分析机电一体化设备的故障诊断技术范文

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摘要：机电一体化是在一系列的设备中应用电子技术，进而处理设备的信息。在实际应用机电设备一体化的时候，设备故障问题难以避免，怎样有效地诊断机电一体化的设备故障问题，从而有助于给维修人员带来相应的根据，最终确保机电一体化设备的顺利运行是根本所在。为此，分析机电一体化设备的网络结构组成、故障特点、故障诊断技术，以及提高机电一体化设备稳定性的措施。

关键词：机电一体化；设备；故障诊断

0引言

机电一体化设备故障诊断技术是指诊断应用过程中的机电设备的故障情况，针对面临的故障问题，可以实时地制定真正能够实施的有效对策，该技术需要的难度较大。一是应准确地定位出现故障的地方；二是系统地把握形成故障的因素，从而明确关键的影响因素；三是结合一定的理论内容和之前的成功案例，实施可行的故障解决对策。总之，需要一步一步地开展这项工作，注重有序性与严谨性，以及要求相应的技术支持。

1机电一体化设备的网络结构组成

可以说，计算机网络跟机电一体化产品之间的联系非常密切，机电一体化设备的网络结构组成部分是设备层以及自动化和控制层。

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，普遍应用的工业网络是工业以太网、DH-485网络、DH（数据高速公路）等网络。其中，控制网ControlNet具备良好的性能，可以集成运动、过程、离散、传动的控制，其不但可以多信道地传播对等通信数据和输入数据，而且有着特殊的时间片控制算法，进而能够传输苛求时间的预定数据，跟没有苛求时间的数据进行比较，其具备较高的非预定数据传输优先权，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

能够由电子设备与固有机械设备的故障特点探究机电一体化设备故障的特点，纵观机械设备而言，机电设备属于动态性的工作过程，有着难以重现的测试数据特点。相同的道理，也不可以由数据的测试中直接地判断其故障。机械设备故障的特点是模糊性、间歇性、不间断性、随机性、瞬间性、缓变性以及离散性等，形成因素也具备多样性和复合性。纵观电子设备而言，电子设备故障的特点是敏感性、隐蔽性和瞬间性等。通常而言，纵观故障的表象，一般感觉机器只要运行不正常或不可以运行，就意味着机械面临故障。实际上，倘若机械不正常地运行，那么大部分时候可能是电子设备存在故障问题，如信号发送失败、中断线路等。另外，机电一体化设备还具备交叉性、集成性、复杂化和融合性等一系列的特点。

3机电一体化设备的故障诊断技术

3.1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，尽量地防止一些不必要的损坏和损失。

3.2机电设备油液磨损的准确识别技术

这种技术结合油液的实际成分以及对设备顺利工作导致的影响，并且结合物理变化来确定机电设备出现磨损的实际范围，因而是应用实践中非常多见和非常直观的一种诊断技术。

3.3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。

3.4机电设备参数的检测技术

几乎所有的机电一体化设备都具备相应的功能参数，甚至对于全部的零部件都具备相应的参数，通过分析机电一体化设备工作当中形成的振动危害和有关的参数信息，能够确定跟正常参数间的差异性，从而对零部件的损坏情况进行判断，这种技术的应用能够提高准确率，并且便于操作，非常值得提倡和应用。

3.5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。

4提高机电一体化设备稳定性的措施

近年来，普遍应用与推广的一种现代化设计技术是稳定性设计技术，其在设计工程中应用数理统计和概率论。如此一来，不但优化了传统设计中难以解决的一系列问题，而且实现产品设计质量的提升以及设计成本的减小。制约机电一体化设备稳定性的要素很多，对于一台机电设备来讲，无论是伺服电机，还是数控柜等，都具备多种多样的电力元器件和电子元器件，这难以综合性地评价制约整机稳定性的要素，这就需要立足于一系列实际的问题，进而实现整机稳定性的提升。

4.1组装和连接元器件的措施

传送信号失灵的因素常常是插接件的不良接触，这也是形成系统故障的一个因素。除此之外，因为存在比较大的湿度与温度改变，机械振动和元器件污染因而受到油污的污染而形成影响，这都会对系统的稳定性形成不良作用。为此，对于机电一体化设备的复杂化控制系统而言，各个电器元件间错综分布，要想确保整体机电一体化设备的稳定性，就务必处理好组装以及连接稳定性的问题，

4.2针对失效元器件采取措施

整体数控设备的组成单元是元器件，每一个元器件的稳定是整体机电一体化设备稳定性的关键所在。根据概率计算的理论，一系列组成部分失效率的和就是整体机电一体化设备的失效率。为此，需要对低失效率的机电产品进行认真地选择，从而服务于整个机电一体化设备系统。

4.3应对电磁干扰采取的措施

机电一体化设备是通过电能实现加工的一种电气控制设备，在其工作过程中需要转换电磁能量，常常是一方面会影响到附近的环境，另外一方面会受到附件环境当中的电磁干扰。数控机床以及加工中心作为机电一体化的产物的一种自动化系统，密切统一了软件、弱电、电力、机械、硬件、强电、电子等，电磁干扰以及电磁环境属于非常复杂的一个问题。通常而言，在数控系统中应用电磁干扰源的关键方式是：大功率用电设备的制动和启动影响作用会制约到周围大功率交流供电系统，进而导致电源电压出现改变，并且电器开关断电和接通的情况下通过电火花会形成高频的电磁干扰；地线跟电源不合理地布局或线径太细，电子元件间都需要经过一致的相同的导向阻抗，出现交叉干扰或畸变的信号；直流电源缺少良好的负载性能和可靠充足的功率储备，这会导致直流电源电压基于改变的负载而出现变化；控制信号引线太长且未曾实施有效的隔离屏蔽对策，或是跟强电电线共同走线，信号线容易受到电磁的影响而出现不正确的响应，特别是针对高脉冲信号来讲，如果不适当地进行处理，那么畸变的信号会非常容易出现。

5结语

机电一体化设备故障诊断技术的应用是为了确保安全生产，进而能够推动企业在生产当中及时地发现故障问题以及采取相应的处理措施。尤为关键的一点是，机电一体化设备故障诊断技术的应用能够有效地监测其工作状况，清楚工作过程中的机电设备存在的问题，以及能够实时地判断故障出现的地方，从而避免机电一体化设备在工作过程中不会出现意外情况。

参考文献

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作者：吴仲强；张寿安；郭玉龙 单位：山东裕隆矿业集团有限公司唐阳煤矿