探讨机电一体化设备故障诊断方法研究

杨文平

（甘肃省临夏州职业技术学校，甘肃 临夏 731100）

目前，工业生产不断向自动化方向发展，使得工厂生产自动化；与此同时，也给设备故障的诊断和维修也带来了很大的难题[1]。由于设备中的电气故障不容易被检测维修，一旦出现故障，只能换用新的设备，不仅影响工业生产，还有可能影响整个车间的正常运行。设备的自动诊断方法的提出，可以做到及时发现故障隐患，简单精确地检测到故障位置，大幅度地缩短了工作人员的维修时间。

1 故障诊断方法的具体流程

故障诊断方法的主要目的在于：保障设备正常运行，无故障；更大程度的发挥设备的作用；及时检测和维修设备出现的故障，减少因设备故障带来的企业经济损失。故障诊断方法本质是一种检测方法，利用此方法可以确定故障的种类和位置信息，并在故障发生时，及时进行相应的处理和维修；同时可以在故障未发生之前，将存在的故障隐患如设备内部相关零件的距离大于正常值等进行检测，进而采取相应的维修措施或自动处理，防止大型故障的发生。

图1 故障诊断方法的具体流程

图1为机电一体化设备故障诊断方法的具体流程:首先选取设备检测目标并进行相应的检测，获得检测目标相关信号，由于此目标信号承载着设备具体状况的相关信息，因此称之为状况信号；一般情况下，从状况信号难以直接确定设备是否出现故障，仍需要结合相关的设备理论和设备构成，从状况信号可获取特殊状况的信号及其位置信息；获得特殊状况信息后就可以将其传导至信号识别装置，将此信号分析和确定后，将相应的指令发出进行自动调节和处理。如果设备处于正常状况时，采取Kmn、相应的模型等方式，深入分析状况的可能发生方向和范围，估计可能出现的故障；当检测到某些故障时，则采用故障检测、模式分析、信号处理等方式确定设备故障的位置、种类、成因及涉及范围等[2]。此外，在检测的基础上，进行指令研究和输出，准确地分析和判定设备故障信息，最终确保诊断方法的精确性，使得机电一体化设备充分发挥其工业生产等性能。

2 故障诊断方法类型

2.1 设备状况的诊断类型

设备故障诊断方法中一般有两种检测方式，其中包括发生故障时，对检测目标进行尝试检测，此时诊断目标处于关闭状态，即为检测测试；还有在未发生故障前，诊断目标处于工作状态，对设备进行的估计设备故障及其位置信息进行检测，即为故障检测。

2.2 特殊信号的获取

从得到的状况信号获取特殊信号，特殊信号为直接特殊信号和间接特殊信号，有利于确定设备故障的类型及位置信息。其中直接特殊信号是指检测设备时元件的输出数据或其他零件等的输出数据出现特殊信号，例如设备零件的损耗量、形变量等数据改变的特殊信号[3]。间接特殊信号是指在设备工作时自身存在函数关系中的间接数据获取的特殊检测信号如设备产品的温度等。利用间接特殊信号的获取方法可以在设备的开关状态下进行拆装，从而对设备的性能做出相应的评价。获取特殊信号有两种获取方法，见表1。

表1 特殊信号的获取方法

2.3 状况诊断方法

状况诊断方法是指将检测获得的特殊信号与正常信号指标进行对比，判定特殊信号与设备故障之间的关系，进而诊断出设备故障的位置信息和类型。此方法有两种：直接诊断方法和间接诊断方法。前者的特殊信号即设备状况，而后者的特殊信号并非设备状态，其必须有特殊信号的出现，才能判定设备状况。其中间接诊断方法又有4个分支方法，即比较诊断法，首先利用计算、实验和统计等方法，设置相应的标准状况，在设备工作状况下获取特殊信号，而后与标准状况进行比对，进而判定机械设备的状况，此方法在实际故障诊断维修中应用较为广泛。数学诊断法是指特殊信号与设备状况如果有数学函数关系，则可以根据此关系计算出设备状况。条理诊断法，是指特殊信号在传导过程中，如果有一定的逻辑顺序，则可以依据特殊信号推导出设备的状况；此方法又分为物理条理法即存在物理关系和区域法即分成多个检测区域两种[4]。模糊诊断法，对于每个特殊信号和状况均有相关的数学向量分布，向量在实际应用中的基础上发生相应的联系。通过向量之间的联系，可以求出特殊信号对应的向量，进而通过对状况中向量的大小程度来诊断设备的状况。

3 故障诊断方法的注意事项

由于机电一体化设备自身的特点，在进行设备故障诊断时要结合机械、电气，并且要合理的转变思维模式。尤其对机电一体化设备进行深入了解，包括其功能、零件组成、工作原理及环境等，才能高效地完成设备故障诊断工作。其中，在具体诊断过程中，要注意几点：首先，要从机器诊断入手，由于其操作的直观性，比较容易发现故障的情况如形变、折断等，待机器检测并未发现故障时，再进行电气部分的诊断；其次，从工作零件逐一排查直到控制元件的检测，以免遗漏检测环节，造成故障诊断过程中时间的浪费；最后，先检测设备中的关键元件，待确定无故障时，再进行其他零件的排查，同时也要注意接口部位的零件诊断。

4 结语

随着自动化工业生产的不断进步和发展，机电一体化设备在生产中的应用也逐渐增多，故障诊断方法的研究和创新也变得尤为重要。通过对机电一体化设备方法的研究，了解故障诊断的流程、方法及注意事项，更好地实现其在实际工业生产中的应用，进而充分发挥机电一体化设备的功能和提高工业生产效率。

[1]陈开朗.机电一体化设备加工钛合金中金属机械故障诊断技术研究[J].世界有色金属,2017,11(3):114-115.

[2]张子维,王明.关于机电一体化设备故障特点及措施的探讨[J].建筑工程技术与设计,2017,42(5):64-65.

[3]徐忠茹.机电一体化设备的故障诊断关键技术与应用分析[J].数字化用户,2017,63(17):120-126.

[4]刘旭明.机电一体化设备的故障诊断技术研究[J].内燃机与配件,2017,56(19):100-101.