分析網(wǎng)絡環(huán)境大背景下的設備動態(tài)故障診斷與預測維修

蘇升勇

（山東石橫特鋼有限公司，山東 肥城 271612）

在現(xiàn)代發(fā)展中，設備故障安全隱患比較多，引發(fā)較多安全事故問題，必須注重設備動態(tài)故障診斷、預測維修。通過長期實踐可知，盡管部分設備故障無法規(guī)避，然而，卻可以提前預測故障隱患，采取有效措施予以排除，維護設備運行效益。

1 設備檢修維護制度

為了提升設備運行可靠性，必須維護設備運行狀態(tài)。當設備出現(xiàn)不良問題時，做好檢修與維護工作，盡早恢復功能。在檢測技術支持下，制定設備檢修與維護制度，涉及事后維修、預防性維修、預測維修等。其中，事后維修屬于早期制度，只要確保設備運行良好，無須檢測設備性能與狀態(tài)，因此，檢修維護明顯后。但是對于非關鍵型號、小型設備，則以事后維修為主。預防性維修，是一種靜態(tài)操作方式，針對系統(tǒng)設備，提出標準化使用期限，到期進行檢修與維護。預防維修制度、事后維修制度相比，預防維修制度，可以確保設備運行狀態(tài)，保護工作人員安全。預測維修制度，在線監(jiān)測設備運行狀態(tài)，按照設備運行狀態(tài)，提出檢修與維護措施。當設備需求維修時，再確定維修時間與規(guī)模。預測維修制度，屬于理想化動態(tài)維修制度，對技術依賴度較高。通過應用預測維修制度，能夠降低事故損失率，同時，延長維修時間，降低停機不良影響，能夠獲得顯著經(jīng)濟效益。

2 設備故障診斷系統(tǒng)

系統(tǒng)設備故障比較分散，并且具備隱蔽性、隨機性特點，通過單一信息，無法反映出設備狀態(tài)行為。針對同一種設備、單一故障信息診斷，極易造成虛警、誤警問題，需要基于多側(cè)面，獲取多維故障冗余信息。利用信息綜合比較，提出有效診斷信息，注重設備狀態(tài)診斷與監(jiān)測。當設備發(fā)生故障時，及時應用診斷技術，診斷流程如下。

（1）離線監(jiān)測、診斷系統(tǒng)：在應用該系統(tǒng)時，需要以監(jiān)測儀器為主，派遣技術人員參與設備巡視。監(jiān)測人員憑借經(jīng)驗，對設備性能、狀態(tài)進行判斷。所以，監(jiān)測人員經(jīng)驗技能，對診斷結果準確性影響比較大。但是，針對復雜、高精尖設備則不能應用此種檢測方式。（2）集中式單機監(jiān)測、診斷系統(tǒng)：在應用該系統(tǒng)中，應當參考監(jiān)測信號，并且將診斷故障計算機作為主體，采集設備監(jiān)測信息，并且上傳至計算機系統(tǒng)。通過計算機系統(tǒng)，診斷設備故障問題。集中化監(jiān)控和診斷主體設備，投資量比較少，便于檢修與維護，然而，單機監(jiān)測設備數(shù)量有限，會影響系統(tǒng)診斷功能。（3）基于網(wǎng)絡環(huán)境，設備故障診斷系統(tǒng)：在應用該系統(tǒng)時，注重設備狀態(tài)檢修判斷，同時建立診斷網(wǎng)絡。按照診斷系統(tǒng)，對故障診斷方法予以分析，共享故障診斷資料。采用下位機，對設備狀態(tài)信息進行采集，可以實現(xiàn)在線監(jiān)測，并且做好信號預處理。通過上位機裝置，可以分析信號，高效管理數(shù)據(jù)。通過網(wǎng)絡平臺，能夠精密分析機組采樣數(shù)據(jù)，同時做好邏輯判斷，針對設備健康狀態(tài)，提出科學化診斷建議。

3 故障動態(tài)診斷方法

在檢測、診斷系統(tǒng)故障時，需要應用多學科知識。建立完整的知識體系，注重系統(tǒng)狀態(tài)信息診斷，確保運行狀態(tài)、故障狀態(tài)評價效果。診斷方法，包括模型解析、信號處理，利用支持向量機，分析涵蓋主元。聯(lián)合小波變換、分形方式，滲透新理論、新技術。

采用模型解析方式，提出科學化故障診斷法，對可測信息、信息殘差進行分析，優(yōu)化設備故障診斷技術。對于殘差產(chǎn)生的不同形式，細化為參數(shù)估計法、狀態(tài)估計法、等價空間法。在診斷故障時，采用信號處理法，則需要聯(lián)合絕對值校驗、趨勢校驗。通過信號模態(tài)、濾波器算法，檢測故障診斷方法。同時，包含主元分析法、分形法、小波變換法。應用此種方式，可以避免建設有效復雜數(shù)學模型，通過診斷對象信息、專家知識，非線性系統(tǒng)，掌握系統(tǒng)故障隱患。癥狀診斷中，包括模糊推理、專家系統(tǒng)、灰色理論、支持向量機等方法，不同技術方法都存在局限性，可以實現(xiàn)優(yōu)勢互補。在選擇技術方法時，關注診斷對象特點、診斷技術條件等。按照定性模型，診斷設備故障問題，將其歸納為科學化故障診斷法，具備帶符號功能，定性仿真功能。

信號處理技術、人工智能技術支持下，相應提升故障診斷技術智能化水平，并且朝著智能化、集成化方向發(fā)展。通過遺傳算法，注重故障診斷知識分析，確保知識獲取自動化。開發(fā)和研究故障診斷軟件，提升通用化、實用化水平，同時，確保故障診斷的分布式、遠程化特點。工程實踐中，設備故障診斷復雜，且不同診斷方法的應用范圍不同，無法處理所有設備故障診斷問題。注重多種技術方法融合，發(fā)揮出各項診斷技術優(yōu)勢，吸取新技術成果，并且將其應用到設備故障診斷技術中，屬于故障診斷技術趨勢。

4 基于網(wǎng)絡環(huán)境，建設故障診斷系統(tǒng)

4.1 基于LAN的系統(tǒng)

應用此種診斷方式，所面臨的地理范圍小，對設備運行狀態(tài)予以監(jiān)測，提升掌握故障表現(xiàn)形式。采用TCP/IP協(xié)議，可以實現(xiàn)基礎通訊，具備良好兼容性，程序便捷性高，可以確保通信安全性與穩(wěn)定性。

4.2 設備遠程監(jiān)測診斷系統(tǒng)

遠程檢測診斷中心，屬于專家組成的虛擬診斷中心，對傳輸數(shù)據(jù)信息予以分析處理。聯(lián)合多領域?qū)＜乙庖?，圍繞診斷結果，提出可行性措施。通過診斷網(wǎng)絡，技術反饋診斷結果，并且傳輸至設備生產(chǎn)現(xiàn)場，指導診斷問題處理。注重機電設備監(jiān)測，采用現(xiàn)場監(jiān)測系統(tǒng)，做好監(jiān)測數(shù)據(jù)信息采集，同時加大處理力度。此外，利用遠程網(wǎng)絡，可以準確傳輸信息。

系統(tǒng)運行模式，涉及電子信函診斷、實時診斷方式。對于電子信函診斷，通過監(jiān)測系統(tǒng)分析傳輸信息，通過電子信函方式，將診斷結果傳輸至檢測現(xiàn)場。實時診斷方式，通過視頻、電話會議等方式，與專家實現(xiàn)同步監(jiān)測，共同診斷設備故障。遠程監(jiān)測診斷系統(tǒng)，不僅包含硬件設施，也包含軟件系統(tǒng)結構。遠程診斷中心，涉及數(shù)據(jù)接收、硬件驅(qū)動程序、數(shù)據(jù)分析、診斷推理等應用軟件。

4.3 網(wǎng)絡設備故障診斷方法

在診斷網(wǎng)絡設備故障時，必須明確不同故障表現(xiàn)形式、產(chǎn)生原因，組織技術人員，討論出最佳解決方案。因此，網(wǎng)絡設備故障診斷，應當遵循以下要點。

（1）分析網(wǎng)絡設備故障問題時，必須掌握故障表現(xiàn)形式，注重故障癥候、潛在原因分析。比如，當主機無法響應客戶請求時，多是由于主機配置、接口卡故障、路由器配置丟失所致。

（2）注重收集故障信息，并且反饋至網(wǎng)絡管理員、用戶。按照網(wǎng)絡管理系統(tǒng)、診斷命令報告，跟蹤分析相關協(xié)議，同時收集信息。

（3）根據(jù)收集信息，分析故障原因。按照故障表現(xiàn)形式，及時排除故障問題。比如，圍繞資料文件，排除故障硬件，關注軟件故障成因。注重降低網(wǎng)絡設備故障率，盡快制定故障診斷與維修計劃。

（4）按照可能故障原因，制定診斷化與方案，以不同故障原因開展診斷操作，盡早恢復至原始狀態(tài)。若同時分析多個故障原因，就會加大原始狀態(tài)恢復難度。

（5）加大診斷計劃執(zhí)行力度，注重步驟測試與觀察，直到排除故障。

（6）在改變性能參數(shù)時，應當明確修改結果，確保問題被處理掉。如果并未處理問題，則必須徹底解決問題。

5 結語

綜上所述，在現(xiàn)代信息技術發(fā)展中，生產(chǎn)系統(tǒng)、設備結構日益復雜，能夠加大設備運行維護管理難度。隨著自動化、數(shù)字化水平持續(xù)提升，基于網(wǎng)絡背景，預測設備運行狀態(tài)，實現(xiàn)故障診斷自動化?？茖W預測設備，診斷設備故障，能夠控制檢測設備故障問題，全面提升設備運行可靠性與安全性。通過本文研究，能夠初步掌握設備動態(tài)故障診斷方法，提出預測檢修與維護技術，希望能夠起到參考性價值。