面向机电系统状态监测与故障诊断的现代技术

摘 要：随着经济的发展和社会的进步，科学技术不断革新，运用现代技术，对机电系统的状态和故障情况进行检测和诊断，例如使用计算机技术、现代测试技术、机械电子技术等等，这些高科技的技术日趋成熟，不仅能够更加科学的监测故障点，同时也能够促进机电系统运行的科学性和高效性，为保障人们基本生活的同时，也能促进国民经济又好又快的发展。本文主要研究面向机电系统状态检测与故障诊断的现代技术。

关键词：机电系统；状态监测；故障诊断；现代技术

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.06.142

0 前言

我国机电系统状态监测与故障诊断系统是依托电子计算机技术、人工自动化智能技术以及电子测试系统，将这些技术有机的结合在一起，是现代化冶金技术与其他制造业技术发展的结晶，也是促进生产设备高效安全生产的重要因素。利用面向机电状态监测与故障诊断等现代化技术，能够及时有效的排查机电系统中的隐患，减少由于故障造成的设备损坏和人员伤亡，从而有效的保障企业的机电生产安全，实现社会效益和经济效益的最大化。

1 机电系统中状态监测与故障诊断技术的发展

1.1 定期离线的监测与诊断系统

监测人员定期到机电运行的现场利用传感器，对各个监测点进行测试，并利用记录仪器对信号进行检测，在专用的计算机或是内置微机对数据进行处理。因为这类的系统成本相对较低，方便使用，在机电系统早期的监测中频繁使用，但是这类系统的监测工作相对繁琐，一旦监测人员一时疏忽，容易造成严重的安全事故，对监测人员的素质要求也相对较高，以此定期离线的监测与诊断系统难以得到全面的应用。

1.2 在线、离线分析监测与诊断系统

在线、离线分析监测与诊断系统又称为主机监测与诊断系统，具体是指在机电设备均匀安装传感器，利用微型处理器对现场中的各个测试点数据进行整合与计算，由技术人员在主机系统上进行故障分析和排查，与定期离线系统相比，该系统虽然省去了更换测试点的环节，并能够及时在线进行警报和预测，但是对于数据的分析依然需要检测人员进行离线判断，增加了检测人员的工作难度，浪费人力资源。

1.3 在线自动检测与诊断系统

在线自动检测系统能够基本对设备上的故障进行自动的监测，而且能够自动分析数据，对事故的类型和规模进行判断。这类监测与诊断系统不要求专业过硬的技术人员，普通的技术人员就能进行茶操作，同时也不需要人为地更换操作点，省去了一定的人力资源，但是其软件的开发及研制的工作量过大，也过于繁琐，使用的成本过高，不适于广泛发的在机电系统中应用。

2 机电系统状态监测与故障技术诊断技术的研究

2.1 信号采集系统

为了能够促进机电系统数据采集的完整性，需要采集到机电系统中实际运行的各类信号，因此需要突出传感技术的重要性，我国的传感技术大多分为以下几类，振动传感器、声发射传感器以及温度传感器等等，以前对于传感器的技术要求，是需要其具备优质的灵敏性和动态特征，能够抵抗住外界信号的干扰，从而促进传感技术的稳定性。但是随着监测系统的逐渐完善，诊断技术也日趋复杂化，传感器的数量和质量也随之上升。因此，不同组合的传感器和监测设备，也能为不同类型的数据和信号进行统一的整理，从而促进整个机电系统的信息资源整合。

2.2 分析和处理信号

机电系统只一个关键的监测和故障诊断技术就是对于信号的处理，因此在实际的系统中，能够放大原始信号，许多连接点不能够直接引用，需要对点上的大量信号进行数据处理，分析其中是否存在大型故障，才能让机电系统运行得更加稳定和敏捷。在机电系统中对于信号的处理和检测，利用空间域滤波进行预处理，利用VoldKalman滤波进行多阶信号处理，采用Wigner Ville分布数据对非平稳的信号进行处理，除此之外，利用混沌分析的方法、智能传感技术、小波变幻的方法以及检测技术，也能够对信号进行分析和处理，并与传感系统相互连接，促进整个机电系统的运作。

2.3 机电系统故障的诊断方法

诊断机电系统中的故障时机电监测系统中的中心技术环节，其主要的监测内容是识别机电系统能否实现正常的运行状态。我国现有的故障诊断系统具有不同的技术类型，其中主要有温度诊断技术、光谱分析技术以及振声诊断技术等等。在初期阶段，由于就技术条件的限制，经过仪器处理之后的信号还需要经过大量的人工处理，因此可能会造成数据的误差，从而出现大的失误以造成重大的安全隐患。但是随着科技的逐渐进步，机电系统的故障诊断技术以及朝着技术化、自动化以及智能化的方向转变，通过这些技术，能够使信息进一步融合，使小波、分形以及非线性的技术理论得到广泛的应用，从而扩大了技术诊断的范围和规模。

3 机电系统状态趋势预测技术分析

3.1 远程网络技术的应用

随着电子计算机技术的发展，对于机电系统的状态和故障检测，可以利用网络计算机技术，对设备的状态和故障的情况进行实时、远程的监测，其中主要是对生产设备中的重要参数、开关的状态、轴承的温度以及设备的振动量进行检测，并通过IP 协议等技术类型，向服务器设备中输入需要的数值，一旦数据出现异常情况，计算机能够及时发出警报，向专家发出呼救信号，对故障进行及时并快速的排除，促进机电系统的安全性和稳定性。

3.2 利用虚拟仪器等技术

虚拟仪器设备主要是依托现代计算机技术和深层次的仪器设备，促使其紧密结合，由于我国技术开发的环境和谐友善，并具有一定的开放性，专家通过不断增加设备的新功能，使用户能够自己改变软件和设备的规格，无需受到语言和技术的困扰。同时以虚拟仪器为主要标志的智能化、网络化设备得到有力的开发，使数据采集系統和检测仪器能够紧密的结合在一起，综合运用数据信号处理技术、软件工程技术、标准总线技术以及计算机计算技术等等，为监测仪器的未来发展奠定坚实的基础。

4 总结

综上所述可知，机电产业是我国国民经济重要的组成部分，随着经济的发展和技术的人们生活水平的提升，对于机电技术的要求也就越来越高。面向机电系统的监测以及故障管理技术，需要相关部门组织专家及时开发新技术，依托电子信息理论，发展全自动、高效的系统监测体系，节省不必要的人力和成本资源，从而促进机电系统的安全性和稳定性，提升机电系统的运行能力。

参考文献：

[1]刘英英.探讨面向机电系统状态监测的现代技术[J].山东工业技术，2015（06）：247.

[2]靳永胜.机电系统状态监测与故障诊断的技术探讨[J].数字技术与应用，2014（04）：233.

作者简介：吉萍萍（1988-），女，山东诸城人，硕士研究生，研究方向：机电工程。