机电一体化设备的安装调试及故障检测分析

机电一体化设备的安装调试及故障检测分析

摘要：随着科学技术的发展，机电一体化设备的应用范围日益扩大，对机电一体化设备进行安装调试是必要的，调试的主要作用是保证其在使用中始终处于良好工作状态。同时，故障检测也是保证设备正常工作的关键，对机电一体化设备进行故障检测可以有效地减少设备失效状况的出现。所以，航空航天企业在机电一体化设备投入使用以前，一定要对其进行安装调试及故障检测，以避免在使用过程中发生重大问题，从而保证机电一体化设备安全可靠的运用。

关键词：机电一体化设备；安装；故障诊断技术；应用

前言

由于机电一体化设备已在各行业得到了广泛运用，所以如何进行此类设备的安装调试，就成了当前各行业的重要问题。为确保正确地运用机电一体化设备的优势，为企业生产创造条件，在设备安装过程中上，不但要对设备安装技术和操作技术有较高要求，还要求操作工人必须严格遵守操作规程，进行调试和故障检测，从而提高设备安装质量，确保设备在后期可以被高效运用。

一、机电一体化技术的主要特征

机电一体化在整个工程中占有举足轻重的地位，一个设备的安全安装与否，关系着整个生产线是否可以正常工作，如果在设备安装过程中，没有及早察觉出问题，会对生产线造成很大冲击，不但会降低生产速度，而且还会造成更大的经济损失。比如：机电设备安装的不符合要求，给工人带来了生命危险。在现代社会发展过程中，企业为确保生产效率，增强企业的社会竞争能力，许多企业都对机电设备的安装提出了更高的安全标准，从而延长机电设备的使用年限。

二、机电一体化设备的故障诊断技术特点 (一)故障检测技术更新速度快

机电一体化设备在科技进步的同时，也在发生着不断的发展和变革，但仍存在许多问题。另外，由于受到多种因素的制约，一些维修人员无法及时掌握新故障诊断技术，从而导致其自身的技术水平和机电一体化设备的更新速度不匹配。从某种角度上分析可以说：机电一体化设备维护人员的技术水平和设备的使用寿命在面临着新的挑战。

(二)安装顺序

众所周知，大型设备安装调试过程都是按照先后顺序来的，不管是哪一种安装顺序，都是设计师夜以继日地研究出来的，所以在安装前，必须要把整个设备的安装顺序搞清楚，不要随意地更改安装次序，不然就很可能导致机械设备故障，从而造成机械设备在实际运用过程中出现安全隐患[1]。

三、机电一体化设备安装与调试

（一）机电一体化设备安装

1、警示灯的接线安装

常用的机电一体化设备上，有5条警示灯接线[2]。在实际安装过程中，由于设备的长时间高负荷工作导致某些接线容易损坏，这时要正确判断电源的正、负，通过指针式万用表的欧姆档来判断。首先，判断红绿色控制端，分别用两只表笔，反复测量其中两条，直到两条电线的电阻值都是0，然后再判断公用端，用红表笔和其他三条线路中的任何一条进行连接，黑表笔连接另外两根，直到确认两次检测电阻都在8千欧左右时，红色笔接线就是公用端；最后一步是连接电源的正极和负极。

2、电磁阀的接线安装

在机电一体化设备使用中，大部分电磁阀都是使用24 V DC供电，一般情况是红线为正，绿线为负，但在实际应用中，由于电磁阀的线圈在充电，会产生相应的磁场，驱动阀芯，而不考虑正、负极状态的。不过，两者之间唯一的区别就是，如果正极和负极接线有问题，那么电磁阀的指示灯就不能正常工作。

3、接线的安全性

安全是第一要务，尤其是在航空航天机电一体化设备安装中，要做到万无一失。首先要对机电一体化设备的安装工人进行安全教育，对机电一体化设备的使用方法进行详细说明，并对施工中的关键技术进行说明，使其有较强的安全观念；其次，要进一步完善现行的安全保障体系，使之能够更好地起到制约效果，尤其是在安全生产过程中，要合理地安排好安全设施，确保电气装置安装和使用安全，并消除潜在安全风险，形成相应的防范机制。

4、自动化系统及监控的安装

在安装自动控制系统时，一定要选用高质量的导线，并严格按照有关的技术规程，在安装温度、湿度传感器线路、流量线路等相关线路时，不得出现交叉、干扰、冗余等问题。所以在安装的时候，必须要做到万无一失，同时也要确保施工质量和效率。为实现对机电一体化设备故障进行实时监测，必须对有关系统进行监控，以实现项目自动化。至于监视，则可以放置在温度传感器和通讯线路上，设定相应参数，并将监控系统和中央处理器相连，这样可以实现无人值守，一旦发现故障，立刻就会发出警报，并将其发送给技术人员，同时，还可以锁定故障点，让技术人员在最短时间内进行维修，从而达到机电一体化的应用价值。

（二）机电一体化设备的调试

机电一体化设备在出厂前是没有进行任何复核实验，所以无法进行组装和负载测试，虽然其中一些设备曾经被使用过，但由于要进行拆解和重新组装，所以在安装完毕后，必须进行相应调试，以确保设备安装合理，并确保各项参数符合要求，从而确保工程进度和工作效率[3]。

1、调试过程

在进行设备调试之前，应先检查其安装是否合理、有无泄漏等缺陷，是否完好、安全，这是确保调试安全的先决条件。调试设备的主要功能是检测设备的各项性能，如运行、稳定、经济、品质等。同时，在调试结束后，还要对调试工程进行检验，以确保调试质量和技术指标是否满足设计要求，并进行负载测试，确保设备正常使用。设备调试期间，设备操作人员和技术人员都要到场，促使设备操作人员对设备的调试、操作方法和技术应用有一定的了解。同时，在进行调试时，应将调试情况及存在的问题全部记录在案，以便编制调试报告。

2、撰写设备调试报告

设备调试报告是一种技术性文档，因此，在撰写过程中，不仅要求撰写人员具有较强的专业性，而且要求撰写的文章内容有较强的针对性与深度。在撰写设备调试报告时，务必要条理分明，把重点放在首位，注重细节的描述，把不太关键的地方尽量删去。在进行设备调试时，其重点在于测试其运行质量、可操作性、稳定性和经济性，在进行调试时，还要进行相应的载荷测试，以确定其是否达到安装规范，并由专人负责记录，所以，在撰写设备调试报告时，一定要将情况如实记录下来，并将未完成的问题详细写下来，以确保机电一体化设备安全运行。

四、机电一体化设备故障诊断技术

（一）机电一体化设备故障特征

机电一体化设备是否可以正确、高效使用直接关系到企业的生产以及企业的发展状况，在机电一体化设备正常运行中，机电一体化设备的故障特征主要有：一是机电一体化设备在正常工作中出现失效的可能性较大。机电一体化设备内部含有很多零件，支撑着整个生产系统的运行，在这些零件正常工作中会互相摩擦，从而导致设备出现问题。二是由于机电一体化系统故障往往带有突发性和隐蔽性的特点，因为需要大量电子设备来支持设备正常运行，故在发生故障时通常毫无预兆。一旦出现问题，所有电子设备都会在一瞬间失去作用。三是由于现有机电一体化设备报警系统不够健全，难以检测到故障发生点和具体情况，只能等检修后进行判断。四是机电设备在运行过程中会同时出现各种故障，它们之间存在着相互影响、互相制约的关系并不是简单地叠加。

（二）机电一体化设备故障诊断方法 第一是油液的磨损识别技术是通过对设备物理变化、影响的分析，通过对油液的实际组成进行分析，以确定设备的故障状态[4]。这种技术是很容易理解的，所以在实际应用中很常见。第二是离线或在线诊断技术，离线诊断是指对设备进行常规或不定时的检查，利用计算机对设备的实际工作状况进行分析，判断有没有问题，这种技术虽然很先进，但是在检测出故障时没有办法及时解决。在线诊断技术是将多种诊断装置连接起来，实现对设备运行状态的实时监测，具有较大的弹性。第三是由于设备的参数具有不可预测性，在设备出现问题时，设备的某些参量也会随之变化，如电压、电路功率等。所以，利用专业的设备对机电一体化设备的参数进行检测，把所探测到的设备参数和正常参数进行对比，确定出故障的区域和部件。由于该方法的实用性和精确度高，所以得到了广泛应用。第四是故障诊断专家系统，其是由大量专业知识组合而成的系统，应用范围很广，诊断效率也很高，所以市场上出现许多不同的故障诊断专家系统，可以客观的反映出设备故障。第五是对其进行再一次故障检测，找出故障的具体部位和原因，并制定相应的处理方法，使故障得到及时解决。机电一体化设备故障检测有多种方法，包括温度检测、故障树分析、白诊断等。根据设备出现故障时的报警信息，将其分为两种类型：一种是无指示故障机检测指示故障，另一种是有指示故障机检测指示故障。在有报警信号时，故障探测能按照指令内容执行，并依据故障指导进行故障诊断；在无警示标志情况下，借助检测人员的检测技术及经验，分析故障的位置及原因。如果设备损伤状况严重，必须进行严格处理，否则会造成二次故障，对设备造成毁灭性损伤，从而影响操作的安全性。

五、提高机电一体化设备故障诊断技术的措施

（一）提供数据理论支持

要构建完整的故障诊断知识体系，企业必须对多个环节的操作规范有深刻认识，并掌握相应的技术理论支撑，为今后故障诊断工作奠定基础。在实际运行中，如需要进行设备检验与维修，可从建立完整的工艺系统入手，对各环节进行相应诊断，如：对设备的工作温度，振动频率，生产效率，磨损等进行检测。然后将这些信息反馈给系统，以便于日后的数据整理和分析。在此基础上，可以设置相应的闸值，在某个指标超过或低于闸值时，要对实际运行情况进行分级评估，以改善各种故障的处理效果。该系统还具有精确的故障定位等功能，为故障诊断节省费用。

（二）提供故障模拟演示

在分析故障诊断结果时，技术人员不能仅凭经验来解决问题，可采用计算机软件进行故障模拟演示，从而演示故障发生机理。利用技术人员实时仿真测试结果，可以使其更清楚地看到故障发生的原因，验证技术人员的判断，PSPICE，

MATLAB等是常用的仿真软件。以 PSPICE为例，其可以对电路的结构进行仿真，并将所设置的数值与数据进行处理，以实现对故障的仿真。

（三）改进诊断系统的数控能力

提高数控能力是为了防止出现更多的故障，避免造成重大的经济损失。与上述的故障数据收集系统一样，企业还可以通过数据来实现对设备的控制，其工作原理是：在实际监控数据发生标准偏差时，可以立即切断生产线，防止因超载造成的故障继续恶化，便于技术人员识别故障类型与后续的故障诊断、测试。

（四）重视事前诊断工作的实施

对航空航天机电一体化设备进行早期故障预测，能有效避免其故障的发生。工作人员检测设备时并不需要依靠熟练的维修技术，只需要检查设备的主要运转部件是否正常，从而提前进行故障诊断。该方法既能达到故障诊断，又能及时地解决机电一体化设备故障，还能极大地减少工人人员的工作压力。因此，对机电一体化设备进行事前故障诊断是一种行之有效的措施。

(五)重视引进和应用先进的诊断技术

随着科学技术的发展，机电一体化设备的覆盖面日益广泛，机电一体化设备的应用领域也随之扩展，因此，机电一体化设备的安装必须采用科学、合理的方法，以提高机电一体化设备的工作质量[5]。所以，根据这一要求，我们要将各安装环节按照机电工程的特点进行分割，每一个环节都是独立的，并分别进行管理。例如：安装工程包括勘察设计、施工、验收三方面，因此，按照以上要求，必须