机电一体化系统故障特点解析及应对方法

发表时间:2020/6/30   来源:《电力设备》2020年第6期   作者:刘震
[导读] 摘要:现阶段在多个领域应用广泛的机电一体化系统具有十分复杂的结构,维护和管理的难度颇高。
        (身份证号码:43030419730301XXXX  广东省广州市)
        摘要:现阶段在多个领域应用广泛的机电一体化系统具有十分复杂的结构,维护和管理的难度颇高。在实际运行的过程中,如何有效锁定、判断故障对于机电一体化系统的效率具有决定性的影响。因此有必要对系统故障的诊断技术方法措施进行分析研究,为故障排除和维护保养工作提供有力的支撑,促进生产制造业的发展。
        关键词:机电一体化;故障特点;应对方法
        1设备故障维修特点
        机电一体化设备由机械和电子两部分构成,同时具备两类设备的故障特点,使得设备维修具有较大难度。设备的一部分结构发生故障,将会给其他部分运转带来影响,造成维修人员难以进行故障原因查找。而同时发生电子和机械故障,将造成设备故障后果叠加,直接导致设备停机。相较于电子部分,机械部分的故障率较高,导致设备需要得到定期维修。因为设备的机械组成部分不停运转,内部包含多种零部件,使用频率较高,长期运行将造成零部件容易案发生磨损。而单纯的表面磨损不会影响设备运行,但将造成各零部件无法高效配合,最终导致设备故障发生。
        设备电子组成部分结构复杂,是造成机电一体化设备发生隐蔽性故障的重要原因。设备内部各种电气产品经过一段时间运行后,可能出现突发性故障,导致设备无法正常运转。而在报警系统未能得到完善的情况下,人员难以找到故障点,给设备后期维修带来了较大困难。
        2机电一体化系统故障诊断的原则
        在进行机电一体化系统设备故障诊断检测的过程中,技术人员必须要转变传统的思维模式。最基本的应做到对机电一体化设备进行全面透彻的了解,包括各个部分的功能、所处的工作环境、组合形式、功能模块框图等。根据故障的外在表象,通过层层分析理清故障的逻辑关系,掌握故障的根源和实质。在进行故障诊断的过程中要遵循以下原则:其一,先机后电,相较而言,机械结构的直观性更强,因此在故障诊断时最好先从机械部分入手查看是否存在故障。一般情况下,机械部分多为驱动元件和执行元件,容易因磨损而出现变形失效现象。其二,先外后内,从执行元件入手,层层深入,直至驱动元件。其三,先主干后枝叶,从主要部件开始,对一些借口部件和结合部零件进行重点分析。
        3机电一体化应用中电机控制和保护路径中存在的问题
        3.1无法满足新技术对传统装置的要求
        新技术和新设备在市场中的不断层出,为人们的生产和生活带来了更多的便利。但是电机控制和保护方面的创新并不明显,传统的装置想要应用最新技术,其并不能满足最新技术对传统装置的需求。主要是因为传统的装置设备所发挥的保护作用较小,很容易使相关的设备出现故障,进而影响生产的进度。另外,如果机电一体化设备应用在井下,其会受到复杂的生产环境、施工环境等影响,很容易发生操作不当或者出现操作失误的现象,进而在工作中出现不良的施工事故,影响生产生活的正常运行。因此,为了能够减少不良事故的发生,提高电机在井下的正常运行,则需要创新出符合时代发展的最新保护装置,从而提出针对新的电机控制和保护路径。
        3.2电机控制系统出现失灵的现象
        我国生产力水平的不断提高,在提高生产效率的同时也给企业带来了较大的挑战。例如:在生产过程中极易出现安全事故。而这些安全事故发生的原因主要与电机控制系统出现失灵的现象有着直接的关系。例如:操作人员在执行相关的任务时,会采用相关的指令对自动化机床进行准确的识别和执行。如果识别出错误和不准确的数据信息时,则会很容易误导操作人员,进而发生受伤的现象。另外如果电机处于异常的状态,将会影响电机的正常工作和运转,进而使得电机出现短路的现象;电机过热等方面的现象。因此,加强电机保护和控制,能够减少电机在生产过程中发生的异常现象,从而维持电机的正常状况。


        3.3信息处理缺乏准确性和灵敏性
        传统电机保护采用的保护装置主要是电磁继电器和容断器等硬件防护措施。而随着新技术的不断进步和发展,在机电一体化电机操作过程中,采用这些传统的保护装置很容易使处理的相关信息缺乏准确性和灵敏性。因此这种保护装置并不能更好的适应社会的发展和技术的进步,进而使操作人员在依靠这些错误的信息进行判断后,很容易引发相关事故的发生。因此,采用适合的硬件保护装置和措施已经成为企业发展过程中亟需引起重视的问题。
        4故障维修应对策略
        结合机电一体化设备故障维修特点,想要高效完成设备维修,还要明确设备各部分工作原理,如机械部分应掌握执行原理,电子部分应掌握控制原理,明确各自结构功能框架,为把握故障实质提供支撑。在此基础上,需要加强故障特征分析与判断,确定故障类型,以便对故障原因进行科学分析。在判断故障部位后,需要对故障给设备运行带来的影响展开评价,以便使故障科学诊断。
        设备机械故障发生频率较高,因此在维修时通常先对机械部分进行检查,直接通过肉眼确定设备是否存在断裂、变形等故障,避免大规模检测造成维修时间过长。如果设备存在磨损,通过观察机械零部件可以尽快完成故障排查,保证设备得到及时维修。实际检测期间,还应先完成外部执行部件排查,然后检查内部控制部件,最后对驱动部件进行检查,直至找到故障原因。此外,需要先完成主要零部件检查,然后确认枝干部分零部件是否存在问题,期间应注意零部件接口是否存在异常。通常的情况下,只有在主要部件发生故障时设备才会停止运行,因此根据设备故障发生情况可以尽快查找故障原因,并通过接触故障使设备恢复正常运行。
        考虑到设备容易发生隐蔽性故障,维修过程中还要采用环境因素检测、故障树分析等多种诊断法。如采用环境因素检测法,可以根据设备运行环境温湿度、空气压力等透过表面现象对引发故障的因素进行挖掘,为查找故障根源提供支撑。采用故障树分析法,需要对各部件故障和各种事件因果关系进行描述,理清故障查找思路。在实践工作中,也可以加强设备信号频率监测,利用小波变换方法完成故障信息提取,为设备故障诊断提供支撑。
        5应对机电一体化系统故障、提高系统可靠性的方法策略研究
        目前,机电一体化设备正呈现出智能化、自动化的发展趋势,为了有效地应对系统故障,提高机电一体化设备的可靠性,可以引入计算机监控操作系统,具体方法策略如下:其一,采用可靠性更高的设备元器件进行机电一体化系统设计,积极排查处理系统运行中存在的故障。在故障排查期间,一定要中断系统正常工作。其二则是采用容错技术,对系统的重要部位采取冗余设计,以此提高系统的可靠性。
        除此之外,还可以通过提高机械工作精度的方法,如运行精度、加工进度、控制精度等实现机电一体化系统设备可靠性的提高,如采用精密机械对传统机械进行改造升级或是将微机控制或是PLC控制引入到系统电路控制中,应用先进的数控装置。
        结束语:综上所述,针对现代机电一体化系统的故障诊断,应引入神经网络、专家系统等先进技术方法,提高故障诊断的智能化水平和效率、精确性,探索更加完善的故障诊断方法,为机电一体化系统的维护保养和管理工作提供支撑,为系统高效运行奠定基础。
        参考文献:
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