曾祥龍

（黑龍江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，黑龍江 　齊齊哈爾　161000）

工程機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)的研究

曾祥龍

（黑龍江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，黑龍江 齊齊哈爾161000）

【摘要】工程機(jī)械作業(yè)多在露天條件下，工作環(huán)境惡劣，工作強(qiáng)度大，因此故障率較高。一旦工程機(jī)械出現(xiàn)了故障，將會(huì)嚴(yán)重影響工程進(jìn)度，影響工程經(jīng)濟(jì)效率，甚至釀成生產(chǎn)安全事故。隨著科技的進(jìn)步，出現(xiàn)了工程機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)，工程機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷是利用傳感器技術(shù)和微機(jī)處理技術(shù)，對(duì)工程機(jī)械運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集，憑借數(shù)據(jù)庫(kù)建立的專家分析系統(tǒng)，對(duì)特性參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，能夠提早發(fā)現(xiàn)故障隱患起到最大程度預(yù)防故障產(chǎn)生的作用，同時(shí)一旦故障產(chǎn)生依靠狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)能夠?yàn)榫S修技術(shù)人員提供快速診斷依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】工程機(jī)械；監(jiān)測(cè)；故障診斷

隨著工程機(jī)械電子控制化程度的加深，給工程機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷帶來(lái)了必要性。工程機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷是利用傳感器技術(shù)和微機(jī)處理技術(shù)，對(duì)工程機(jī)械運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集，憑借數(shù)據(jù)庫(kù)建立的專家分析系統(tǒng)，對(duì)特性參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，能夠提早發(fā)現(xiàn)故障隱患起到最大程度預(yù)防故障產(chǎn)生的作用，同時(shí)一旦故障產(chǎn)生，依靠狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)能夠?yàn)榫S修技術(shù)人員提供快速診斷依據(jù)。

1　工程機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)研究現(xiàn)狀

自80年代開(kāi)始，國(guó)內(nèi)開(kāi)始設(shè)備監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)的研究。經(jīng)過(guò)幾十年的研究和應(yīng)用推廣，現(xiàn)在設(shè)備監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各行業(yè)中。主要應(yīng)用的技術(shù)有兩個(gè)階段，第一個(gè)階段是傳感器與信號(hào)分析處理階段。傳感器技術(shù)是依靠光敏、熱敏、霍爾效應(yīng)、電磁感應(yīng)、聲吶等原理，利用傳感器反映設(shè)備的工作狀態(tài)參數(shù)的技術(shù)。信號(hào)分析與處理技術(shù)是依靠微機(jī)，利用數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行采集信號(hào)對(duì)比分析的技術(shù)。第二個(gè)階段是人工智能和專家系統(tǒng)的應(yīng)用，是指利用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)一種新的能以人類智能相似的方式做出反應(yīng)的智能系統(tǒng)，現(xiàn)在的故障診斷系統(tǒng)已經(jīng)朝向遠(yuǎn)程控制的趨勢(shì)的發(fā)展，相關(guān)研究還處于試驗(yàn)階段，技術(shù)不是非常成熟。

2　工程機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)

2.1工程機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)的作用

工程機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)能夠確定工程機(jī)械的運(yùn)行狀況，監(jiān)測(cè)故障產(chǎn)生的部位，分析故障原因和推薦維修方案。工程機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)是維修技術(shù)人員進(jìn)行快速診斷維修的有力工具，此外能夠及時(shí)、正確地對(duì)各種異常狀態(tài)或故障做出診斷，預(yù)防或消除故障，提高設(shè)備運(yùn)行的可靠性，安全性和有效性，以期把故障損失降低到最低水平。

2.2工程機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)的原理

工程機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)涉及到力學(xué)、電學(xué)、化學(xué)、材料學(xué)等多門學(xué)科，核心是傳感器技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)。工程機(jī)械故障在運(yùn)行中可以通過(guò)狀態(tài)信號(hào)來(lái)預(yù)判或者顯示。通過(guò)監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)速、溫度、聲音、震動(dòng)、尾氣成份濃度等工作狀態(tài)信號(hào)，將其與數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)比，能夠?qū)崿F(xiàn)有效排除工程機(jī)械故障或?qū)⒐收舷麥缭诎l(fā)生的初期，延長(zhǎng)工程機(jī)械的使用壽命。系統(tǒng)原理及工作流程見(jiàn)圖所示，針對(duì)傳感器和各監(jiān)測(cè)電路的采集信號(hào)，要首先經(jīng)過(guò)信號(hào)處理，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)，并進(jìn)行必要的濾波整流或者信號(hào)放大。計(jì)算機(jī)將經(jīng)過(guò)處理后的信號(hào)與數(shù)據(jù)庫(kù)中的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，并按照數(shù)據(jù)比照結(jié)果進(jìn)行故障種類判斷，并根據(jù)采集信號(hào)分類進(jìn)行故障部位確定，點(diǎn)亮報(bào)警燈，并輸出故障信息。故障信息包括故障產(chǎn)生的部位、故障原因、推薦維修方案。

3　工程機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)

工程機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)與當(dāng)前科學(xué)技術(shù)的融合是工程機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)的未來(lái)發(fā)展方向?？傮w來(lái)說(shuō)，有以下幾個(gè)發(fā)展趨勢(shì)：

1)工程機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)與當(dāng)前最新的激光測(cè)試技術(shù)相融合。激光測(cè)試技術(shù)作為一種高科技技術(shù)手段能夠精密化檢測(cè)。

2)工程機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)與當(dāng)前最新的光纖傳導(dǎo)技術(shù)相融合。工程機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)一旦應(yīng)用光纖傳導(dǎo)技術(shù)，憑借其信號(hào)傳導(dǎo)速度快、信息量大的特點(diǎn)，其系統(tǒng)運(yùn)行速度和反映能力將會(huì)大大提高。

3)工程機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)與智能技術(shù)相融合。智能技術(shù)包括模糊邏輯理論技術(shù)、混沌理論技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等，能夠更好的實(shí)現(xiàn)設(shè)備監(jiān)測(cè)診斷的科技性。

4)工程機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)與非線性原理和方法的融合。機(jī)械設(shè)備在發(fā)生故障時(shí)， 其行為往往表現(xiàn)為非線性特征。如旋轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)于在不平衡外力的作用下表現(xiàn)出的非線性振動(dòng)。隨著混沌與分型幾何方法的日趨完善，這類問(wèn)題必將得到進(jìn)一步解決。

4　結(jié)束語(yǔ)

工程機(jī)械故障診斷系統(tǒng)，能夠?qū)鹘y(tǒng)的故障出現(xiàn)以后的維修轉(zhuǎn)換到故障預(yù)報(bào)維修，以主動(dòng)維修的方式有效排除工程機(jī)械故障或?qū)⒐收舷麥缭诎l(fā)生的初期，延長(zhǎng)工程機(jī)械的使用壽命。這門技術(shù)還處于發(fā)展初期階段，其功能，由其是遠(yuǎn)程專家系統(tǒng)的功能還有待于研究完善。

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【作者簡(jiǎn)介】

曾祥龍（1982-），男，漢，甘肅民勤，本科，講師，研究方向：工程機(jī)械。