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摘要：随着国家经济飞速发展，科技不断完善，现代化工程机械性能不断增加，复杂程度也不断递增，在无形中在故障处理和诊断方式有了要求，然而，现阶段的诊断方式并不适用所有机械设备的运行，需要更具有灵活性和诊断精准的方法被研发出来，针对以下情况，目前提出了一种创新的工程机械诊断故障和远程监管的系统体系，利用先进的网络技术实现工程设备精准诊断故障，以便更工程机械高效的运行，为社会创造更大的经济利益。
引言：经过实践使用，工程设备故障检测和诊断手段需要创新丢弃老式检测方式，才能更好的跟预期发展方向同步，应当大力运用传感器数据、服务器设计方法一系列先进科技相结合，能更有效监测处设备故障增加精准度，在第一时间检测出发生故障的设备，帮助供货商完成售后服务，减少机械故障带来的不便，使购买者的利益损伤降到最低。因此，设计出远程监控和故障检测系统是当前工作的主要内容之一，对行业、社会有着必不可少的作用。
工程机械设备的运行由各种运行状态的传感器采集信息，通过车载 终端结合GPRS网络通讯技术传输至工程机械远程监管中心，在数据服务器中运用多传感器融合和故障树诊断技术进行设备的定位和故障诊断，在机械故障出现后能够及时确定故障部位，并指导值班工人或故障维修人员排除故障，保证设备的正常运行。
关键词：故障检测；故障树；工程机械设备；实时数据
一、工程机械设备故障检测和远程监管系统的必要性
目前为止，恶劣的工作环境给工程机械设备带来很多外在的不利因素，环境恶劣、雨水、沙尘、震动载荷等因素都非常容易引发工程机械故障；及容易对机械设备造成损伤，因此，能及时诊断机械故障可以有效的控制机械运作中罢工的问题，能够大幅度减低机械设备罢工带来的损失，然而，近年来发展迅速引起机械设备故障几率持续增加，老式的故障诊断系统与维护设备方式并不能满足现在机械设备的需求，现代化机械设备和半自动化机械设备的故障诊断要求不断增加，设备故障诊断也更为复杂，依靠工作人员填写值班日志，参数越线报警等方式已没办法满足目前工程机械障碍的需求。在此，研发出新型设备故障检测、远程监管系统势在必得，次系统能最大化减少人力、物理，并可以帮助其获取更多的收益，减少机械故障发生率。
二、分析远程监管设备及机械故障诊断系统
1.传感器的作用
不同类型的传感器能传递不同机械类型的运行状态，传输在网络终端，利用网络技术传输到工程机械设备故障诊断中心和远程远程监管处，将实时数据保存，通过定位系统对故障机械进行检测和维修，快速检查出其故障原因，便于工作人员及时维修故障设备，保证机械设备能正常运行。
2.分析硬件结构中的车载终端
工程设备的车载终端包括分布在各类传感器、GPRS通讯、控制器服务中心三个部分组成，车载终端向远程监管中心传递的数据量较大，包括设备通讯信息、GPRS通讯方式、传感器信息等等一系列数据通过网络传输至远程服务终端，而远程监管终端传输给车载终端的信息较少，大多是排查故障的指令，因此选择短消息发送至车载终端。如：发动机的水温、油温、油压、油压系统、液压系统、制动系统压力等等，GPRS为其确定设备精准定位，这些消息暂存PLC存储器内，通过网络通讯传输至远程服务终端，由远程监管中心对其状态有所了解，便于及时发现设备故障，管理人员一旦发现 故障，则能迅速定位机械设备及故障发生的零件，更高效的排除故障。
3.远程故障诊断中心
①诊断故障子系统主要为是远程监管中心提供机械的大数据处理和分析、多类传感器数据融合及故障原因诊断等服务，由大数据分析服务器、历史数据分析服务器、故障诊断服务器等设备组合而成②GIS服务子系统为远程监管服务中心提供精准的地理位置相关服务，了解工程机械实时分布情况、区域、施工力度，为销售公司提供销售信息支持，对工程设备进行全方位跟踪，能重现工程设备的历史轨迹等，其包括GLS工作站、GLS服务器等设备。③工作站子系统利用局域网和互联网实现子系统之间的通讯，另外，为提升系统的安全性，远程监管服务中心的历史数据器、故障诊断器、和局域网采用备份结构。为此保证数据可靠性，使用磁盘阵列保存数据的稳定存储。有以上一系列远程监管系统辅助，能更早更快更精准解决机械故障问题。
三、远程监管及故障诊断系统
工程远程监管与故障诊断系统主要依据数据预期处理、历史参数数据库、多传感器融合算法、故障自学习等模块组成，远程监管与故障诊断服务中心首先对工程机械传输过来的数据进行实时预处理，接下来采用多感传染器数据融合法，将多个传感器数据信息进信息融合，提取预兆故障信息，在推理下，将预兆与知识库的知识相匹配，以便做出故障诊断的决策。提供给客户。具有自学学习功能，故障检测经自学板块反馈到知识库，对相应的置信度进行修改，更新知识库。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆同时，自学功能会根据知识库里的知识，同时，利用工程师和用户之间的交流，从设备中提取相关信息，并对这些信息进行分析、处理。将新的自学模块导入知识库，不断完善和扩充知识库实现自学习功能。对反复发生故障的工程设备，系统能够及时提前发出警报，尽早发现故障排除故障，对于突发性故障，可通过车载终端通过操作小键盘和远程监管中心的工作人员、工程师、领域专家进行通讯交流，利用专家丰富经验，推断故障发生原因。不同类型的工程设备有不同对应的类型软件结构，需要提供的数据也有所不同，远程监管服务需要根据不同的服务器要求不同的设计，分布式应用对各项性能要求较高，对高要求的客户采取不同类型的结构，也就是意味着监管中心的人员采用多层软件结构，混合软件架构核心应用可以实现分布式故障处理，开发时需要注意数据显示层的实现。
四、创新技术介绍
系统通过基于神经计算算法“看门狗”智能定位对机械运行状态和在线解析推理，对工程机械做出相关信息评价，还可以进行电话线与远程中心相连，对可能存在的机械故障做到防患于未然。工程设备故障检测及远程监管主要通过车载终端采集实时数据并传输到监管服务中心，其中包含工程机械编号、多类传感器编号、数据采集、数据预处理等信息、监管服务中心时对采集到的实时信息进行分析和故障诊断处理，对机械工程进行实时监管，对存在的问题能提前发出预警，据此给出具体的维修策略与预防措施，对发生的故障机械及时维修和预防。确保机械始终处于良性运作的状态。远程故障诊断的突出优点在于协作诊断和维修，及时排出故障。①故障工况数据实时收集。通过远程网络诊断系统，可以积累更多的机械故障工况，由此，可从各方面站点获取故障工况中可更高效的升级诊断算法。②故障诊断。不同的地点专家可以随时访问服务器中所保存的有效实时信息，因此，分布在各知识点的数据可收集起来完成更具有复杂性的协作诊断。③远程服务系统提供了更多类型的信息。例如在线的机械多类传感数据，性能下降的历史数据，进行机械性能评估，需要对这些数据加以整体考虑。
多类传感器是远程服务器系统运行的基础，由于机械所处环境复杂恶劣，可能要使用多种类型传感器。某个机械故障（例如：轴失衡）的出现会引发多种征兆（例：震动、温度变化、电机负荷变化等等），这些可以由不同的传感器（例：加速度计、热电偶、电流电机等）测量获取，因此需要多种数据实时采集得以支撑。同样，一个传感器可感知同时发生的其他故障，但当运行条件发生时，其敏感度会有不同。因此，传感器的信息融合自适应能力非常重要，对提升诊断策略的可靠性有非常大的帮助。此外还需要研究传感器优化布置策略，通过不断学习知识与经验的分享，实现远程诊断故障的技术。随着远程监管范围的扩增，将会有更多的机械采用远程故障诊断策略，传感器安装在故障设备上，以传递的温度、震动幅度、压力、变形等信号，此类信号进而转化为电信号，输入到信号处置装备，在信号处理装备中将输入的诊断信息与预先存储在系统内的信息进行比对，标准信号是根据事先积累的大量实时数据和实际经验相结合而归纳出的判定标准，是设备上的各种参数允许值。通过比较做出判断，来确定故障发生的机械部位和原由，预测将来会发生的故障。
五、关键技术
工程机械设备远程监管及故障诊断排除主要通过车载终端传输给监控及服务中心当下的实时数据，其包括工程机械编号、多传感器、信息处理、实时工况参数数据、知识库知识对比、故障树推理、故障树、信息提取、工程师站、最后传输到远程监管与故障诊断终端。终端则会对采集的实施数据进行剖析、故障排除和维修，对其他还存在的未发生故障能提前做出预防策略。①故障诊断子系统主要作用是为系统进行数据采集、分析、数据融合、故障诊断等一系列工作。②GPRS系统主要作用定位机械实时位置提供相关地理线索，能帮助维修人员尽快掌握机械装备的故障机械位置。③工作站子系统主要作用是为远程监管人员提供人机界面，操作快捷简单方便，用于工程机械设备的实时监管，能时刻传输机械运行进程到终端，及时发现故障设备对维修人员下达维修命令。④信息通讯子系统主要给远程监管中心及网络之间形成互相通讯关系，该系统能对数据进行实时稳定存储。以上介绍作为这次远程监管工程机械故障创新技术的核心技术，能更高效解决机械故障问题。
六、总结
工程机械产生故障时，通常出现制造商在各地建立维修网点的维修人员进行现场勘查诊断障碍点，这种方式存在着人员分布过于分散、响应缓慢、成本高、效果低的弊端，目前中国工程机械装备故障维修诊断主要采用以上传统方式。本文给出了结合网络技术下研发的工程机械故障远程监测和故障诊断系统的总体构造及其关键技术并提出采用多传感器数据融合法和故障树建模互相结合的故障诊断方法，为工程机械产品的远程监管与故障诊断提供更可靠可行的方案，并研发出基于机械故障远程监管和故障诊断系统，该系统投入部分机械试运行，运行可靠稳定，达到预期期待效果。国内外工程机械的研发设计以电子计算、信息通讯指导技术为先例，在电机一体化、计算机远程监管、机械智能控制等领域进行了大量研究，特别是与计算机相结合开发的各种工程机械相兼容的软件、硬件系统。提高了工程机械的含金量，更有效促进工程机械故障诊断的发展，并且我国大多数工程机械厂家还停留在如何改进图纸、增加可靠性的机械设计阶段，这种停滞不前落后的研发已经严重影响我国工程机械的前途发展，因此，设计出路桥工程机械设备的远程监管及故障排除诊断成为我们当前工作的灵魂部分，在我们的共同努力下尽快研发更好地为企业、社会带来更大的经济效益。
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论文作者:敬华奎
论文发表刊物:《防护工程》2017年第24期
论文发表时间:2018/1/12
标签：故障论文; 工程机械论文; 故障诊断论文; 系统论文; 数据论文; 终端论文; 机械论文; 《防护工程》2017年第24期论文;