张小娟
东莞联合高级技工学校 广东东莞 523121
摘要：从整体角度分析，在机电一体化设备故障诊断过程中需要加强探究故障诊断技术，以此提高设备故障诊断的效率与水平，在本文中则主要分析了机电一体化设备的故障诊断技术与方式，然后探析了在故障诊断过程中需要注意的问题，这样可为后期机电一体化设备故障诊断奠定基础，提高诊断效率与质量。
关键词：机电一体化;故障诊断;机电设备
机电一体化是将机械技术、电子技术、信息技术和传感器技术等有机结合，并且应用于实际生产活动的综合型技术。在工业领域，机电一体化设备应用广泛，不仅能提高生产效率，也能降低人力成本。然而在多种因素的干扰下，设备运行期间可能发生故障，必须采用科学的诊断技术进行检修。以下结合个人工作实践，探讨了故障诊断技术在机电一体化设备中的应用。
1机电一体化设备故障诊断的基本概述
1.1机电一体化设备故障的含义
设备发生故障主要是指其内部设备零件或者系统逐渐失去了工作的效率，在机电一体化故障诊断过程之中，需要针对实际的情况做好定位工作，对故障发生的具体问题加以分析，然后应用先进的检测的技术明确故障发生的机理。另外需要注意到的一点是在操作过程中，机电一体化容易出现断裂以及磨损等不良现象，所以需要明确的一点是如果出现故障则会引发各类后果，对此需要多角度分析，并在日常生活中积极做好维护与保养，对机电一体化设备的运行状态进行判断，明确故障的部位，将设备运行中的安全隐患及时处理与解决，这样才能保证其稳定性。
1.2机电一体化设备的结构组成和故障特点
1.2.1结构组成
机电一体化设备，主要是由设备层、控制层组成。其中，设备层是将计算机、高层PLC、低层阀门、传感器和拖动设备等连接成一个整体。随着现场总线技术的发展，机电一体化设备会出现多种网络结构，象树形、环形、星形等。控制层是采用I/O网络、统一对等通信网络，对网络进行及时控制。以控制网为例，可对离散、运动、过程、传动等进行控制，不但能多通道传输数据，还具有特殊的控制算法。通过比较有苛求时间的数据、没有苛求时间的数据，从而确定数据传输的优先权，实现数据信息的上传、下载、传输等需求。
1.2.2故障特点
机电设备故障具有随机性、瞬间性、离散性，其故障原因多样且复杂。具体到机电一体化设备中，故障特点如下：1）零部件多。从微观来看，机电一体化设备就是多个零件、多种技术的集合体，各个部件之间具有良好的衔接功能，才能满足运行需求。该类设备一旦发生故障，要想快速准确找到故障点的难度大，一是零件故障、元件失效比较常见，二是部分故障问题不明显。2）更新速度快。机电一体化是信息技术发展的产物，设备更新速度快，由于零件升级、旧技术淘汰，也会增加故障诊断和检修难度。如果工作人员自身的技术能力差，没有全面掌握故障诊断知识，也会影响诊断工作的开展。
2机电一体化设备的故障诊断技术
2.1故障分类技术
根据故障损坏的零部件以及故障对设备运行的影响，来判断故障的类型，属于破坏性故障、还是非破坏性故障。在实际检修工作中，应用故障分类技术，可以帮助工作人员尽快确定故障范围，优先解决影响设备运行的问题，避免造成不必要的损失和破坏。
2.2油液磨损识别技术
结合油液的实际成分，分析油液对设备运行的影响和物理变化，来确定磨损的位置和严重程度。该诊断技术具有直观性，因此在实际诊断中应用普遍。以润滑油为例，具有密封防漏、冷却降温、减震缓冲、润滑减磨的作用。一旦润滑油不足，就会加重发动机磨损，导致设备出现异常声响和振动。
2.3在线/离线诊断技术
离线诊断，指的是定期或不定期地通过巡检的方式，采集设备的运行数据，经计算机软件进行分析，确定有无故障。该诊断技术的优点是精细程度高，缺点是无法处理突发故障。在线诊断是将诊断仪器和设备连接在一起，监测设备的运行状态，可对突发故障进行捕捉、分析，因此灵活性更高。随着在线诊断技术的发展，可对知识、信号进行解析，且不需要建立数学模型，因此应用广泛。
2.4设备参数检测技术
机电一体化设备的功能参数是确定的，设备发生故障后，部分参数也会相应改变，象电压、电流、功率等。使用专用仪器检测设备的参数，并和正常参数进行比较，即可明确故障范围或具体元件。在维修时，只需更换相同规格、型号的元件，看功能参数恢复正常，维修工作即完成。在实际应用中，该诊断技术不仅方便操作，而且准确性高，因此提倡使用。
2.5故障诊断专家系统
该系统是由知识库、推理机、数据库、解释程序、知识获取程序组成，具有应用范围广、诊断效率高的特点。目前市面上使用的故障诊断专家系统，分为解释型、预测型、调试型、维修型、规划型、监测型和控制型等，针对故障进行诊断时，多采用树状图进行分析。以异常振动为例，分析原因可能是基频振动（热弯曲、不平衡）、低频振动（支承问题、油膜振荡）、二倍频振动（不对中、轴裂纹）、广谱振动（摩擦、联轴器问题）等，结合设备历史运行数据进行确定。
3故障诊断技术的不足之处和应对措施
3.1不足之处
第一，理论不完善。我国故障诊断技术的起步晚，相比于发达国家，其理论基础不完善，因此设备故障的诊断效率低。机电一体化设备在运行期间，没有总结管理经验和解决方案，导致诊断工作滞后于发展速度。此外，对于一些特殊的设备，工作人员只能采用传统的诊断技术，可能造成设备破坏。
第二，诊断准确性低。机电一体化设备发生故障后，工作人员在诊断期间，由于不熟悉功能模块，不了解结构特点，忽视了故障的反应逻辑关系，就会影响诊断的准确性。
第三，诊断信息有误。机电一体化设备是由机械本体、动力单元、控制单元、检测单元组成的，是机、电、气、液的综合。以机械和电气为例，是组成机电一体化设备的基础，在故障诊断中，容易将机械故障诊断为电气故障，因诊断信息有误，继而影响维修工作。
3.2应对措施
第一，规范安装流程。机电一体化设备安装复杂，规范安装流程是设备稳定运行的前提。单纯以接线为例，首先应该对工作人员进行教育培训，熟练掌握安装技术，树立安全意识;其次健全安全保障制度，发挥出制度的约束作用，设备运行期间，要将消防设备放在旁边;最后对设备安装结果进行检查，参考设计图纸和技术规程，及时消除安全隐患。
第二，落实调试工作。调试是设备运行前的最后检测阶段，要求工作人员检查设备的外部结构、内部性能，看稳定性、经济性是否达标;期间开展现场指导和监督，指出操作中的不当之处，形成完整的记录。编写调试报告时，遵循有理有据的原则，明确编写思路和层次，将能解决的问题、不能解决的问题均列入其中，以便后期查看。
第三，加强运行管理。针对失效元件，应该及时更换，因为元件是设备的基本组成单位，一个或多个元件失效，最终会导致整个设备失效、发生故障。针对电磁干扰，主要采用屏蔽、滤波、接地措施，结合设备的实际运行情况合理选择。
4结语
总而言之，积极做好机电设备故障检测至关重要，可有效提高设备运营的稳定性，其中在当前的发展背景下，其机电一体化设备故障检测水平有所提升，并逐渐朝着智能化方向发展与进步，特别是在实现人工智能化之后，能够将各类信息整合为数据库系统，做好检测，给出故障解决对策。因此在未来的发展中，需要进一步提高机电一体化设备故障诊断自动化水平，这样才能真正提高故障检测的可行性，提升设备运行状态，满足时代发展的要求。
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