分析网络环境大背景下的设备动态故障诊断与预测维修

苏升勇

（山东石横特钢有限公司，山东 肥城 271612）

在现代发展中，设备故障安全隐患比较多，引发较多安全事故问题，必须注重设备动态故障诊断、预测维修。通过长期实践可知，尽管部分设备故障无法规避，然而，却可以提前预测故障隐患，采取有效措施予以排除，维护设备运行效益。

1 设备检修维护制度

为了提升设备运行可靠性，必须维护设备运行状态。当设备出现不良问题时，做好检修与维护工作，尽早恢复功能。在检测技术支持下，制定设备检修与维护制度，涉及事后维修、预防性维修、预测维修等。其中，事后维修属于早期制度，只要确保设备运行良好，无须检测设备性能与状态，因此，检修维护明显后。但是对于非关键型号、小型设备，则以事后维修为主。预防性维修，是一种静态操作方式，针对系统设备，提出标准化使用期限，到期进行检修与维护。预防维修制度、事后维修制度相比，预防维修制度，可以确保设备运行状态，保护工作人员安全。预测维修制度，在线监测设备运行状态，按照设备运行状态，提出检修与维护措施。当设备需求维修时，再确定维修时间与规模。预测维修制度，属于理想化动态维修制度，对技术依赖度较高。通过应用预测维修制度，能够降低事故损失率，同时，延长维修时间，降低停机不良影响，能够获得显著经济效益。

2 设备故障诊断系统

系统设备故障比较分散，并且具备隐蔽性、随机性特点，通过单一信息，无法反映出设备状态行为。针对同一种设备、单一故障信息诊断，极易造成虚警、误警问题，需要基于多侧面，获取多维故障冗余信息。利用信息综合比较，提出有效诊断信息，注重设备状态诊断与监测。当设备发生故障时，及时应用诊断技术，诊断流程如下。

（1）离线监测、诊断系统：在应用该系统时，需要以监测仪器为主，派遣技术人员参与设备巡视。监测人员凭借经验，对设备性能、状态进行判断。所以，监测人员经验技能，对诊断结果准确性影响比较大。但是，针对复杂、高精尖设备则不能应用此种检测方式。（2）集中式单机监测、诊断系统：在应用该系统中，应当参考监测信号，并且将诊断故障计算机作为主体，采集设备监测信息，并且上传至计算机系统。通过计算机系统，诊断设备故障问题。集中化监控和诊断主体设备，投资量比较少，便于检修与维护，然而，单机监测设备数量有限，会影响系统诊断功能。（3）基于网络环境，设备故障诊断系统：在应用该系统时，注重设备状态检修判断，同时建立诊断网络。按照诊断系统，对故障诊断方法予以分析，共享故障诊断资料。采用下位机，对设备状态信息进行采集，可以实现在线监测，并且做好信号预处理。通过上位机装置，可以分析信号，高效管理数据。通过网络平台，能够精密分析机组采样数据，同时做好逻辑判断，针对设备健康状态，提出科学化诊断建议。

3 故障动态诊断方法

在检测、诊断系统故障时，需要应用多学科知识。建立完整的知识体系，注重系统状态信息诊断，确保运行状态、故障状态评价效果。诊断方法，包括模型解析、信号处理，利用支持向量机，分析涵盖主元。联合小波变换、分形方式，渗透新理论、新技术。

采用模型解析方式，提出科学化故障诊断法，对可测信息、信息残差进行分析，优化设备故障诊断技术。对于残差产生的不同形式，细化为参数估计法、状态估计法、等价空间法。在诊断故障时，采用信号处理法，则需要联合绝对值校验、趋势校验。通过信号模态、滤波器算法，检测故障诊断方法。同时，包含主元分析法、分形法、小波变换法。应用此种方式，可以避免建设有效复杂数学模型，通过诊断对象信息、专家知识，非线性系统，掌握系统故障隐患。症状诊断中，包括模糊推理、专家系统、灰色理论、支持向量机等方法，不同技术方法都存在局限性，可以实现优势互补。在选择技术方法时，关注诊断对象特点、诊断技术条件等。按照定性模型，诊断设备故障问题，将其归纳为科学化故障诊断法，具备带符号功能，定性仿真功能。

信号处理技术、人工智能技术支持下，相应提升故障诊断技术智能化水平，并且朝着智能化、集成化方向发展。通过遗传算法，注重故障诊断知识分析，确保知识获取自动化。开发和研究故障诊断软件，提升通用化、实用化水平，同时，确保故障诊断的分布式、远程化特点。工程实践中，设备故障诊断复杂，且不同诊断方法的应用范围不同，无法处理所有设备故障诊断问题。注重多种技术方法融合，发挥出各项诊断技术优势，吸取新技术成果，并且将其应用到设备故障诊断技术中，属于故障诊断技术趋势。

4 基于网络环境，建设故障诊断系统

4.1 基于LAN的系统

应用此种诊断方式，所面临的地理范围小，对设备运行状态予以监测，提升掌握故障表现形式。采用TCP/IP协议，可以实现基础通讯，具备良好兼容性，程序便捷性高，可以确保通信安全性与稳定性。

4.2 设备远程监测诊断系统

远程检测诊断中心，属于专家组成的虚拟诊断中心，对传输数据信息予以分析处理。联合多领域专家意见，围绕诊断结果，提出可行性措施。通过诊断网络，技术反馈诊断结果，并且传输至设备生产现场，指导诊断问题处理。注重机电设备监测，采用现场监测系统，做好监测数据信息采集，同时加大处理力度。此外，利用远程网络，可以准确传输信息。

系统运行模式，涉及电子信函诊断、实时诊断方式。对于电子信函诊断，通过监测系统分析传输信息，通过电子信函方式，将诊断结果传输至检测现场。实时诊断方式，通过视频、电话会议等方式，与专家实现同步监测，共同诊断设备故障。远程监测诊断系统，不仅包含硬件设施，也包含软件系统结构。远程诊断中心，涉及数据接收、硬件驱动程序、数据分析、诊断推理等应用软件。

4.3 网络设备故障诊断方法

在诊断网络设备故障时，必须明确不同故障表现形式、产生原因，组织技术人员，讨论出最佳解决方案。因此，网络设备故障诊断，应当遵循以下要点。

（1）分析网络设备故障问题时，必须掌握故障表现形式，注重故障症候、潜在原因分析。比如，当主机无法响应客户请求时，多是由于主机配置、接口卡故障、路由器配置丢失所致。

（2）注重收集故障信息，并且反馈至网络管理员、用户。按照网络管理系统、诊断命令报告，跟踪分析相关协议，同时收集信息。

（3）根据收集信息，分析故障原因。按照故障表现形式，及时排除故障问题。比如，围绕资料文件，排除故障硬件，关注软件故障成因。注重降低网络设备故障率，尽快制定故障诊断与维修计划。

（4）按照可能故障原因，制定诊断化与方案，以不同故障原因开展诊断操作，尽早恢复至原始状态。若同时分析多个故障原因，就会加大原始状态恢复难度。

（5）加大诊断计划执行力度，注重步骤测试与观察，直到排除故障。

（6）在改变性能参数时，应当明确修改结果，确保问题被处理掉。如果并未处理问题，则必须彻底解决问题。

5 结语

综上所述，在现代信息技术发展中，生产系统、设备结构日益复杂，能够加大设备运行维护管理难度。随着自动化、数字化水平持续提升，基于网络背景，预测设备运行状态，实现故障诊断自动化。科学预测设备，诊断设备故障，能够控制检测设备故障问题，全面提升设备运行可靠性与安全性。通过本文研究，能够初步掌握设备动态故障诊断方法，提出预测检修与维护技术，希望能够起到参考性价值。