机电一体化控制系统中的可靠性分析

机电一体化控制系统中的可靠性分析

卢强

中联西北工程设计研究院有限公司陕西省西安市

摘要：随着科学技术的不断发展，我国设备制造行业领域发展日益成熟，相应的设备制造能力也得到了很大程度的提升，目前，在我国机电一体化控制系统的工艺，都离不开各种机械设备的支持。而在这些设备运行工作过程中，很容易会因设备内外故障导致设备出动率、实动率以及设备作业效率受到影响。立足于降低设备故障率，节省开采成本的目标，推动机械设备管理与维修一体化是必然的。鉴于此，文章结合笔者多年工作经验，对机电一体化控制系统中的可靠性分析提出了一些建议，以供参考。

关键词：机电一体化；控制系统；可靠性分析

引言

当今社会，经济与科学技术协同发展。随着社会经济和科学技术的不断发展，工业产品的社会需求量不断提升，进一步促进了工业生产制造领域的发展，同时也为其技术的革新创造了更多有利条件。在工业4.0时代背景下，机电一体化技术被广泛应用到了工业生产与制造领域，并凭借先进的技术优势在工业生产制造领域中发挥了越来越著的作用。

1、机电一体化系统的特点

一般来讲，可以用以下几个内容来概括机电一体化系统的特点，具体如下：其一，综合性特点。机电一体化系统属于复合型技术，其核心内容包括控制理论、信息理论及系统理论，机电一体化系统涵盖了4个功能，即管理、控制、机械、检测。总的来讲，机电一体化系统就是融合了机械技术和微处理技术并进行使用的一种新技术；其二，智能性特点。机电一体化系统的应用使机械处理表象得以改善，微处理技术改变了传统控制方式，使得控制精度提升。仪表与传感器是构成该系统中的主要机械结构，调节与设置系统参数，控制机电一体化系统发挥其不同的性能，使机电一体化系统的应用更宽泛。通过系统中的信号发射装置和传感器收集数据及参数，中央处理器接收到数据及参数做智能化处理；其三，完整性特点。系统主要涵盖了传感器、动力及传动系统、微处理器、执行构件等，机电一体化系统属于一类较为完善的机系统，通过改进传统的结构并在此基础上整合多种技术，如智能测量、微处理及通信技术等，不断的融合改进，促使机电一体化系统能够为机械制造业、设计业、控制领域等提供更好的服务。

2、影响机电一体化设备可靠性的因素

2.1机械设备故障

机器设备需要长时间运行，运行过程中其各个部件都在持续运行，在不同的时刻会产生不同的运行参数。进行故障诊断工作时，一定要注意机械设备故障的动态特征，不要把收集到的数据资料作为判断机械设备故障的依据。另外，机械设备的故障一般呈现出无规律、难于预测、随机性大、不连续、模糊性等特点，如果长期超负荷使用，也会产生故障。机器设备发生故障的原因往往多种多样，因此开展故障诊断工作应结合复杂的实际情况。

2.2破坏、非破坏性故障

这两者的划分是根据机床、工件发生故障后是否损坏来确定的。破坏性故障比非破坏性故障造成的后果要严重得多，经常造成工件、机床的损坏，导致无法直接维修。发生非破坏性故障时，应根据故障情况了解故障原因，尽可能及时排除。

2.3有诊断指标、无诊断指标故障

随着科技的进步，智能控制技术或多或少会出现在机电设备中。有些先进的设备具有自诊断程序，能全面监测系统软硬件情况，发现故障后及时报警，为维修人员提供故障信息，便于维修人员判断故障位置、类型及进行相应的维修工作。开展此类故障诊断活动时，应熟悉系统诊断手册，提高对设备故障位置、诱因判断的准确性和及时性，并采取有效的处理措施。

3、提高机电一体化设备可靠性的方法

3.1优先维修主要设备

维修人员必须遵循先维修主要设备，再维修次要设备的原则。一旦发现设备故障，必须首先对设备的主要部件进行全面检修，这是因为主要部件对整个机电设备的运行起着核心支撑作用，一旦主要部件发生故障，就会影响到其他部件，从而导致整个设备的瘫痪。如果不排除主要部件的故障，就无法排除其他部件的故障，从而影响设备的检修效果。主要设备的维修难度比较大，若在第一时间维修次要设备将会分散维修人时间和精力，从而降低设备的维修质量，因此必须遵循先主要后次要的维修原则。

3.2坚持机械设计的可靠性原则

在设计之初要考虑到后期的产品故障管理以及设备的自动化处理能力，提高设备在各个工作环节的控制管理能力，做到设备对安全问题的自动诊断控制及处理要保证完全的脱离人工监控，让设备完全自动化。要让设备系统拥有安全诊断的能力，做到早检测、早处理，减少设备问题发生的概率，不断提升设备对于安全问题的敏感程度，及时处理发现的问题。在实际的使用中也要对操作人员进行相应的培训，保证工作人员在真正的出现安全问题时做出正确的反应，在生产的场所也要配备相应的安全处理设备，确保生产设备以及人员的安全。在设备的设计、生产、调试与应用各个环节严格把关，切实提高综合管理水平与风险应变能力。

3.3机电一体化设备的安装和调试

（1）安装。首先要由专业的工作人员对相关设备和部件进行全方位的检查，检查不符合安装标准的设备要进行更换，在这过程当中应该指派专业的人员对安装工作进行指导。在通常的情况下，机电一体化设备安装还会进行高空作业，这时候就要求工作人员在进行工作之前必做好充分的防护措施，佩戴安全帽和手套，并且还要对现场进行清场，这样才能够最大程度上降低机电一体化设备安装过程中安全隐患发生的概率，工作人员生命安全得到保障的同时，安装工作也可以正常地进行。（2）调试。第一，对电动机与控制系统进行细致的检查。首先，检查电动机电压和连接电源的电压是否相符，如若相符，则需要检查启动设备的接线正确与否。其次，将电动机的全部外部接线拆除，从而将不同机组间的电阻测量出来，确保电阻大小适宜后方可进行通电。再者，对接地线的牢固情况进行检查，确保截面大小与要求相符后方可开展下一步。此外，对电动机润滑系统进行检查，判断其性能政策与否，如若有螺栓移动的现象，务必要对其进行稳固处理。第二，对电动机电压进行检查。先是判断电动机和相应设备转动正常与否。随后观察电动机运行环节是否有杂音出现，同时转动方向正确与否，并且由此判断电动机是否出现接触不良、漏电等情况。

3.4对于自动化设备安全风险的评估

机械自动化设备正常工作并产生收益的前提是设备能够安全的运行，如果设备时常出现安全问题就可能对生产活动产生巨大的损失。这就要求设计人员要拥有一套完整的安全评估体系，从逻辑管理层面出发，不断改进技术优化设计，确保设备能够满足安全评估的基本要求。也要对设备进行多种模式的评估与优化，提高设备综合控制水平，同时也要保证相关工艺能够在设备安全的环境下正常运行与全面应用。

结束语

综上所述，机电一体化设备管理与维修已经成为时代发展的必然趋势。本文结合了机电一体化系统设备实际的故障分析，并提出了管理与维修的相关措施，希望能够提升修复率与作业效率、缩减企业成本有所裨益，不断推动类似行业的发展。

参考文献

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