机电一体化设备故障诊断技术探索论文

时间:2018-09-28 机电毕业论文 我要投稿

  摘要:国内外机电方面的专家都十分重视机电一体化设备的故障诊断,该技术诊断方法的应用能够帮助人们在一定程度上对于设备的正常运行与否进行相关的了解,看其是否有故障隐患存在,同时还可以对于故障所发生的具体位置以及原因进行精确的判断。其应用首先能够确保设备运转的顺利,降低维修费用,对于产量以及质量的提高十分有利;再者还能够有效的避免发生恶性事故,从而防止出现更大的经济损失。所以加强对于机电一体化设备的故障诊断技术的研究是十分有必要的。

  关键词:机电一体化设备;故障诊断;措施

  现阶段制造业当中应用机电一体化的技术较多,如果机电设备有故障发生,便会在一定程度上影响生产制造的稳定性。对于机电设备当中所存在的问题进行处理,将现有的机电设备不断的进行改进和优化,会对机电一体化的进程产生影响。

  1机电一体化设备的网络结构组成

  1.1设备层

  作为立足于现场总线技术工业指标的设备层网络是开放性网络,其在简单的高层PLC、计算机等设备以及低层的阀门、拖动设备、传感器等工业设备间进行连接。当今,场地总线技术越来越发展和进步,已具备很多种类型的网络结构,如环形、树形、总线、星形、混合形等。

  1.2自动化和控制层

  统一对等通信网络跟I/O网络可以变成实现高吞吐量需要以及及时性的控制网络,应用的较为广泛的网络主要以DH-485网络、工业以太网以及DH为主。其中,控制网ControlNet具备良好功能,能够控制传动、集成运动、离散以及过程,除在对输入数据以及对等通信数据进行多信道传播的同时,有着特殊的时间片控制算法,可以对在时间方面要求较严的预定数据进行传输,和在时间方面要求较低的数据做比较,在对非预定数据进行传输的时候具有较高的优先权,从而更加确定地进行传输,确保控制器跟I/O刷新间的互锁一直优于程序通常的信息传输、下载、上载等。

  2机电一体化设备的故障特点

  通常情况下,在机电一体化设备当中具有较多的零部件,同时还具有较高的技术水平,据相关显示统计,和一般的机械设备相比,机电一体化设备出现故障的次数要多出很多。在这样的情况之下,在对其故障进行诊断的时候,单单凭人工经验来进行显然是不准确的,因此加强对于机电一体化设备故障诊断技术的研究势在必行,机电一体化设备的技术组成主要如图1所示。机电一体化设备的故障特点有下面几点。

  2.1零部件较多

  在机电一体化设备当中主要特点之一就是零部件较多,所以就机电一体化设备本身来讲是技术元素以及多重零件的集合,各个部件之间的衔接就能够很好的促进设备的运转,因此只有具备较高的衔接功能方可满足复杂的机电一体设备运行标准。在对日常工作过程中的机电设备进行诊断的过程中,要想将零部件当中的故障及其产生故障的原因快速的找出来存在着一定的难度。这主要是由于造成机电一体化设备故障的因素较多,在这众多因素当中难进行判定的就是机械设备的零部件故障。再者在检测的时候因为一些故障在短时间变化不大,对于机电一体化设备的顺利运行暂时不会造成太大的影响,因此报警系统往往不会发出警报。

  2.2目的性非常强

  之所以要对机电一体化设备的故障进行诊断,其主要的目的就是在机电一体化设备运行的时候可以应用到相关的技术,同时有效的对故障进行处理,从而确保安全生产,避免产生人员伤亡以及经济损失的情况。

  2.3综合性非常强

  由于机电一体化设备的复杂性,对后期的故障诊断工作也造成了一定的困难。在对其进行诊断的过程中,会涉及到液压机器的操作原理和应用、摩擦学、机械制造以及物理学等,对于故障诊断人员储备知识的要求就相对较高,所以综合性较强。2.4理论和实践的统一性在进行诊断以及维修技术选择的时候可以按照良体情况来决定,之前所得到的结果可以在后期的实践当中用到。

  3机电一体化设备故障诊断检修原则

  因为机电一体化设备具备的独特特点,所以在诊断故障的时候我们可以通过转变思维方式来进行。在工作的过程中必须要准确清晰的掌握机电一体化设备的情况,对于不同模块的框架图都要仔细了解,结合各个组成部门的具体作用以及所在的环境和具体的分布情况,对发生故障的形式以及严重与否进行分析了解,可采用故障树的方法来对其进行相应的分析,根据所产生的故障的情况,做具体的分析,尽可能的找出影响其可靠性的原因以及故障形式的逻辑关系,对于造成故障的原因进行了解。在对机电一体化设备的故障进行分析的时候常用的有几下几种方法:故障树分析法、温度检测诊断法、声检测诊断法、自诊断法(故障代码、故障指示灯以及报警等)、振动检测诊断法、压力检测诊断法、噪金相检测诊断法以及时域模型分析法等。在进行诊断的过程中,对于以下几点尤其需要进行注意:①先机后电,由于机械结构的直观性,故障当中一些较为明显的情况可以通过肉眼直接看到,如卡死、变形、打滑以及断裂等,所以在具体进行的时候可以先就机械部分进行,来检查其是否出现了故障。②设备外部先进行检查之后才是内部,先是执行元件接着对控制元件进行检查,一切检查完之后再来检查驱动原件,找到产生故障的原因。③先主干后枝叶,对于主要部件先进行检查,再检查次要部件,对于结合部的零件以及接口部件尤其需要注意。

  4机电一体化设备故障诊断技术现状

  4.1理论体系不完善

  要想很好的对机电一体化设备故障诊断技术进行利用,就必须要有理论依据作为支撑,根据相应完善的理论可为其提供具体的参考技术指标,从而在理论与实践的结合过程中,进一步保证机电一体化设备运行的稳定性。现阶段应不断完善机电一体化故障诊断技术理论体系,以提高机电设备的运行效率。

  4.2技术规范性较差

  就现阶段的机电一体化设备故障诊断技术来讲,一般情况在进行检查的时候,是将设备当中的具体运行情况来作为主要依据的。而在实际进行的时候其故障的判断依据也是根据工作人员以往的工作经验而进行的,所以存在着一定的缺陷性。设备在实际进行运行的过程中,由于其运行情况不是十分理想、器件间差异等各方面的影响,都会对故障的诊断工作造成一定的影响,由此得出的诊断结果缺乏一定的准确性。

  5机电一体化设备的故障诊断技术

  在对机电一体化设备故障进行检测的时候,第一需要做的就是判断设备是否有故障产生、故障大致发生在什么位置,同时还需要定期将检测信号发送到机电设备内部当中,对于所接收到的数据信号和其诊断对象进行认真比对,最大程度的确保数据诊断报告的准确性,从而确切的对故障情况以及具体位置进行掌握。再者就是对于所产生故障的种类一定要清楚,就必须要对数据进行更深层次的分析。对故障的具体位置及其产生故障的原因进行充分的掌握。最后就是在对故障进行修复的时候,必须要对故障进行诊断检测,从而确保机电一体化设备运行的稳定性。如果其运行状况稳定,就可以在对设备进行定期检测的时候,通过时序模型以及滤波等技术和方法来进行,从而对于机电设备是否有故障存在加以确认;如果机电设备的故障已经产生,就需要通过数据分析以及模式识别的技术,来对产生故障的原因、所在位置及其种类进行更为具体的分析,以便于维修检测技术的选择。现阶段所用到的故障诊断技术主要有以下几种。

  5.1划分故障类别的技术

  能够结合故障损坏的零部件的情况以及故障对设备顺利工作产生的影响,划分故障为非破坏性故障和破坏性故障,在实际检测机电一体化设备的过程中,对故障的分类能够引导维修工作者快速地确定故障的范围及其主要因素,从而对严重影响机电一体化设备工作的设备问题进行解决,尽量地防止损坏和损失。

  5.2在线诊断以及离线诊断的技术

  在机电一体化设备发展故障之后能够应用离线诊断,而尤为实用的是在线诊断。当前信息技术迅速发展和应用,可以应用信息技术实时地发现故障问题。近年来,不断进步的故障诊断技术中的在线诊断技术可以划分为知识的技术、处理信号的技术、模型解析的技术,其中,知识的技术与处理信号的技术无需对对象的数学模型进行检测,因而被广泛地关注。

  5.3检测设备参数的技术

  在机电一体化设备当中都有一个共同点那就是固定的参数,每一个零部件的固定参数都是不变的。在判断零部件的损害程度时,主要是根据设备在运行过程中的相关数据以及振动频率来进行的。该技术之所以能够被广泛使用,主要是由于其具有较高的准确率以及便于操作的特点。

  5.4设备油液磨损需要准确识别

  在对故障进行诊断的时候,可以通过设备油液的磨损程度来对其进行识别,发生油液磨损的位置主要通过油液对设备的运行影响、机械设备自身的物理状态和油液具体成分来判断和确定。

  5.5诊断故障的专家系统

  专家系统的几个基础组成部分是用户界面系统、检测故障数据库系统、分析故障推理系统等,在应用专家系统的基础上,能够更加深入地推动机电一体化设备故障诊断技术水平的提升。诊断故障的专家系统以应用与推广信息技术作为基础,且基于信息智能的一种新型的机电一体化设备故障诊断系统,应用这种系统能够大大地提高故障诊断的效率以及准确性,从而使物力、人力的支出减少,属于当今比较先进的一种故障诊断技术。

  6优化与完善机电一体化设备故障诊断技术的措施

  6.1提高机电一体化设备故障诊断技术的准确率

  设备故障诊断的准确性和有效性可以在一定程度上缩短维修时间,具有一定的节约成本的优势。所以,在诊断机电一体化设备的时候,必须要将其准确性进行提高,通过相应的对策来提高机电设备的故障诊断率。但是,具体的诊断机电设备故障的时候,其结果的准确性受故障特点的影响,其过程较为复杂化,还涉及有机电安装、制造技术以及机电维护等方面,这些方面在出现的时候或许是间接的或许是连续的。如此就对检测仪器提高了要求,需要尽可能的确保诊断结果的准确性。

  6.2创建和完善故障诊断理论系统

  在现阶段对机电一体化设备故障诊断技术的分析在理论以及清晰度方面还需不断完善,所以,对于故障诊断系统一定要进行完善,对其诊断方法进行全面的归纳,从而不断完善故障诊断系统,从而可以对所产生的故障进行解决。

  6.3关注故障的渐变过程

  以前在对故障诊断的时候通常是根据以往的知识和工作经验来进行的,但是在具体的机电设备故障诊断的过程中通常会出现心有余而力不足的情况,特别是每一个设备当中的零部件都是不一样的,如此故障诊断的难度就大大的增加了,会产生错误的诊断结果,尤其是在故障刚刚产生的时候,由于不太明显,通常诊断起来较为困难。所以,在对故障进行诊断的过程中对故障的渐变过程一定要明确,对每一种状态都要进行统计和分析,对于不是十分明显的故障进行诊断时所采用的方法进行探究。

  7结语

  利用机电一体化设备故障诊断技术进行分析,对于机械是否有故障产生进行预判,对于产生故障的原因及其具体位置能够及时找出,在节约维修成本的同时还在一定程度上提高了生产效率及产品质量。

  参考文献

  [1]李江涛.基于模糊数学理论的煤矿机电设备故障诊断分析[J].煤矿机械,2017,38(07):130-132.

  [2]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,(03):114-115.

  [3]王素粉.基于“6步4结合”的课程设计与实施——以《机电设备故障诊断与维修技术》为例[J].晋城职业技术学院学报,2015,8(02):8-11.

  [4]洪小丽.高职机电一体化专业学习领域课程方案的建设[J].时代教育.教育教学,2012,(05):13.

  [5]魏强.故障诊断技术对综采机电维修的技术研究[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2012,(01):154.

  [6]武兵,熊诗波,林健,张宏.基于Multi-Agent技术的大型机电设备故障诊断系统[J].测试技术学报,2006,(05):412-417.

  [7]陈小异.基于噪声信号处理的机电一体化设备故障诊断[J].机床与液压,2005,(12):183-185,129.

  [8]郭建华.机电设备故障诊断技术的发展概况及远程诊断方法研究[J].重庆工学院学报,2002,(04):28-30.

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