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1、设备故障的基本认识一设备故障的分类设备故障是指造成设备系统正常工作能力失常的硬件物理损坏和软件系统的错误，因此总的可以分为硬件故障和软件故障。2.1 硬件故障硬件故障是指硬件系统等使用不当或硬件物理损坏所造成的故障。例如，电脑开机无法启动、无显示输出、声卡无法出声等。在这些硬件故障之中又有“真故障”和“假故障”之分。（1）“真故障”是指各种板卡、外设等出现电气故障或者机械故障等物理故障，这些故障可能导致所在板卡或外设的功能丧失，甚至出现电脑系统无法启动。造成这些故障的原因多数与外界环境、使用操作等有关。（2）“假故障”是指电脑系统中的各部件和外设完好，但由于在硬件安装与设置，外界因素影响（如电
2、压不稳，超频处理等）下，造成电脑系统不能正常工作。2.2 软件故障软件故障主要是指软件引起的系统故障，其产生原因主要有以下几点：（1）系统设备的驱动程序安装不正确，造成设备无法使用或功能不完全。（2）系统中所使用的部分软件与硬件设备不能兼容。（3）参数设置不当。（4） 系统遭到病毒的破坏。（5）系统中有关内存等设备管理的设置不当。（6）操作系统存在的垃圾文件过多，造成系统瘫痪。3、当前设备故障诊断技术的研究重点当前设备故障诊断技术的研究重点集中在以下三个方面：(1) 故障机理与诊断理论的研究故障机理与诊断理论研究的目的是为了掌握各种故障的成因，研究故障征兆与故障原因间的关系，并通过对故障的本质
3、及其特征的深入了解，建立科学的故障模型，研究方法多借助各种相关的基础学科，如数学、物理学、化学、机械动力学等，这是故障诊断技术的基础。常用的诊断理论有：齿轮诊断、轴承诊断、油液分析、风机与转子诊断等；(2) 故障信息的提取与分析方法的研究随着计算机技术和现代信号处理技术的发展，人们对故障信息的提取与处理能力显著增强，可以更准确地判断故障原因，更可靠地预测故障的发展趋势，做到对设备进行全寿命的科学管理。新的故障信息提取技术有：模式识别、信息熵、高阶统计量、人工智能、专家系统等；现代的分析方法有：模糊集理论、人工神经元网络、遗传算法、小波分析、全息谱、高阶谱分析等。借助于计算机技术和现代分析方法，
4、大大提高了故障诊断的自动化程度和分析精度。故障信息的提取是故障诊断技术的前提和基础，对信号进行的分析的结果则是判断故障源和故障的类型及程度；(3) 诊断仪器与诊断系统的开发与研究机械设备故障诊断的实现离不开诊断仪器与诊断系统，因此，体积小、精度高、操作简单的诊断与分析仪器和大型综合诊断系统的研制开发一直是设备故障诊断技术面向应用的研究重点。目前这方面的研究主要有：便携式振动仪器、监测仪器、分析与诊断仪器以及集中式、分布式的大型在线监测与诊断系统。4、设备故障诊断的现代技术和发展趋势设备状态监测与故障诊断技术以复杂、关键系统和设备为研究对象，以高新技术为依托，融会贯通了多种工程技术系统设备及领域
5、，已形成了一门理论与方法相结合，且工程应用性很强的跨学科、综合性的应用技术。随着现代数学、信息科学、计算机技术、电子技术、人工智能技术、网络技术的更加广泛和深入的应用，设备故障诊断技术与当前前沿科学的融合是设备故障诊断技术的发展方向。当今故障诊断技术的发展趋势是传感器的精密化、多维化、诊断理论诊断模型的多元化；诊断技术的智能化。具体表现在以下四个方面。（1）故障诊断方法的融合就诊断方法而言，除了单一参数、单一故障的技术诊断外，目前多参量、多故障的综合诊断已经兴起，诊断技术可以利用振动、噪声、油液、应力、电磁、射线等多种信息实施诊断。另外，随着新的信号处理方法的应用，传统的基于快速傅立叶变换的设
6、备信号分析技术有了新的突破，如小波技术与模糊理论、神经网络、分形技术与聚类技术、灰色理论等各种技术以不同的方式相结合，形成了小波神经网络、分形神经网络、灰色神经网络、专家系统与神经网络相结合等诊断方法。这种各种方法的融合，实现优势互补，能够有效的判断故障源及故障的信息，使得故障诊断的精确度得到了很大的提高。（2）多元传感器信息的融合及虚拟仪器技术现代化生产中复杂的设备系统要求全方位、多角度的监测与控制，以便对设备的运行状态有全面综合的了解。可以采用多个不同规格、不同种类的传感器对设备的各个关键部位进行监测，然后利用信息融合技术对多传感器的信息进行融合，以取得较好的诊断效果。虚拟仪器技术综合了计
7、算机图形技术、计算机仿真技术、传感技术、显示技术等多种学科技术，是当今计算机领域的新技术之一。虚拟仪器开发周期短，投入少，可扩展形强，并可以直接参与和探索仿真对象在所处环境中的作用与变化。为研究设备故障的发生、发展及其特征、特性提供了一种新颖的方法，可以把故障现象以更形象、生动的方式展现出来，使我们可以对故障有一个更深入的了解，提高了故障诊断的正确性。另外，实际中有很多故障不能在实验台进行模拟，而虚拟仪器可以发挥其特长，进行仿真研究，弥补了某些故障、多故障难以实验的不足。虚拟仪器和故障诊断技术的结合具有显著的经济效益，为故障诊断技术的发展提供了良好的平台。（3）智能 BIT 技术研究与应用BI
8、T (Built-in Test 机内测试) 技术为系统和设备内部提供了故障检测和隔离的自动测试能力。随着 VLSI和计算机技术的日益发展，国内外 BIT 的研究呈现几个发展趋势：与 ATE 日渐融合、应用领域不断拓宽、发展具有状态监控与故障诊断能力的综合系统、向智能化方向发展。BIT 智能化主要解决传统BIT在最优化设计、信息获取、分析处理、综合决策等方面的不足。国内外近 20 年的研究表明，BIT 技术是提高装备测试行和实用效能的最为有效的技术途径之一。BIT的智能化是发展趋势，这主要体现在 BIT 的智能设计、智能检测、智能诊断与智能决策。另外，BIT 的外延也不断拓展，下一代 BIT
9、会是一个集检测、诊断、隔离、定位、控制、保护于一体的小型化、智能化、芯片化、模块化、通用与专用相结合的机电系统。它不但能提高电子设备的可靠性、维修性，而且能简化维修，降低费用，应用前景非常广阔。（4）基于网络的分布式故障诊断系统现有的设备故障诊断方法，比如电子监测器方式、便携式微机的形式等，虽然在一定程度上解决故障问题，但这些方式主要是针对单机，且不能实现管理者对设备状态的在线监视。因此有必要寻找一种经济、可靠、易实现的方法来实现实时地监测设备的运行状态，及时发现故障，及时处理，保证整体施工有效地进行。远程分布式设备监测与故障诊断系统基本结构如图1所示，利用网络技术和总线技术，以设备机群为主要
10、研究对象，结合设备机群的工作特点和单机设备的结构特点，通过网络对设备群实施在线状态监测与故障诊断，判断故障的原因，提供维修处理意见；评定故障类型及故障严重程度，为设备群状态分析体公司数据；预测停机维修时间，为设备群的整体调度提供依据。通过网络，实现设备的异地协同诊断，使得多个诊断系统服务于同一台设备，同时多台设备共享同以诊断系统，以弥补单个诊断系统在知识领域上的不足，从而提高设备故障诊断的可靠性和智能化水平。图1基于网络的分布式故障诊断系统结构图自动化设备都是由执行元件，传感器部分，控制器部分三部分组成，突然出现故障不工作，或者工作顺序失常，就必须进行故障诊断，下面我们从组成设备的几部分来了解
11、一下诊断自动化设备故障的方法： 1 检查机械自动化的所有电源，气源，液压源。 电源，气源和液压源的问题会经常导致自动化设备出现故障。比如供电出现问题，包括整个车间供电的故障，比如电源功率低，保险烧毁，电源插头接触不良等；气泵或液压泵未开启，气动三联件或二联件未开启，液压系统中的泄荷阀或某些压力阀未开启等。检测自动化设备时应包括以下几个方面： 电源，包括每台设备的供电电源和车间的动力电。 气源，包括气动装置所需的气压源。 液压源，包括自动化设备液压装置需要的液压泵的工作情况。 2 检查机械设备 的传感器位置是否出现偏移。 由于设备维护人员的疏忽，可能某些传感器的位置出现差错，比如没有到位，传感器
12、故障，灵敏度故障等。要经常检查传感器的传感位置和灵敏度，出现偏差及时调节，传感器如果坏掉，立刻更换。很多时候，此外，由于自动化设备的震动，大部分的传感器在长期使用后，都会出现位置松动的情况，所以在日常维护时要经常检查传感器的位置是否正确，是否固定牢固。 3 检查自动化设备的继电器，流量控制阀，压力控制阀 继电器和磁感应式传感器一样，长期使用也会出现搭铁粘连的情况，从而无法保证电气回路的正常，需要更换。在气动或液压系统中，节流阀开口度和压力阀的压力调节弹簧，也会随着设备的震动而出现松动或滑动的情况。这些装置与传感器一样，在自动化设备中都是需要进行日常维护的部件。 4 检查电气，气动和液压回路连接
13、 如果以上三步都没有发现任何问题，那么检查所有回路。查看电路中的导线是否出现断路，尤其是线槽内的导线是否由于拉扯被线槽剐断。检查气管是否有损坏性的折痕。检查液压油管是否堵塞。如果气管出现严重折痕，立刻更换。液压油管一样要更换。 5.在保证上述步骤无误后，故障才有可能出现在自动化设备的控制器中，但永远不可能是程序问题。首先，不要肯定是控制器毁坏，只要没有出现过严重的短路，控制器内部都具有短路保护，一般性的短路不会烧毁控制器。 固态继电器(SOLIDSTATE RELAYS)，简写成“SSR”，是一种全部由固态电子元 件组成的新型无触点开关器件，它利用电子元件(如开关三极管、双向可控硅等半导体器件
14、)的开关特性，可达到无触点无火花地接通和断开电路的目的，因此又被 称为“无触点开关”，它问世于 70 年代，由于它的无触点工作特性，使其在许多领域的电控及计算机控制方面得到日益广范的应用。一、固态继电器的原理及结构SSR 按使用场合可以分成交流型和直流型两大类，它们分别在交流或直流电源上做负载的开关，不能混用。图 1下面以交流型的 SSR 为例来说明它的工作原理，图 1 是它的工作原理框图，图 1 中的部件-构成交流 SSR 的主体， 从整体上看，SSR 只有两个输入端(A 和 B)及两个输出端(C 和 D)，是一种四端器件。工作时只要在 A、B 上加上一定的控制信号，就可以控制 C、D两端之
15、 间的“通”和“断”，实现“开关”的功能，其中耦合电路的功能是为 A、B 端输入的控制信号提供一个输入/输出端之间的通道，但又在电气上断开 SSR 中输入 端和输出端之间的(电)联系， 以防止输出端对输入端的影响，耦合电路用的元件是“光耦合器”，它动作灵敏、响应速度高、输入/输出端间的绝缘(耐压)等级高；由于输入端的负载是发光二 极管，这使 SSR 的输入端很容易做到与输入信号电平相匹配，在使用可直接与计算机输出接口相接，即受“1”与“0”的逻辑电 平控制。触发电路的功能是产生合乎要求的触发信号，驱动开关电路工作，但由于开关电路在不加特殊控制电路时，将产生射频干扰并以高次谐波或尖峰等污染电 网
16、，为此特设“过零控制电路”。所谓“过零”是指，当加入控制信号，交流电压过零时，SSR 即为通态；而当断开控制信号后，SSR 要等待交流电的正半周与 负半周的交界点(零电位)时，SSR 才为断态。这种设计能防止高次谐波的干扰和对电网的污染。吸收电路是为防止从电源中传来的尖峰、浪涌(电压)对开关器 件双向可控硅管的冲击和干扰(甚至误动作)而设计的，一般是用“R-C”串联吸收电路或非线性电阻(压敏电阻器)。图 2 是一种典型的交流型 SSR 的电原理 图。图 2 图 3直流型的 SSR 与交流型的 SSR 相比，无过零控制电路，也不必设置吸收电路，开关器件一般用大功率开关三极管，其它 工作原理相同。不过，直流型 SSR 在使用时应注意：负载为感性负载时，如直流电磁阀或电磁铁，应在负载两端并联一只二极管，极性如图 3所示，二极管的电 流应等于工作电流，电压应大于工作电压的 4 倍。SSR 工作时应尽量把它靠近负载，其输出引线应满足负荷电流的需要。使用电源属经交流降压整流所得的，其滤波电解电
