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1、Word工程机械远程的故障诊断及维护系统近年来，随着国民经济的高速进展，一些高等级交通枢纽成了必要的建设项目，由此，对土木工程的施工工期，施工进度，施工质量等提出了更高的要求。对于那些工程量大，工期紧，工程质量要求非常严格的工程项目，必定要用现代化程度很高的施工机械设备来完成。从某种意义上讲，施工机械对工程施工起着打算性的作用。然而，由于施工机械多系露天作业，受风雨、日晒、大气、粉尘影响和侵蚀，工作环境非常恶劣，故障频繁;加之，施工生产的特性打算了它们工作在各工地上，分散性大，流淌性强，给故障的准时排解带来了很大困难。尤其近年来随着施工规模日益浩大，现代的机械设备也日趋大型化、连续化、机电一体
2、化，其性能与简单程度不断提高，对设备故障的诊断也更为简单。靠传统的填写值班日志、靠参数越限报警等人工或半自动化的方法来维护机械设备既落后，又不客观，虽然可以有类似黑匣子之类的自动数据记录器，但也只能做事后分析。而且这种陈旧的设备维护模式，无论是数据的牢靠性或实时性，还是设备的维护质量均无法满意要求，导致施工机械在施工过程中停机多，检修时间长，严峻影响到工程的进度和质量。所以，为了保持处于异地的施工设备良好的技术状态，将异地的信息技术协调起来进行实时诊断和维护是很必要的，建立远程故障诊断及维护系统是解决问题的很好的方法。远程故障诊断技术就是通过设备故障诊断技术与计算机网络技术相结合，在施工机械设
3、备上建立状态监测点，采集设备状态数据;而在技术力气较强的科研单位建立诊断中心，对设备运行进行分析诊断的一项新技术。远程故障诊断与维护的实现可以使机械设备的故障诊断更加敏捷便利，也能实现资源共享。1工程机械故障诊断及维护技术的行业特点工程机械故障诊断及维护技术作为一个新兴而特别的行业，随着现代修理理论、相关基础学科理论和各种检查技术、工艺手段的不断进展而进展和完善。它有三个主要特点：目的明确诊断的目的就是要确定机械运行状况、检查故障部位、分析故障产生的缘由和制定经济有效的修理方案。交叉性强诊断及修理涉及摩擦学、材料学、力学、化学等多种学科;包括机械制造、金属结构、液压、电气和制动化等相关专业;需
4、采纳焊接、铸造、车、钳、锻、镀等多种工艺手段;要把握修理理论，机构学及经营管理等多方面学问。工作环境恶劣，实践性强一切诊断方法和修理技术都必需以机械的实际状况为基础，处理结果很快得到实践验证。2故障诊断技术设备故障诊断技术包括故障检测与故障诊断，通常合在一体统称为故障检测和诊断。2.1故障机理通常我们说设备工作正常是指它具备应有的功能，没有任何缺陷，或虽有缺陷但仍在容限范围内。特别是缺陷有了进一步进展，使设备状态发生变化，性能恶化，但仍能维持工作。故障则是缺陷进展到使设备性能和功能都有所丢失的程度。设备的特别或故障是在设备运行中通过其状态信号变化反映出的。由于监测与故障是在设备不停机的状况下进
5、行的，因此必定以状态信号为依据。二次效应就是设备在运行中消失的各种物理的、化学的现象，如振动、噪声、温升、油耗、变形、功耗、磨损、气味等，这些都是一种设备运行所固有的。监测与诊断就是要快速、精确地提取设备运行时二次效应所反映的特征。2.2故障诊断过程2.2.1状态监测主要是测取与设备运行有关的状态信号。状态信号是故障信息的唯一载体，也是诊断的唯一依据。因此在状态监测中准时、精确地猎取状态信号是非常重要的。状态信号的猎取主要是依靠传感器或其它监测手段进行故障信号的检测。检测中主要有以下几个过程：信号测取：主要是通过电量的或传感器组成的探测头直接感知被测对象参数的变化;中间变换：主要完成由探测头取
6、得的信号的变换和传输;数据采集：就是把中间变换的连续信号进行离散化过程。数据是诊断的基础，能否采集到足够长的客观反映设备运行状态的信息，是诊断成败的关键。2.2.2特征提取就是从状态信号中提取与设备故障有关的特征信息。2.2.3故障诊断故障诊断就是依据所提取的特征判别状态有无特别，并依据此信息和其它补充测试的帮助信息查找故障源。2.2.4决策依据设备故障特征状态，猜测故障进展趋势，并依据故障性质和趋势，做出决策，干预其工作过程。故障诊断基本过程如图1所示：2.3诊断原理设备诊断是利用被诊断的对象供应的一切有用信息，经过分析处理以获得最能识别设备状态的特征参数，以便做出正确的诊断结论。机械设备运
7、行时产生多种信息，当其功能渐渐劣化时，就消失相应的特别信息，如机器的状态变化而产生的特别振动、噪声、温度等机械信号;机械劣化过程产生的磨损微粒、油液及气体成分变化的化学信号等。利用检测仪器对最敏感的故障特征信号进行状态监测，做出正确的分析和诊断，可以准时猜测机器设备可能发生的故障。图2为诊断技术的工作原理。传感器安装在诊断对象上，以传递温度、压力、振动、变形等信号，这些信号进一步转化为电信号，输入到信号处理装置，在信号处理装置中将输入的诊断信号与预先储存在系统内的标准信号进行比较，标准信号是依据事先积累的大量数据资料和实际阅历分析归纳而制定出来的判定标准，是设备各种参数的允许值。通过比较做出推
8、断，确定故障的部位和缘由，猜测可能发生的故障。3工程机械故障诊断及维护系统由于工程机械故障的多样性、突发性、成因的简单性和进行故障诊断所需要的学问对领域专家实践阅历和诊断策略的依靠性;人工神经网络能通过自身的学习机能建立故障征兆和故障模式之间的简单映射关系，可以进行多因素猜测。因此，基于工程机械自身的工作特性和人工神经网络的优越性，提出了如图3所示基于集成媒体看门狗式的机电一体化产品的工程机械远程故障诊断及维护系统的构架。3.1系统简介系统通过一个基于神经计算算法的看门狗智能单元对机械运行状态进行在线分析和推理，对机器的工况及相关信息做出相应评价;还可以通过电话线与远程单元相连，以便在异地猎取
9、机器工况及其性能信息，并以此做出评价。据此给出详细的修理策略与预防措施，对故障进行准时的修复和预防，确保机械始终处于良好的运行状态。看门狗单元及其工作原理如图4所示：学问密集型智能工具看门狗可以随时对机器工况进行跟踪，猎取和组织机器及其四周环境的数据。看门狗芯片作为机器的黑匣子，可以储存主要部件的状态轨迹。一旦发生失效，操可以读取黑匣子，获得最近几分钟的工况信息，快速确定故障，并赐予准时修复。当机械设备消失新的故障时，通过自学不断调整权值、阀值，以提高故障的正确检查率，减低漏报率和误报率。这些基于学问的信息同样可以为其他站点的用户所共享。3.2系统优点远程故障诊断及维护系统的一个突出优点在于进
10、行协作诊断和维护，准时排解故障。故障工况数据收集。通过远程诊断系统，可以积累更多的机器/过程的故障工况，由此，从各远程站点猎取的故障工况中可以开发更好的诊断算法。故障诊断。不同地点的专家可以访问服务器中存放的有效信息，因此，分散在各站点的学问可以集成起来完成更简单的协作诊断。远程服务系统供应了多种类型的信息。例如在线的过程/机器传感数据，故障/性能下降的历史数据等。进行性能评价时，必需对这些信息加以整体考虑。3.3进一步讨论方向在线传感是远程服务系统的基础，由于机器及其所处环境的简单性，可能要用到各种类型传感器。一个机器故障的消失会引发不同的征兆，这些可由不同的传感器测量猎取。因此需要有多种数
11、据采集协议的支撑。同样，一个传感器也可以感知同时发生的不同故障，并且当运行条件发生变化时，其灵敏度也会不同。因此，传感信息融合的自适应力量是特别重要的，这样将有利于提高诊断策略的牢靠性。此外，还需要讨论面对目标的传感器优化布置策略，通过实现学问与阅历的共享和学习，实现远程诊断中的上述技术。随着远程服务活动的扩展，将会有更多的机器/过程连接到远程诊断系统上，因此应当致力于开发用于传感系统设计与实现的综合工具。对于远程诊断系统，在目前的网络建设条件下，大量数据远程传输过程是一个瓶颈，必需采纳数据压缩技术对大量的实时监测数据进行处理和取舍，如何选取一种切实有效的数据压缩技术是传输中的一个关键问题。4结语故障诊断技术使设备修理从传统的按时修理及故障修理转换到预报及主动修理方式;而建立在对设备的状态监测和故障诊断的基础上的工程机械远程故障诊断及维护系统，能较精确地诊断出故障发生的时间和部位，从而准时确定修理时间及内容。远程故障诊断技术目前还处于进展初期，还有许多问题尚待解决，这包括故障诊断技术本身要解决的问题及网络技术的问题。但是，无论是从经济观点动身，还是从整个施工来考虑，借助Internet，精确、准时、有效地实现工程机械远程故障诊断的方法都值得关注和讨论。- 7 -
