摘 要:由于机电设备机械故障易检测维修,而电气部分故障的隐蔽性,从而给维修技术人员带来困难,甚至影响设备乃至车间运行,机电系统的自诊断技术,使机电系统的故障快速准确的检测到,从而提高了维修效率,对实践有一定的参考意义。随着电子工业和先进制造技术的发展,设备的结构越来越复杂、功能越来越强大、维修保障难度越来越高。研究设备的智能故障诊断和维修支持技术将大大降低生产者和使用者的设备维修保障的费用。
设备管理,设备维修,检测诊断38Z中国设备管理网 http://www.sbgl.netzdO 关键词:机电系统;智能诊断;信息融合技术
设备管理,设备维修,检测诊断38Z中国设备管理网 http://www.sbgl.netzdO 机电设备维修是机电设备管理的重要环节,从安全生产角度看,它是延长机电设备寿命、防止机电设备事故发生的重要保证,而从经济运行角度看,它又是决定生产的产量、质量和成本的重要因素。但是由于机电系统的电气故障的隐蔽性,以及其I/O部分、电源部分的复杂性,很难快速准确地的检测;一些机电设备的故障通过观察PLC的输入/输出状态显示信息,就可以找到故障原因,从而排除故障。这里运用自诊断技术,进行了机电设备故障诊断的研究。目前设备故障诊断与维修决策方法主要是基于故障树推理的方法,缺乏表达和推理的灵活性,不易将维修、观测等操作纳入到模型之中。
设备管理,设备维修,检测诊断38Z中国设备管理网 http://www.sbgl.netzdO 1 问题描述
设备管理,设备维修,检测诊断38Z中国设备管理网 http://www.sbgl.netzdO 作为机电设备的最容易出现问题的部分,通常为以下几个部分:输入元件,即各个低压元器件:开关,接近开关,各种传感器等;输出元件,即各个执行机构,如电磁阀,电机,接触器等;各种器件的电源。笔者曾在一大型汽车制造公司的喷涂车间从事维修工作,对于机电设备大部分是由于以上三个部分引起的,曾由于一个接近开关的电源线被老鼠咬断,导致停产3天,维修工人无目的检测,被气动匝道截断脚趾的悲剧。
设备管理,设备维修,检测诊断38Z中国设备管理网 http://www.sbgl.netzdO 2 机电设备故障智能诊断设计
设备管理,设备维修,检测诊断38Z中国设备管理网 http://www.sbgl.netzdO 智能诊断技术是在系统的诊断软件的支持下,向被诊断的部件或装置写入一串预先编好的代码,然后观察系统相应的输出数据,或者实时采集的数据,跟事先已知的数据进行比较,经过比较综合分析确定故障的技术。与文采用I/O数据检测,利用与处理器I/O口,对应的输入输出缓冲区存储的数据,与已知正确的数据进行比较;就故障诊断而言,首先面临的是诊断信息的获取。由于工业系统各个组成部分之间的功能关系复杂,故障现象多,故障原在以及故障征兆之间的信息错综复杂,因此,准确地获取诊断信息,对不同故障诊断信息进行有效的综合和分析,是故障诊断系统首先需要解决的瓶颈问题。为防止数据量过大,而导致的故障诊断错误,本文采用三种分时诊断方式:首先,开机扫描方式,即对各部件的工作电源是否满足,各I/O口初始状态是否准确,进行检测;第二,在线实时检测,按照逻辑工作顺序对各I/O工作状态进行检测,并于事先已知的数据进行比较;第三,离线诊断,当设备因故障不能准确运行时,采用直接向输入输出缓冲区存储的数据,观察相应的元部件是否正确运行,来诊断故障;如下图显示。

设备管理,设备维修,检测诊断38Z中国设备管理网 http://www.sbgl.netzdO 3 故障诊断的主要理论和方法
设备管理,设备维修,检测诊断38Z中国设备管理网 http://www.sbgl.netzdO 故障诊断技术已有30多年的发展历史,但作为一门综合性新学科——故障诊断学,还是近些年发展起来的。从不同的角度出发有多种故障诊断分类方法,这些方法各有特点。
设备管理,设备维修,检测诊断38Z中国设备管理网 http://www.sbgl.netzdO 从学科整体可归纳以下理论和方法。
设备管理,设备维修,检测诊断38Z中国设备管理网 http://www.sbgl.netzdO 基于机理研究的诊断理论和方法;基于信号处理及特征提取的故障诊断方法;模糊诊断理论和方法;振动信号诊断方法;故障树分析诊断方法;故障诊断灰色系统理论和方法;故障诊断专家系统理论和方法;故障模式识别方法;故障诊断神经网络理论和方法;基于数学模型的故障诊断理论和方法。
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故障诊断理论和方法分类虽然很多,但可归纳为两类:1)基于非模型的故障诊断理论和方法,如信号空间特征、模态和信息处理方法的诊断理论与方法;基于知识推理、人工智能、专家系统的诊断方法;基于模式识别和神经网络的诊断方法。2)基于系统数学模型和现代控制理论、方法的故障诊断理论和方法,也包括相互间的结合和集成。
4 应用研究和结论
由于汽车喷涂车间工艺的复杂性,自动生产线分为上中下三层,其中接近开关应用最多,达150个,作为每道工艺完成的输入信号,每个输入信号,就会是执行机构驱动带动这个庞大的生产线,只要有一个出现问题,就会影响汽车表面喷漆的效果。如果对其及相应的执行机构,依次检测,会浪费大量时间和精力。文章采用模糊控制的条件语言,按照机电设备故障智能诊断设计进行诊断,并在人机界面中显示相应的故障。由于可以采集到设备运行的实时数据和历史数据,因而对相应部件的故障检测就可以有的放矢,大大提高了维修效率,具有一定的应用意义。
参考文献
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