機(jī)械制造設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控與故障診斷技術(shù)探析

劉獻(xiàn)軍

摘 要：機(jī)械制造設(shè)備的工作環(huán)境主要是在室外環(huán)境中，這意味著機(jī)械設(shè)備在外加工制造作業(yè)時(shí)經(jīng)常會(huì)受到外界的環(huán)境和天氣因素的影響。當(dāng)受到外界各種因素影響后通常會(huì)影響到機(jī)械設(shè)備的運(yùn)作。為了解決這個(gè)問題，我們?yōu)闄C(jī)械設(shè)備加上監(jiān)控設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)能夠在第一時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)機(jī)械運(yùn)行出現(xiàn)的問題，并及時(shí)解決。

關(guān)鍵詞：機(jī)械制造設(shè)備；故障診斷；遠(yuǎn)程監(jiān)控

1 對(duì)機(jī)械制造設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控的原理

對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控主要由3個(gè)部分組成，主要包括采集終端、監(jiān)控終端和遠(yuǎn)程監(jiān)控終端。

1.1 采集終端

采集終端主要是負(fù)責(zé)對(duì)機(jī)械制造設(shè)備的現(xiàn)場數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并且對(duì)現(xiàn)場機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行匯報(bào)，因此采集終端必須能夠放到機(jī)械加工制造的工作地點(diǎn)?？紤]到采集終端會(huì)處于與機(jī)械制造設(shè)備相同的工作環(huán)境，同樣會(huì)受到外界環(huán)境和天氣因素的影響，采集終端的設(shè)計(jì)必須能夠經(jīng)受得住各種干擾。采集終端的需要滿足的兩個(gè)主要任務(wù)是：一能夠?yàn)槠髽I(yè)和機(jī)械制造設(shè)備建立聯(lián)系；二能夠?yàn)闄C(jī)械設(shè)備和機(jī)械設(shè)備的控制系統(tǒng)建立聯(lián)系。同時(shí)，還要為采集終端附加一個(gè)功能就是能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械設(shè)備故障分析功能。

1.2 監(jiān)控終端

監(jiān)控終端分為遠(yuǎn)程監(jiān)控終端及本地監(jiān)控終端兩種。遠(yuǎn)程監(jiān)控終端主要用于監(jiān)控設(shè)備通過互聯(lián)網(wǎng)連接到計(jì)算機(jī)；本地監(jiān)控終端是為了實(shí)現(xiàn)監(jiān)控設(shè)備通過局域網(wǎng)連接到計(jì)算機(jī)。兩者相互合作，才能實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械制造設(shè)備的全程監(jiān)控，也能為出現(xiàn)的基本故障進(jìn)行一定的判斷分析并能分類發(fā)送給相應(yīng)的工人或?qū)＜襾斫鉀Q。

1.3 本地診斷

當(dāng)機(jī)械制造設(shè)備由于某些原因而不能正常工作并被檢測到時(shí)，機(jī)械設(shè)備下面安裝好的信息采集設(shè)備就會(huì)對(duì)故障信息進(jìn)行采集、分析及傳輸，這些信息就會(huì)被傳達(dá)給故障分析系統(tǒng)，故障分析系統(tǒng)收到信息后就會(huì)立即進(jìn)行分析并診斷，排除一些原因后，得出機(jī)械設(shè)備運(yùn)行故障的具體原因。

1.4 異地診斷

異地診斷是由實(shí)時(shí)診斷和Email診斷這兩種診斷模式構(gòu)成的。由于其中存在著一定的差別，實(shí)時(shí)診斷就意味著對(duì)于診斷的過程可以是由專家通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連線討論的，并且通過實(shí)時(shí)監(jiān)測，還可以得出綜合的診斷結(jié)論，最后通過Email的方式把最后的結(jié)果傳輸回現(xiàn)場。而采用Email這種方式只能是診斷專家根據(jù)從現(xiàn)場傳輸回來的數(shù)據(jù)，憑借自己的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行推測，這樣的結(jié)果的準(zhǔn)確性比較差。

2 遠(yuǎn)程監(jiān)控和故障診斷實(shí)現(xiàn)的技術(shù)

2.1 數(shù)據(jù)的壓縮和傳輸

機(jī)械制造設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控與故障診斷功能，在監(jiān)控的過程中需要儲(chǔ)存和傳輸大量的數(shù)據(jù)和圖像，這些數(shù)據(jù)信息在進(jìn)行傳輸?shù)倪^程中需要消耗大量的成本。所以，要想在完整傳輸圖像、聲音等數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)之上，盡可能地縮小數(shù)據(jù)在傳輸過程當(dāng)中的損耗，就需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，從而使得數(shù)據(jù)在傳輸?shù)倪^程中的損耗降到最低。

2.2 診斷系統(tǒng)的開放性

機(jī)械制造設(shè)備的遠(yuǎn)程診斷和傳統(tǒng)的機(jī)械診斷分析有著本質(zhì)上的區(qū)別：傳統(tǒng)上的機(jī)械設(shè)備診斷所配備的知識(shí)庫是封閉或半封閉式的，其中的內(nèi)容僅限于設(shè)計(jì)者的輸入和修改。而對(duì)于目前的遠(yuǎn)程診斷而言，它所配備的知識(shí)庫全部都是以Web數(shù)據(jù)庫為核心的，這是一個(gè)開放型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。因此在遠(yuǎn)程診斷設(shè)備應(yīng)用之初設(shè)計(jì)者僅僅需要設(shè)計(jì)制作一個(gè)基本的知識(shí)框架就可以，當(dāng)對(duì)遠(yuǎn)程診斷設(shè)備進(jìn)行維修和構(gòu)造時(shí)，不僅僅設(shè)計(jì)人員可以參與，廣大用戶也可以參與進(jìn)來。因此實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造設(shè)備遠(yuǎn)程診斷的關(guān)鍵就是怎樣設(shè)計(jì)出開放式的診斷系統(tǒng)。

2.3 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

通常情況下，為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)狀態(tài)的生動(dòng)形象的表達(dá)，我們也可以結(jié)合使用多媒體及虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有沉浸性和交互性的突出特點(diǎn)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的工作原理是對(duì)現(xiàn)實(shí)場景實(shí)現(xiàn)情景再現(xiàn)，就是把機(jī)械設(shè)備發(fā)生的變化以三維圖形的方式形象地表現(xiàn)出來，從而在機(jī)械制造設(shè)備的實(shí)際工作中發(fā)揮作用。當(dāng)前，世界上通用的互聯(lián)網(wǎng)虛擬現(xiàn)實(shí)的語言標(biāo)準(zhǔn)是VRML2.0，在此語言標(biāo)準(zhǔn)和虛擬的建模工具的幫助之下，對(duì)需要進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷的設(shè)備進(jìn)行診斷，然后通過互聯(lián)網(wǎng)再把這些故障真實(shí)地反映出來，最終確保遠(yuǎn)程診斷的準(zhǔn)確性。

3 結(jié)束語

通過以上的分析可以得出，在計(jì)算機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，為機(jī)械制造設(shè)備設(shè)計(jì)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)能夠有效地避免機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)的故障，并且遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)還可以通過多個(gè)專家和系統(tǒng)對(duì)出現(xiàn)的故障進(jìn)行及時(shí)的診斷，提高了故障診斷的準(zhǔn)確性，從而大大減少了對(duì)故障設(shè)備進(jìn)行檢查和維修的時(shí)間，并且還可以擴(kuò)大設(shè)備和系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)共享范圍和故障診斷知識(shí)，從而使得工廠的經(jīng)濟(jì)效益大大提高。

由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及，網(wǎng)絡(luò)安全越來越受到威脅，網(wǎng)絡(luò)安全已經(jīng)成為信息技術(shù)發(fā)展路上的一個(gè)非常嚴(yán)重的障礙，對(duì)于遠(yuǎn)程診斷來說，一個(gè)非常重要的目的就是保障診斷信息的安全性，只有在相對(duì)安全的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境之下，才能對(duì)機(jī)械制造設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷，這樣診斷的數(shù)據(jù)才會(huì)有現(xiàn)實(shí)意義。因此，在設(shè)計(jì)遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)之初，就要考慮整個(gè)系統(tǒng)的安全性，并進(jìn)行全面的考察，這樣才能保證網(wǎng)絡(luò)信息的完整和保密。最通常的做法是，對(duì)需要網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行加密、防火墻或者添加口令系統(tǒng)等技術(shù)，來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的絕密、安全傳輸。

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（作者單位：河北德鵬機(jī)械設(shè)備有限公司）