与诊断设备的工作过程我们可以看出，要想对一个故障做出判断需要收集大量的数据，其中报告文字、声音、图像以及表格等资料。如果需要进行远距离的数据传输，又没有合格的数据压缩技术的话是很容易增加系统运行的整体成本的，而且还会增加诊断系统的整体损耗。所以说对数据压缩与传输技术进行研究就显得非常重要了，我们要做到在保证数据不失真的前提下对数据进行高效的传输。而要做到这一点就需要数字信号、视频信号以及音频信号等等所规定的传输速率，这样才能够保证所有数据的稳定性。经过测算如果数码传输率在 384kbs以上，就能够达到理想的传输效果，所以目前主要采取专线以及综合业务数字网这两种形式对数据进行传输。

2.3 系统的开放性

其实从技术的角度来说，现在机械设备远程监控与故障判断技术分析中所采用的远程决策系统与过去的专家决策诊断系统是存在很大的区别的。过去专家决策诊断系统进行决策的参考是封闭或者半封闭的知识库，系统的设计者或者维护者只需要对数据库中的知识进行修改就可以达到维护系统稳定运行的目的。而远程决策系统之中，不管决策对象是相关行业内的专家，还是预先编制的决策系统，它都具有开放性的特点，其整体是基于 web数据库的开放数据结构。在整个系统中知识库的构造与维护除了设计者，还需要用户来完成。只有真正保证系统整体的开放性，才能够真正降低机械设备远程监控与故障诊断技术的应用难度。

2.4 标准化研究

因为设计远程监控与故障诊断系统的目的就是为了对机械设备的运行进行远程监督，所以说保证整体系统各个部件的标准化具有非常重要的意义。这也是实现故障的诊断以及理论共享的重要基础，具体来说数据传输与通信的标准化，故障分析的标准化以及软件设计的标准化等都是我们需要去研究的内容。2.5 虚拟现实技术

虚拟现实技术就是通过电脑来模拟一个三维空间，然后将其直接作用于信息接收者的感官，可以让信息接收者有身临其境的感觉。就算是人处在其中想要移动，那么电脑也会根据人的运动轨迹来预先计算，将三维空间进行调整。如果能够在故障诊断系统中运用虚拟现实技术，相关的决策专家就能够准确的得知设备的运行状态。目前互联网上的虚拟现实技术的发展与完善已经取得了阶段性的成果，其中也形成了标准化的技术细则。将这些内容融合到机械设备远程监控与故障诊断系统之中，让系统的故障表现能够更简洁的表达出来，这就是完善机械设备远程监控与故障检测系统的关键，从另一方面来说，这其实也能够提高系统工作的准确度。

3 机械设备远程监控与故障检测系统的网络安全性

互联网技术在改善我们工作方式的同时，网络安全的问题也逐渐走入了人们的视野。同样远程监控系统的网络安全问题也是需要我们去重视的，因为只有保证了网络安全，那么数据信息的传递才能够高效，这样我们的监测工作才能够发挥它该有的作用。目前主要从三个角度来衡量网络的安全性，分别是安全、稳定、保密，只有同时达到这三个部分的要求，网络安全才能够真正的得到保证。目前主要通过设置防火墙以及口令登陆系统来保证信息的安全性，但是其实从某种角度来说，系统的整体使用者也会对数据网络的安全性带来影响。

4 结语

机械设备远程监控与故障诊断技术是保证工业设备稳定运行的重要前提，做好这部分细节，其实是能够更好的推动机械设备的应用的。目前国内对于这方面的研究还存在很多问题，这也是影响这部分技术应用的一个重要因素，本文从技术角度对机械设备远程监控与故障诊断的问题进行了总结。

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1671-0711（2017）03（下）-0066-02