基于信息的机械装备综合诊断系统关键技术分析

摘 要：目前，传统的故障诊断技术和方法对于机械装备综合诊断还存在一定局限性，考虑到在环境恶劣的工作条件下的机械装备容易出现特定的故障，同时，为了避免加重机械装备的损坏，应该及时进行发现和修复故障。本文基于信息的机械装备综合诊断系统进行分析，提出了综合运用各种故障诊断技术和方法，为了有效解决故障诊断难题，就诊断系统构成从硬件和软件两个方面进行分析和探讨，指出这是解决故障诊断难题的有效途径，希望对于今后机械装备综合诊断系统发展具有一定帮助。

关键词：机械装备故障 故障诊断技术 综合诊断系统

中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）06（b）-0063-01

本文在分析机械装备故障综合诊断的基础上，就诊断系统构成从硬件和软件两个方面进行分析和探讨，指出这是解决故障诊断难题的有效途径，希望对于今后机械装备综合诊断系统发展具有一定帮助。

1 机械装备故障综合诊断研究

1.1 机械装备测试性

分析机械装备测试中最为影响维修时间的主要因素就是全面的测试问题，这是因为随着机械装备的复杂化程度越来越够高，大量的资源和时间都耗费在测试过程中，也越来越多体现出复杂性。所以，可测试性的要求则是对于机械产品设计上需要解决的问题。在这样的要求下，多方面、全过程的机械装备状态信息则是故障综合诊断相关要求。对载有信息的信号进行测试则是获取信息为数不多的手段，目前，利用部分解体测试或者机外测试还存在一定困难。状态信息的变化则是受到机械装备出现故障的必然影响。

传感器的应用原理如（表1）所示，机械装备状态信息测试可以利用电测法获得。

提高机内测试能力和进行固有测试性设计这两方面，则是提高机械装备测试性主要内容。为了提高装备的测试性，一方面应该为了便于用内部和外部测试设备检测和隔离装备故障，应从机械装备功能硬件设计上考虑；另外一方面，在机械装备内部专门设置测试硬件和软件，这样能够体现出测试简便和迅速的特点，或者为了确定什么部分发生了故障，能够让装备自身能确定是否在正常工作，通过利用部分任务功能部件来检测和隔离故障、监测系统。

1.2 机械装备综合诊断方法

随着外部测试设备的诊断水平越来越高，基本上能够解决相应的测试性差、无法诊断的问题，但是，带来的其余的问题就是测试设备人数大幅度增加，相应的测试操作也显得难度逐渐上升，为了能够有效保证设备有效使用的维护费用相应也变得较为巨大。

为了满足统诊断能力达到最佳的设计和管理，这里可以通过考虑和综合全部有关的诊断要素的综合诊断方法，主要包括相应的工程活动、确定设计、可靠性、维修性、测试性、人机工样和保障性等等之间的相互接口问题。在这样的条件下，为了满足系统任务要求，应该尽可能的用最少的费用，能够最有效地检测、隔离系统和设备内已知的或预期发生的所有故障。

1.2.1 机械装备综合诊断信息模型

在机械装备综合诊断信息模型中，相关的数据信息主要包括：诊断数据、测试需求数据、传感器数据、机内测试数据、维修数据、度量数据和产品设计数据等等，基于信息的综合诊断方法的基本前提就是合理的诊断信息模型，应该对于这些相关数据进行分析。

1.2.2 机械装备智能故障诊断

采用基于人工智能的智能诊断技术能够有效降低虚警率，也能够提高故障诊断能力。所谓的智能诊断技术，就是在故障诊断的设计、检测、诊断、决策等多个方面应用到相关的专家系统、模糊理论、信息融合、神经网络等技术，能够有效提高诊断综合效能，从而使得设备全寿命周期费用有所降低。目前，对于基于人工智能的故障诊断方法主要包括模糊控制、专家系统、人工神经网络、图论、遗传算法、模式识别、Petri网和故障树等等。

2 诊断系统构成

2.1 诊断系统的硬件构成

CAN总线数据传输系统为此系统的数据传输系统，其优点分析如下：第一，扩展性强，能够自由组网，软件升级可以满足系统需要增加新的功能的要求；第二，为了满足更多的传感器信号进行高速数据传递的要求，可以将传感器信号线减至最少；第三，符合国际标准的CAN数据总线则有利于进行数据交换；第四，数据传输距离较长，总线利用率高，数据传输速率高；第五，相对较低的成本。

（图1）则为硬件构成原理框图，机械装备参数测试系统和故障诊断主机两部分则组成了综合诊断系统。

为了更好能够让CAN总线数据通信使用数据，可以把各参数测试模块将模拟信号转换为数字；对于综合故障诊断主机来说，其主要完成的功能包括测试结果的分析诊断、测试信号的收集、诊断结果的输出、人机对话以及相应的故障特征库的维护等工作。

2.2 诊断系统软件实现

诊断系统软件是通过VC作为程序软件开发工具，利用SQL建立数据库，结合硬件系统设计和综合诊断需求，完成编制综合诊断分析与处理程序。要求软件系统使用方便，具有较强的可操作性，友好的系统界面。

3 结论

机械装备综合诊断系统能够满足对于机械装备的状态监测和故障诊断的发展要求，以综合诊断思想为指导思想，按照一定的机械装备信息基础，为今后的测试性更强，诊断性更准的机械装备发展方向奠定相关基础，被认为是一种适于机械装备诊断的有效手段。

参考文献

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