机械设备状态监测与故障智能化诊断技术分析

1、机械设备状态监测与故障智能化诊断技术分析摘要：随着信息技术的快速发展，故障智能化诊断技术得到了快速发展。利用 设备状态监测能够定量、定性的掌握设备运行状态，从而预测设备可靠性，对于 故障情况进行识别、判断，工业设备状态监测系统主要的功能体现在生产数据采 集、设备监控、生产信息报表。随着我国制造行业的快速发展，机械设备应用量 不断增加，其运行情况直接影响着行业的发展。所以需要加强机械设备运行情况 的监测和诊断，通过现代化的设备状态监测以及故障智能化诊断技术及时掌握设 备运行情况，从而保证设备的全面受控，实现设备预知维修，确保机械设备的良 好运行。关键词：机械设备；状态监测；故障智能化诊断1机械设

2、备状态监测与故障智能化诊断技术概述1.1单机监测与故障诊断系统所谓的单机监测与故障诊断系统主要就是指整个状态监测和故障诊断系统中 用于单个机械设备状态监测以及故障诊断的子系统。主要在相应单机设备中配置 智能化监控仪器来实现相应功能，包括：第一，对于单个机械设备运行状态以及故障信息进行监测，同时将相应数据 传输到整个故障诊断系统中，若是系统发现某些异常问题就会发出相应报警信息;第二，能够接收整个故障诊断系统发送的诊断决策数据。每台机械设备中都 配置了单机监测以及故障诊断系统，这是状态监测和故障诊断最为重要的环节。 所以要确保系统的精准性，能够实时掌握机械设备运行数据情况，并且可以将数 据及时准确

3、的传送给故障诊断系统。1.2机群监测与故障诊断系统机群监测与故障诊断系统最主要的作用就在于故障的诊断以及决策，其具体 操作方式为：接收单个机械设备发送的数据信息并实施分析处理，明确单个机械 设备故障原因，制定故障解决策略，将其反馈给单个机械设备以便实施维修。同 时能够对故障相应原始数据以及相应诊断结果进行记录。随着信息技术的快速发展，智能化已经成为了故障诊断技术的发展方向，目 前较为常用的故障智能化诊断技术主要为专家系统（ES）以及人工神经网络 两种。机械设备具有复杂的结构形式，再加上应用场合的多元化就造成了其故障 原因的多样性，所以需要通过非常专业的知识以及实践经验来对故障进行准确判 断，所

4、以最好采取专家系统的方式进行机群状态监测以及故障诊断。以专家系统 为基础的机群故障诊断系统主要包括解码程序、专家系统、接口程序、数据库等 几个部分，其中解码程序主要是将机械设备的初始状态参数以及故障信息进行编 码以及解码，同时要将数据转换成为统一的输入制式；数据库主要包括“原始信息 数据库以及故障诊断信息数据库两种类型，其中原始信息数据库主要进行单个 机械故障信息和故障诊断结果的存放。1.3通信系统通信系统的作用在于监控单个机械设备的运行状态，同时实现故障诊断子系 统和机群故障诊断系统的通信。从目前来看，无线通信系统得到了较大发展且不 断趋于完善，具有非常显著的优势，所以在机械机群状态监测以及

5、故障智能化诊 断方面得到了非常广泛的应用，能够满足机械维护自动化以及智能化的发展需要。2机械设备状态监测与故障智能化诊断技术的实现2.1机械设备的单机改造所谓的机械设备单机改造主要就是指在单机设备上设置监测以及故障诊断系 统，能够对单机设备的运行情况实施监控，能够对设备故障实施智能化诊断。一 般情况下，在设备单机改造时采取的往往是基于CAN总线的上位机、下位机架构。第一，单机监测和故障诊断系统下位机。对于单机监测和故障诊断系统来说， 通过下位机能够获取单个机械设备运行情况，同时将其传送给上位机。控制器是 单机监测和故障诊断系统的核心，其容易受到工作中温度、湿度、振动等方面的 影响，所以要保证其

6、具有良好稳定性。Epee3G+是较为常用的控制器，其具有较高性能的微处理器，具有较好的可 靠性。在单个机械设备关键位置安装传感器，能够实时获取工程机械的状态参数， 并且利用CAN总线通讯使得下位机和上位机进行通信。第二，单机监测和故障诊断系统上位机。对于单机监测和故障诊断系统来说， 嵌入式微处理器以及实时操作系统是最为关键的部件，要以此实施接口以及外部 设备的扩展。外部接口功能主要有：人工输入故障信息、获取下位机采集的单个 机械设备运行状态参数、和通讯模块以及GPS模块进行连接、进行程序以及数据 的传输等等。将QC/OS-II作为上位机实时操作系统内核，制定出满足机械状态监 测和故障智能化诊断

7、的操作系统，确保其具有反应灵敏、应用程序独立等相应特 点。第三，GSM/GPRS无线通信系统的实现。GSM/GPRS无线通信系统是机械设 备状态监测和故障智能化诊断较为常用的方式，具体操作为：在单个机械设备和 机群故障诊断系统中设置GSM/GPRS模块，单个机械通信模块利用RS-232串行接 口和单机监测以及故障诊断系统进行连接，机群故障诊断系统通信模块利用RS- 232 串行接口和PC机进行连接。2.2 GPS定位系统实现从目前情况来看，GPS定位是应用最为广泛的定位技术之一，主要就是通过 卫星坐标以及卫星到接收机的距离来确定待测点的位置。该系统具有较高的定位 精度，能够进行24小时工作。在

8、充分考虑定位精度以及实现成本等内容基础上 可以制定两种定位方案，分别为：5m左右的低精度定位、亚米级的高精度定位。 GPS接收机可以利用RS232接口进行信号的传输，可以利用串行接口连接单机监 测和故障诊断系统上位机。2.3机群故障诊断中心实现一般情况下，机群故障诊断系统都设置在施工现场当中，其作用在于分析、 诊断机械设备的故障信息，同时制定出解决方法，利用通信系统将解决方式发送 到单机。所有的机械故障信息都要利用机群故障诊断系统进行处理，所以要确保 此系统具有较强的运算性能，同时要具有较强的通信能力才可以实现进行高精度 的诊断决策。通常情况下可以采取如下方式实现机群故障诊断系统的构建：第一，设置一台服务器用于存储机群故障诊断系统数据库，同时连接整个系 统以及单个机械设备；第二，设置不同的计算机用于实现通信、监测运行状态、故障诊断等等功能；第三，利用网络将各个计算机连接形成高速局域网，保证通信速度以及稳定 性，利用电子地图的方式直观显示机械设备的分布情况以及运行状态。3结束语本文主要分析了机械设备状态监测和故障智能化诊断等方面的技术，通过本文的介绍能够对机械设备监测和故障诊断提供一定参考和帮助。参考文献尹明贤.工程机械状态监测与故障智能化诊断系统研究J.四川水泥，2019 （02）： 15-17.杨东哲，汪利，谢友柏.基于微处理器的智能化旋转机械状态监测与故