綜合傳動(dòng)裝置狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)研究*

湖南信息學(xué)院 湖南 長(zhǎng)沙 410151

1 綜合傳動(dòng)裝置的狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)

故障診斷趨勢(shì)分析是一種預(yù)測(cè)方法。其目的是使用特定的技術(shù)方法，根據(jù)過去和當(dāng)前的已知條件來分析設(shè)備的正常、異常和故障情況，以預(yù)測(cè)故障的進(jìn)展，從而有助于維護(hù)和過程控制。主要有以下幾項(xiàng)技術(shù)組成：①檢測(cè)技術(shù)：根據(jù)不同的診斷目的，選擇所有適用的測(cè)試和測(cè)量方法，并選擇最方便的狀態(tài)信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)。②信號(hào)處理技術(shù)：從伴有環(huán)境噪聲和其他干擾集成信號(hào)中提取可反映設(shè)備健康狀況的特征信號(hào)。③識(shí)別技術(shù)：識(shí)別并評(píng)估處理后的狀態(tài)信號(hào)的特征，確定是否存在故障以及位置/原因和嚴(yán)重程度。④預(yù)測(cè)技術(shù)：對(duì)尚未發(fā)生的事情或當(dāng)前尚不清楚的事情進(jìn)行預(yù)評(píng)估和反思，以確定故障將如何發(fā)生以及何時(shí)進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域[1]。

2 綜合傳動(dòng)系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷軟硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

根據(jù)對(duì)一般檢測(cè)和診斷過程的分析，該過程可以分為三個(gè)階段：數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)的處理和診斷。數(shù)據(jù)采集主要由硬件系統(tǒng)（傳感器、變送器、信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊等）組成，因此合理選擇傳感器位置非常重要傳感器，即測(cè)量點(diǎn)的位置。傳感層的性能將直接影響后續(xù)的信號(hào)處理和診斷。診斷過程是通過系統(tǒng)中的關(guān)鍵參數(shù)處理數(shù)據(jù)，并根據(jù)參數(shù)變化和故障模式之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系將其映射，以將觀察到的狀態(tài)特征向量映射到狀態(tài)空間中（圖1為綜合傳動(dòng)裝置狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)）。

圖1 綜合傳動(dòng)裝置狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

2.1 硬件系統(tǒng)

綜合傳動(dòng)裝置數(shù)據(jù)采集器主要用于在完成各種動(dòng)態(tài)參數(shù)的測(cè)試。數(shù)據(jù)采集器直接安裝在設(shè)備上，以監(jiān)測(cè)和控制各種調(diào)諧設(shè)備和測(cè)試組件，以及為測(cè)試設(shè)備供電，發(fā)送控制命令，接收和匯總數(shù)據(jù)或直接激勵(lì)和調(diào)整傳感器。獨(dú)立完成傳動(dòng)系統(tǒng)各種數(shù)據(jù)融合、參數(shù)存儲(chǔ)和處理等任務(wù)。使用系統(tǒng)集成技術(shù)來構(gòu)建系統(tǒng)已成為國(guó)際普遍做法。使用成熟的產(chǎn)品進(jìn)行系統(tǒng)集成可以將最先進(jìn)和成熟的技術(shù)產(chǎn)品快速集成到設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中。開發(fā)周期短，系統(tǒng)易于維護(hù)且易于擴(kuò)展。使用成熟的國(guó)際產(chǎn)品不僅質(zhì)量可靠，而且具有成本低，可能性范圍廣和許多替代產(chǎn)品的特點(diǎn)。損壞后易于維護(hù)和更換，易于維修和升級(jí)，同時(shí)可以根據(jù)需要選擇各種配置，有效地提高了系統(tǒng)的靈活性和可靠性。

2.2 軟件系統(tǒng)

該程序使用面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法。診斷包括在評(píng)估研究對(duì)象的當(dāng)前狀態(tài)和相關(guān)參數(shù)之后獲得有用的信息，然后就研究對(duì)象的功能做出正確的結(jié)論。復(fù)雜的系統(tǒng)問題診斷過程復(fù)雜且診斷知識(shí)多樣。使用面向?qū)ο蠹夹g(shù)可以提供良好的可伸縮性和故障診斷系統(tǒng)的可重用性，以及從真實(shí)對(duì)象中提取系統(tǒng)抽象模型并實(shí)現(xiàn)復(fù)雜系統(tǒng)的便利性。該設(shè)計(jì)有助于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)故障信息的分層和混合表達(dá)，并提高了診斷系統(tǒng)故障的效率。面向?qū)ο蠹夹g(shù)廣泛用于故障診斷系統(tǒng)的開發(fā)和實(shí)施中，主要用于采集有關(guān)信息，使用適當(dāng)?shù)姆治龇椒▉硖崛∮幸饬x的特征；使用診斷知識(shí)和適當(dāng)?shù)姆治霾呗苑治鱿到y(tǒng)的位置和故障原因，并對(duì)其進(jìn)行量化。最后，進(jìn)行診斷決策。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜合傳動(dòng)裝置的狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷系統(tǒng)可以提供有關(guān)設(shè)備狀態(tài)信息，及時(shí)記錄設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，并可以根據(jù)狀態(tài)檢測(cè)結(jié)果的分析及時(shí)進(jìn)行維護(hù)，從而確定故障發(fā)展的實(shí)際維護(hù)情況。大大降低了故障率和生命周期成本，大大提高了綜合傳動(dòng)裝置的可靠性，可維護(hù)性。