机电设备故障诊断技术的研究综述

科技信息　０机械与ｅ￣３－ｏ　ＳＣＩＥＮＣＥ　ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ　２００７年第１期　机电设备故障诊断技术的研究综述　顾紫妍　（广东省冶金技工学校广东番禺５１　１４８５）　摘要：本文简要介绍了机电设备故障诊断技术的发展概况，故障诊断方法以及相应软件的层次划分，论述了基于网络的远程监测诊断系统　结构以及数据的远程传输方法。　关键词：机电设备：故障诊断：研究综述　机电设备的状态监测与故障诊断技术是随着机电设备的生产制　统的广度和深度．为这一领域带来了无限生机。　造和使用技术一起发展的，在提高设备的运行安全性、可靠性和经济　基于因特网的远程协作诊断研究工作最先是从医学领域开始的，　性方面发挥了巨大的作用，越来越受到广泛重视。机电设备的监测与　但由于重视程度不够和投入的科研资金少、人力不足等原因，工业领　诊断模式经历了从第一代的单机封闭式监测诊断系统到第二代的基　域的远程诊断工作进展相对较慢。１９９７年１月，首届基于因特网的工　于ＬＡＮ（局域网１的有限开放的分布式监测诊断系统（ＤＭＤＳ）的发展过　业远程诊断研讨会由斯坦福大学和麻省理工学院联合主办．有来自　程。２０世纪末．随着Ｉｎｔｅｒｎｅｔ和ＷＷＷ技术的普及和完善以及机电设　３０个公司和研究机构的５０多位代表到会．并很快建立了一个限于合　备日趋大型化、自动化、高速化和复杂化的发展需要，监测诊断技术与　作者间的远程诊断示范体系ＴｅｓｔＢｅｄ，试运行情况并不是非常理想。　计算机科学、网络通讯技术有机结合形成了具有强大生命力和广泛应　另外．许多国际组织和公司也纷纷通过网络进行设备故障诊断咨　用前景的开放式的基于ＷＡＮ（广域网１的远程监测与诊断系统（ＲＭＤＳ）　询和技术推广工作．并制定了一图言息交换格式和标准。许多大公司　在他们的产品中也加入了因特网功能．特别值得关注的是美国的　机电设备的远程监测与诊断系统是在ＤＭＤＳ的基础上通过　Ｂｅｎｔｌｙ公司．该公司开发的Ｄａｔａ　Ｍａｎａｇｅｒ２０００是一个完善而先进的系　Ｉｎｔｅｒｎｅｔ等广域网将多个监测现场与远程诊断中心联系起来，与相关　统可以通过网络动态数据交换（ＮｅｔＤＤＥ）的方式向远程终端发送设备　的诊断专家建立一种协议关系．为机电设备用户提供远程诊断服务。　运行状态；Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ公司在其虚拟仪器产品ＬａｂＶｉｅｗ和　１．机电设备故障诊断的方法发展概述　ＢｒｉｄｇｅＶｉｅｗ中新增了与因特网接入的接口．可以通过ＷＷＷ、Ｅｍａｉｌ、　机械故障诊断本质是一个包含信息拾取、信息分析、信息识别、信　Ｆｔｐ方式发送测试数据．实现远程的状态监测与诊断。　息综合和信息检验的全过程。经典的机械故障诊断的理论方法，主要　国内研究工作的起步比较起来并不是太晚．２０世纪８０年代西安　有基于傅立叶分析与时序模型的平稳振动信号分析方法以及基于逻　交通大学、华中理工大学就己经开始了前期研究工作．并且与国际这　辑的诊断方法等。同时现代数学某些新兴领域的．崛起以及理论体系　个领域的发展跟踪的比较好．另外上海交通大学、哈尔滨工业大学、清　的日趋完善．也为故障诊断技术注入了新鲜血液．如模糊数学理论、模　华大学、东南大学、重庆大学等都在向国外先进水平看齐，已开始或准　式识别理论、专家系统技术、人工神经网络技术、概率统计理论等都在　备开始从事工业领域的远程诊断研究工作。但是就实际应用系统产品　学科的交叉中对故障诊断起到了极大的推动作用。　开发来看．国内与国外存在较大的差距．在研究成果向实际应用转化　值得关注的是：八十年代．随着专家系统的兴起．人们对基于知识　的过程中还有很长的路要走。　的故障诊断系统进行了大量的研究．并取得不少成果。而专家系统中　同时Ｂｅｎｔｌｙ，Ｅｎｔｅｋ等大公司也纷纷将他们最新的网络化设备状　存在的知识获取不足．以及这些知识如何有效使用．则是急需解决的　态监测产品推向中国市场．这种市场的竞争对增进我国学术界和企业　问题。　界的网络化设备故障诊断意识和提高我国的设备故障诊断水平也起　２．故障诊断方法以及相应软件的层次划分　到了积极的促进作用．使得国内一批远程诊断系统相应出现．这些系　在实际的故障诊断过程中．由于各种机电设备重要性以及运行情　统基本上是山初期就从事这方面研究的高校开发的。其中西安交通大　况的不同．对工况监测和故障诊断所提出的要求也不尽相同。应该根　学开发的ＲＢ２１旋转机械状态监测和故障诊断系统就是这种类型的　据诊断对象重要程度及实际需要．进行不同层次的监测与诊断。目前，　应用系统．它具有模块化、网络化的特点，便于机组管理和功能延伸，　常见的诊断方式有下列四种：离线工况监测与故障诊断方式、单机在　真正实现机组的分散监测分析．集中管理诊断的科学模式。网络化使　线工况监测与故障诊断方式、集中式在线工况监测与故障诊断方式、　得监测分析更为方便。除过监测室外，用户既可在现场监测机组启停　基于广域网的远程分布式工况监测与故障诊断系统。　机过程，也可在网络所能及的地方．包括在国际互联网上，用工作站或　其中基于广域网的远程分布式工况监测与故障诊断系统是最值　便携机来了解整个系统所管理的和机组运行情况。网络化使得网上服　得关注的发展方向。近年来．随着计算机网络技术和通讯技术特别是　务、异地诊断、专家会诊成为现实，既为用户带来巨大的潜在的效益，　ｌｎｔｅｒｎｅｔ的迅猛发展．人们开始研究和实践异地诊断方法的问题。通过　又给研究机构提供了广阔的研究应用场所。　在一些关键设备上建立监测点．实时采集设备运行的状态数据；在科　３．结束语　研力量较强的大专院校和研究所建立故障诊断中心．能运用系统的动　机电设备的远程监测与诊断系统是全球信息化飞速发展以及人　力学分析理论、模型、方法、实验手段和大量大型分析软件对大型旋转　类社会的信息交流更加自由、快捷、方便的产物．也是故障诊断领域的　机械的故障机理进行分析、数字仿真和实验验证。对故障产生的机理、　发展方向。系统将监测现场、决策管理部门、设备制造厂商和诊断专家　影响因素及其相互关系进行深入的分析研究．找出问题之所在。　联系起来．利用广域网技术缩短了收集设备状态、故障信息与实施诊　另一方面，诊断中心可提供更为先进全面的分析诊断方法、故障　断排故的时间．有效地提高故障诊断的效率与精度。由于系统是开放　知识和故障处理方法．为设备故障诊断特别是疑难故障和新出现的故　的，故有利于信息资源共享。也有利于用户进行生产管理、提高设备的　障的诊断提供技术、方法、信息和知识上的强有力的支持。只有这样．　生产效率以及制造厂商改进设备结构与制造工艺。●　才能实现高水平的诊断和处理。通过迅速发展的网络和通讯技术来对　这些关键设备进行状态的跟踪．一旦出现故障征兆时能及时通知设备　参考文献　现场采取紧急措施避免重大事故的产生。特别是在故障事故发生之后　［１］何岭松．基于ｗｅｂ数据库的诊断专家系统技术咖．设备管理与维修，　，各地的专家学者没有必要在工作地点和故障发生地之间来回奔走．　２０００，（７）．　通过信息交流而不是人员交流来解决现场的故障问题．这也就避免了　［２］王文利．基于网络的机械设备远程监测与故障诊断咖．制造业自动　不必要的浪费并且最关键的是提高了效率，因而具有特别重要的意义　化，１９９９，（８）．　。　［３］陈仲生，杨拥民．机器状态监测与故障诊断综述【Ｊ１．机电工程，２０ｏｏ，　由于网络和通讯技术的支持，异地诊断支持系统克服了地域上的　１７（５）．　限制，诊断中信息交流和传递有了更大的活动空间．工业现场操作与　技术人员不仅得到本地诊断支持系统直接支持．也可通过信息高速公　作者简介：顾紫妍，女，大学本科，方向：机电一体警专业，广东省　路——计算机网络（特别是ｌｎｔｅｒｎｅｔ），获得世界上任何一个或几个专家　冶金技工学校，教师．职称：助理工程师。　的技术和知识的支持。从而使诊断支持系统信息化拓宽了诊断支持系　７８