故障综合诊断（共12篇）
故障综合诊断 篇1
高压电机因功率高、转矩大和抗冲击能力强等优点, 广泛应用于石油石化行业中。油田注水用离心泵, 炼化企业中的高压水泵、空气分离装置、液氨输送泵、蒸馏装置用加热鼓风机等广泛采用6k V和10k V高压电机驱动。中国石化HSE管理体系中, 高压电机的安全运行是重要的考核指标之一。石油化工企业工艺生产连续性强, 驱动重要设备的高压电机一旦中断正常工作, 将造成较大的经济损失, 同时有些重要生产过程的恢复困难, 对相关生产流程造成重大影响。此外, 高压电机容量较大, 发生故障时的破坏力也较大, 故障时可能引起负载和周围设备的损坏;当发生接地故障时, 高压电机外壳将直接带6k V或者10k V高压电, 严重威胁工作人员的生命安全。因此, 高压电机的状态检测和故障诊断是保证设备安全运行的重要工作。
1 振动监测
1.1 振动参量的选取
激振源是使被测物体产生振动的重要手段, 在主动式测量中应选用激振器作为激振源, 可以对被测物体施加振动特性已知的振动, 以充分了解研究对象的振动状态和各种振动参数。如果被测对象较大或其他原因, 无法对被测对象实施主动式测量, 则可以采用被动测量的方法, 即依靠自然振动, 如风、浪、地震等作用于被测物体上使其产生振动, 也可依靠振动体工作时所产生的振动作为振动源, 通过测量这些振动, 来分析被测物体的振动特性。
选用研究对象的工作振动作为激振源的另一个非常重要的作用是根据所测的振动值来判断机械工作的状态。由于机械的振动频率基本上在10~10 000Hz的范围内, 所以一般选用速度值作为测量参数。国际标准ISO 2372和ISO 3945把设备轴承座壳体上的振动速度值作为判断设备状态的标准。这种用全频域的振动速度值进行的诊断, 一般说来是有效的, 特别是对机械设备整体状态的故障有较强的诊断能力。振动速度的大小是诊断设备是否正常的最好指标之一, 因此ISO 2372和国家标准都选用了速度量作为评价标准, 但根据目前的测试水平, 速度量的直接测试比较困难, 一般都选取加速度量作为测试的主要参数, 然后采用模拟积分或数字积分的方法再得到速度量。
1.2 基于三轴加速度传感器的测试方法
通过振动监测准确进行故障诊断的基础和最重要的前提是振动数据的的准确采集, 也就是加速度的准确测量。传统的测试方法是在被测部位的3个垂直方向同时放置3个单轴加速度传感器。这种测试方法的缺点: (1) 测试时需要3个单轴传感器, 且数据采集接口也需要具备同时采集3个方向数据的能力; (2) 数据采集的同时性难以保证, 这直接影响到数据分析的准确性; (3) 设备的某些部位无法在3个方向放置传感器, 限制了这种方法的应用场合。为了解决传统加速度测试方法的不足, 本文提出了采用三轴加速度传感器进行振动测试分析的方法, 如图1所示。
目前的三轴加速度传感器大多采用压阻式、压电式和电容式工作原理, 产生的加速度正比于电阻、电压和电容的变化, 通过相应的放大和滤波电路进行采集[1]。三轴加速度传感器能通过1个数据通道同时采集3个方向的振动加速度的数据, 简化了测试的线路, 同时提高了测试数据的准确性, 由于只需1个检测探头, 大大增加了振动监测技术的应用范围。
2 电机电流监测
电机电流信号分析法, 简称MCSA (Motor Current Signal Analysis) , 通过分析电机定子电流, 研究其特征信号与故障的对应关系。检测人员可以从电机控制中心方便的评估电机的电气和机械运行状态。为了精确地分析, MCSA系统首先对采集的电压和电流信号进行傅立叶分解 (FFT) , 然后通过解调分析在工频信号中分离出特征频率用来鉴别故障类型和故障程度。
2.1 高压电机故障特征频率
由于MCSA和振动分析具有类似的规律, 因此绝大部分故障具有良好的可识别性:
1) 极通过频率 (ppf) 边带在线频的周围预示转子条故障, 且峰值越高, 故障的严重性也越大。
2) ppf的谐波边带时常与铸造气孔或转子条松动有关。
3) 在线频峰值周围产生“凸起噪声平台”的非ppf边带, 常与驱动负载松动或其他驱动问题有关。
4) “凸起噪声平台”的信号与松弛或空穴现象相关。
5) 电压中显示的峰值与电气问题相关, 如输入电源。电流中显示的峰值只与绕组和机械故障有关。
6) 与转速和线频无关的成对峰值通常与轴承问题相关。
2.2 转子分析
MCSA的基本能力之一就是对转子进行故障诊断。转子条断裂、静态偏心和动态偏心是MSCA可以评估转子问题的3种基本类型。转子条断裂通常被认为是因为基频附近存在滑差频率边带, 当这些边带达到或超过-35d B (正常应低于35d B) 时, 认为检测出现故障。例如, 一台60Hz电机系统中, 转速1 760rpm, 其旋转频率为:1 760/60=29.33Hz。同步频率为: (2×60) /4=30Hz, 那么滑差频率为: (30-29.33) ×4=2.68Hz。如果2.68Hz边带出现在60Hz频谱峰值左右, 并有-40d B大小, 那么转子就存在断条。
静态偏心可以在高频频谱中确定。静态偏心发生在中心频率CF (CF定义为:转子条数 (RB) 乘以转频 (RF) 或定子槽数乘以转频) 。CF即有线频的N倍边带, 其中N是奇整数。例如, 前面提到的1 760rpm电机, 已知RB为47, 其基本频率将是29.33×47=1 378.5Hz, 若存在静态偏心, 则CF有60Hz、180Hz等边带。动态偏心与静态偏心不同的是, 在静态偏心基本频率边带左右也有转频边带。表1为转子故障评价标准与建议。
2.3 定子分析
对电机绕组进行故障诊断, 首先确定定子槽通过频率 (SP) 。CF等于定子槽数乘以转频。当SP边带出现在CF左右时表明存在故障。例如, 29.33 (转频) ×42 (槽数) =1 231.9 (CF) 。如果CF有转频边带, 那么定子就存在机械的或电气的劣化。通过确定中心频率, 可以判断机械不平衡, 47 (RB) ×29.33 (RF) =1 378.5 (CF) 。定子典型故障频谱特征见表2。
3 综合故障诊断实例
3.1 测试方法
将振动监测与电机电流信号分析相结合, 对诊断结论相互印证, 综合诊断高压电机的运行状态, 从而实现高压电机故障的提前预警[2]。电机轴承振动检测中采用FLUKE810三轴加速度传感器, 其放置位置如图2所示。其中, 位置1为电机轴承的主动端, 位置2为从动端。采用美国Old Saybrook的测试仪器ATPOL对电机的电压电流进行采集[3], 测试过程中要注意: (1) 确认测量模式处于相—相测量方式; (2) 尽量准确获取电机参数, 包括名牌转速、额定电压、电流和功率, 此外轴承数据和定转子槽数有助于更准确地对注水电机进行故障诊断; (3) 电流测试时, 保证电流流向与电流钳标定正方向一致, 如果测试系统超过600V, 需通过CT和PT连接, 这时要正确输入CT和PT的变比; (4) 确定电压和电流正确的连接。三相相位差约为120°; (5) 采集10s电压和电流数据, 检查低频解调电流, 对转子和负载相关的运行状态进行故障诊断, 检查高频解调电流和电压, 诊断定子绕组和机械相关的问题[4]。
3.2 诊断结论
对某注水高压电机进行了轴承振动检测, 对加速度进行积分得到速度频谱图, 如图3所示。通过分析3个方向的振动频谱, 电机的轴承存在可能存在磨损故障[5]。同时采集了电机三相电压电流信号, 对数据进行了傅立叶变换和解调分析, 发现电机电流存在明显的谐波畸变现象, 原始电流波形和FFT波形如图4 (a) 、 (b) 所示。低频解调电流的分析表明, 电机的轴承可能存在机械方面的问题, 与振动监测给出的结论一致。检测人员将电机转子抽出检查, 发现轴承外套已经存在较严重的磨损现象, 验证了检测结果的准确性。在电机修理厂对该轴承进行了更换之后重新进行了测试, 结果显示正常。
4 总结
采用三轴加速度传感器进行高压电机的振动分析诊断可以同时采取3个方向的振动数据, 提高了诊断结果的准确性。通过与电机电流信号分析法相结合, 从而可以实现高压电机的综合故障诊断。本文分析了三轴加速度传感器的工作原理和测试方法, 将该方法应用于高压电机轴承的故障诊断分析, 采用电流信号分析法对高压电机的定子、转子的电气和机械工作状态进行了检测, 现场试验结果验证了该方法的准确性。
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故障综合诊断 篇2
浅议汽车发动机的异响故障如何进行综合诊断
汽车正常运行时,其发动机各工况运行应可靠平稳.当汽车发动机出现异常响声时,应立即停车检查.基于汽车发动机异响特性的分析,本文综合阐述了汽车发动机诊断及排除常见异响故障的基本方法.
作 者：江维金 余瑞锋 作者单位：深圳市特种设备安全检验研究院刊 名：广东科技英文刊名：GUANGDONG SCIENCE & TECHNOLOGY年，卷(期)：“”(2)分类号：U4关键词：汽车发动机 异响故障 综合诊断
采煤机故障诊断与故障预测分析 篇3
关键词：采煤机；故障；预测
随着当代工业生产不断的深入，用到的大型机械设备也越来越多，运行体系越来越复杂，成本与规模逐渐变大。系统与机械设备密不可分，这就增大了设备发生故障的概率。在实际生产中，采煤机的工作环境十分复杂，很容易在运行中出现问题，而且采煤机对煤炭的生产是非常重要的。所以，必须诊断和预测采煤机在实际运行中的故障。
1 采煤机的结构以及故障情况
1.1采煤机的结构
对于煤矿企业而言，其发展与生存与采煤机的安全运行密切相关，而且采煤机的作用就是实现装煤与落煤。电气装置系统、附属装置系统、结构装置系统、牵引装置系统共同组成了双滚筒采煤机的工作系统，相对应的机构则构成了双滚筒采煤机。
采煤机具有其自身独特的外观。采煤机的动力来源就是电气设备，它可以让采煤机完成牵引与传动工作，此外，这个设备中的电动机还具备耐高温性能，可通过定子水冷，更好的加强采煤机的高能性与安全性。采煤机能够在工作面一直工作是因为牵引装置的作用，它能够及时将煤炭传输都特定位置。采煤机还能够在地下深处获取煤炭，这是因为其具有截剂装置，它的工作是利用摇臂不规则摆动的原理，刮落煤矿。
1.2 采煤机经常出现的故障的原因
采煤机的工作环境较为复杂，组成的装置也特别多，所以，在实际运行中很容易出现问题，通常都在液压装置、机械装置以及电气装置中出现故障。而且，电气装置中的问题包含多个位置，比如：变频器、电机等。
温度接点断开是电机部分最主要的故障方式，使得设备不能正常运行，所以，应该通过短接的方法，让设备恢复正常。采煤机无法牵引、液压牵引部分温度过高、牵引时发出特殊响声这些都是液压装置出现的故障。机械装置的问题通常出现在齿轮以及轴承上，轴承上通常会出现温度过高以及发出特殊响声的情况，这就需要暂时停止设备的工作。齿轮主要是因为设备运行时间过长，致使润滑油消耗殆尽，使得机械之间的摩擦增大，最终会使齿面遭到磨损破坏。
2 采煤机故障预测与问题诊断方法
2.1 温度监测
当设备在运行中出现了零件方面的故障后，最明显的就是温度急剧升高。我们可以利用传感器测量零件的温度，及时了解设备之间的状况。对于采煤机而言，在线温度测量具有高效性。比如：当采煤机中出现了轴承摩擦的状况，其中的温度会急剧升高，这时温度监测能够及时发现并准确的找出出现问题的位置，而且温度监测还能够同时对多个目标进行监测，并能够准确记录有关数据。此外，温度监测不单单能够监测采煤机内部状况，还可以监测采煤机运行现状，同时还能对采煤机故障进行预测。
2.2 铁谱分析
通过上述，磨损是机械设备中最长出现的故障，而利用采集与分析磨损碎屑颗粒方法能够有效地分析出设备的运行状况。润滑油经过高强度磁场的运行环境，使得碎屑颗粒可以在重力以及磁场力的作用下，由大到小的顺序落在基片上，这一系列过程就是铁谱分析过程。然后在借助通透的谱片，可以有效的观察磨损碎片，最后，通过分析碎片的数量，并按照收集到的碎片形状与数据能够有效分析出磨损位置与起因，从而，实现机械设备故障的诊断工作。
2.3 专家系统
采煤机出现故障时，通常会出现隐蔽性与繁琐性，使得人们很难及时的诊断出具体位置。专业系统是通过专业的知识进行模拟过程，用来分析故障的系统。经验知识以及事实知识是专家系统的组成部分。其中，事实知识是通过广大学者共同创造出来的使用数据，而经验知识则是通过实际生活中总结出来的。利用专家系统预测与诊断采煤机在实际运行中出现的问题，首先就是总结现场故障的信息，之后以此为前提建设知识库。
2.4 人工神经网络
功能模拟以及神经元网络结构是人工神经网络的重要组成部分，人们可以通过分析采煤机在实际运行中出现的故障信息判断故障产生的原因与具体位置之间的联系。
3 故障诊断方法发展趋势探讨
在采煤机故障诊断方法中，人工神经网络和专家系统相结合的智能故障诊断方法由于其结合两中方法的优势，前景十分光明。神经网络对浅层次的经验推理较为实用，以数值计算为主，专家系统对深层次的逻辑推理较为实用，以符号推理为主。这两种方法结合起来主要有3种模式分别为：以专家系统为主，以神经网络为辅。系统的主要功能通过前者实现，而后者主要用来对规则的改善、补充等；以神经网络为主，以专家系统为辅。作为辅助的专家系统主要有两大功能：一是为神经网络提供所需的预处理，二是为神经网络提供专家解释；并列协调式。神经网络、专家系统相互独立，相互协调，将二者独立执行的某些功能进行组合，发挥二者优势。
4 故障诊断注意事项
第一，在采煤机进行检修时，必须将电源彻底断掉。在断除电源后，不可立即拆机检查，还需等变频器中间电路电容放电完毕后在进行检查，因为电容残留的电压很高，会对人身安全造成威胁。第二，通常为了便于维护工作，变频器的所有动力线一般于前侧布置，但同时却带来了触电隐患，所以，即使在地面试车时，也禁止开盖送电。第三，注意隔离开关不能进行带负荷通、断操作，主要作用只是电气隔离。第四，一般停牵引时尽量不要急按“急停”键，应该优先采用操作站或遥控器的“停牵引”键或控制盘的“启/停”键来进行操作。这是由于变频器的直流电容器组的最大允许充电次数是5次/10min。
5 结语
采煤机是一个具有液压、电气、机械的大型设备，一旦出现问题，就会使得整个采煤工作终止，给企业带来巨大的经济损失。随着社会的不断进步，采煤行业得到很大的发展，采煤机的性能越来越强大，组成也越来越复杂。所以，明确和掌握采煤机的工作原理以及结构，使其在实际运行中出现的故障率降低是非常有必要的。
参考文献
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变压器故障原因的综合诊断 篇4
高压常规试验作为电气设备预防性试验的重要方法, 对于故障的发现诊断更直接、有效和具体, 成为绝缘监督必不可少的手段, 但用任何一种试验方法判断故障都不是孤立的, 它们往往可以互相补充, 互相提供特性参数[1]。大型电力变压器绝缘常规试验是判断其绝缘水平的项目之一[2]。本文一台220k V变压器发生故障后, 综合利用多种测试方法进行分析, 准确判断出了变压器缺陷的过程。
1 缺陷发现经过
2013年8月5日, 220 k V某变电站站#1主变 (SFSZ10-180000/220, 出厂序号002904) #1主变非电量保护本体轻瓦斯动作。
根据保护录波, 初步判断为#1主变内部发生了轻微故障。#1主变非电量保护本体轻瓦斯动作, 现场对主变检查也发现有瓦斯气体。
2 试验数据汇总
故障发生后, 试验人员对故障变压器进行了绕组变形试验、变比试验、常规预防性试验和绝缘油油色谱分析试验。经试验发现:#1主变A相变高绕组直阻偏大, 且三相不平衡;A相变高绕组侧存在轻微变形;变压器绝缘油中乙炔含量较以往有明显增长[3]。具体数据如下。
2.1 高压电气试验数据
2.1.1 绕组变形测试
为了避免其他测试方法在变压器中产生剩磁对绕组变形测试的影响, 试验人员选择首先进行绕组变形测试。测试数据如图1、表1。
注:HOA-HOC、HOA-HOB、HOC-HOB分别表示主变高压侧绕组AC相之间、AB相之间、CB相之间的曲线相关系数;RLF为曲线在低频段;RMF为曲线在中频段;RHF为曲线在高频段。
由图1的#1主变绕组变形图谱可以看出, #1主变高压侧A相绕组在1 k Hz以下的频段发生了漂移, 而在1 k Hz以上的频段并没有明显异常[4]。同时根据DL/T 911-2004《电力变压器绕组变形的频率响应分析法》导则, 由表1中给出的频率响应特性曲线的相关系数可以看出, 主变高压侧A绕组变形在低频段属于轻度变形的范畴 (2.0>RLF≥1.0) , 其他频段数据正常[4]。
综上, 变压器高压侧A相绕组可能发生轻微变形或匝间、层间、饼间短路。
2.1.2 直流电阻试验
现场试验人员进行了绕组直流电阻测试。变压器三相绕组直流电阻不平衡率超过规程规定, 变压器高压侧AN绕组比BN、CN偏大1100 mΩ, 变低绕组直流电阻数据正常。从数据分析变压器高压绕组存在缺陷, 低压绕组正常[5]。
2.1.3 其他试验
高试班对#1变压器还进行了套管试验、本体介损及绝缘试验, 试验结果合格。
2.2 油化试验数据
故障发生后, 现场查看瓦斯继电器, 下部集气盒未见瓦斯气体, 上部集气盒发现约有1/4气体。
跳闸1 h后在主变本体下部取样阀、中部取样阀取样并进行色谱分析;跳闸5 h后在主变本体下部取样阀、瓦斯集气盒取油样及瓦斯气样分析, 测试结果见表2。
由表2跳闸后故障数据分析如下:
1) 从表2中跳闸后1 h和跳闸后5 h试验数据计算总烃绝对产气速率和相对产气速率分别为36206ml/d和60661%/月, 远远超过注意值, 说明设备内部存在严重的高能量故障。
2) 从特征气体含量和组成分析, 氢气、乙炔组分含量高且为总烃主要成分, 其次是甲烷、乙烯组分, 瓦斯气中一氧化碳含量较高, 可判断变压器存在持续时间较短而发展较快并涉及固体绝缘的放电性故障。
3) 运用三比值法对跳闸后1 h和5 h色谱试验数据进行计算, 得编码组合为:1、0、2, 由此判断该主变内部发生高能量电弧放电[6]。
综上所述, #1主变缺陷原因变高A相绕组某处存在电弧放电缺陷, 导致相应的保护动作, 跳开三侧开关, 从而产生了大量的因高能量电弧放电生成的特征气体。
3 吊罩检查
2013年9月16日, 厂家对主变进行进一步检查, 发现主变A相变高绕组底部第3饼第2匝外侧与第3匝内侧之间绕组熔断;第2饼第2匝外侧与第3匝内侧之间绕组熔断, 有明显放电灼烧痕迹;底部第3饼绕组和第2饼绕组间出现油路。
4 结语
根据吊罩发现的缺陷分析认为:该主变缺陷原因为变高A相绕组第三饼第二匝外侧与第三匝内侧绝缘磨损, 产生电弧放电, 进而导致匝间短路, 匝间短路进一步发展, 电弧放电延伸至第二饼绕组, 导致第三饼绕组与第二饼绕组发生饼间短路造成主变跳闸。
厂家对A相绕组进行从绕后, 出厂试验合格。
此次利用多种试验方法综合分析, 准确地判断了故障点, 对于后续吊罩检查提供了参考, 缩短了故障查找、修复时间。
参考文献
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网络故障诊断初探 篇5
一.引言
世纪之交，全球因特网高速发展。抓住机遇，迎接挑战，我国的网络建设方兴未艾。政府上网工程拉开序幕，网络建设的新高潮已经到来。网络诊断是管好、用好网络，使网络发挥最大作用的重要技术工作之一。本文首先简单介绍网络及路由器的基本概念，简述分层诊断技术，结合讨论路由器各种接口的诊断，综述互联网络连通性故障的排除。
二.网络与路由器概述
网络诊断是一门综合性技术，涉及网络技术的方方面面。为方便下面的讨论，首先简单回顾一下网络和路由器的基本概念。
1.计算机网络是由计算机集合加通信设施组成的系统，即利用各种通信手段，把地理上分散的计算机连在一起，达到相互通信而且共享软件、硬件和数据等资源的系统。计算机网络按其计算机分布范围通常被分为局域网和广域网。局域网覆盖地理范围较小，一般在数米到数十公里之间。广域网覆盖地理范围较大，如校园、城市之间、乃至全球。计算机网络的发展，导致网络之间各种形式的连接。采用统一协议实现不同网络的互连，使互联网络很容易得到扩展。因特网就是用这种方式完成网络之间联结的网络。因特网采用TCP/IP协议作为通信协议，将世界范围内计算机网络连接在一起，成为当今世界最大的和最流行的国际性网络。
2 .为了完成计算机间的通信，把每部计算机互连的功能划分成定义明确的层次，规定了同层进程通信的协议及相邻层之间的接口和服务，将这些层、同层进程通信的协议及相邻层之间的接口统称为网络体系结构。国际标准化组织(ISO)提出的开放系统互连参考模型(OSI)是当代计算机网络技术体系的核心。该模型将网络功能划分为7个层次：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。
3 .TCP/IP即传输控制协议和网间互联协议是一组网络协议。TCP/IP起源于美国ARPANET网，发展至今已成为因特网使用的标准通信协议。使用TCP/IP能够使采用不同操作系统的计算机以有序的方式交换数据。
4 .路由器是一种网络设备，是用于网络连接、执行路由选择任务的专用计算机。路由器工作于网络层，对信包转发，并具有过滤功能。路由器能够将使用不同技术的两个网络互连起来，能够在多种类型的网络之间(局域网或广域网)建立网络连接。它将处在七层模型中的网络层的信息，根据最快、最直接的路由原理从一个网络的网络层传输到另一个网络的网络层，以达到最佳路由选择。同时在内部使用高档微处理器，用高速的内部总线连接适合各种网络协议的接口卡。并具有多种网管功能，能监视与路由器相连接的一些网络设备和它们的配置运行情况。
5 .CISCO路由器是目前网络建设中使用最多的一种路由器，有多种档次、多种系列，目前常用的当属2500系列，本文以2500系列为例讨论。2500系列路由器是固定接口的多协议路由器，支持CISCO IOS全部功能。根据特定的协议环境分为以下四种类型：固定配置的路由器(2501)、带HUB口的路由器(2507)、摸块化的路由器(2514)和访问服务器(2511)。它们结构简单、操作方便、易于配置和管理，是一种用于小规模局域网和广域网网络层中继的路由设备。
6.CISCO IOS是CISCO所特有的互连网操作系统，所有的CISCO产品都运行IOS，IOS将它们无缝连接在一起协同工作。给用户提供一个可支持任意硬件界面、任意链路层、网络层协议的可扩展的开放型网络。IOS支持众多的协议，包括各种网络通信协议和路由协议等。CISCO IOS已成为工业界网际网互联的事实标准。CISCO IOS提供几种不同的操作模式，每一种模式提供一组相关的命令集、不同的操作权限和操作功能。基于安全目的，CISCO用户界面中有两级访问权限：用户级和特权级。第一级访问允许查看路由状态，叫做用户EXEC模式，又称为查看模式;第二级访问允许查看路由器配置、修改配置和运行调试命令，叫做特权EXEC模式，又称为配置模式。在特权级中，按不同的配置内容，可进入不同的配置模式，如全球配置模式、接口配置模式、线配置模式等。
三.网络故障诊断概述
网络故障诊断应该实现三方面的目的：确定网络的故障点，恢复网络的正常运行;发现网络规划和配置中欠佳之处，改善和优化网络的性能;观察网络的运行状况，及时预测网络通信质量。
网络故障诊断以网络原理、网络配置和网络运行的知识为基础。从故障现象出发，以网络诊断工具为手段获取诊断信息，确定网络故障点，查找问题的根源，排除故障，恢复网络正常运行。
网络故障通常有以下几种可能：物理层中物理设备相互连接失败或者硬件及线路本身的问题;数据链路层的网络设备的接口配置问题;网络层网络协议配置或操作错误;传输层的设备性能或通信拥塞问题;上三层CISCO IOS或网络应用程序错误。诊断网络故障的过程应该沿着OSI七层模型从物理层开始向上进行。首先检查物理层，然后检查数据链路层，以此类推，设法确定通信失败的故障点，直到系统通信正常为止。
网络诊断可以使用包括局域网或广域网分析仪在内的多种工具：路由器诊断命令;网络管理工具和其它故障诊断工具。CISCO提供的工具足以胜任排除绝大多数网络故障。查看路由表，是解决网络故障开始的好地方。ICMP的ping、trace命令和Cisco的show命令、debug命令是获取故障诊断有用信息的网络工具。我们通常使用一个或多个命令收集相应的信息，在给定情况下，确定使用什么命令获取所需要的信息。譬如，通过IP协议来测定设备是否可达到的常用方法是使用ping命令。ping从源点向目标发出ICMP信息包，如果成功的话，返回的ping信息包就证实从源点到目标之间所有物理层、数据链路层和网罗层的功能都运行正常。如何在互联网络运行后了解它的信息，了解网络是否正常运行，监视和了解网络在正常条件下运行细节，了解出现故障的情况。监视那些内容呢?利用show interface命令可以非常容易地获得待检查的每个接口的信息。另外show buffer命令提供定期显示缓冲区大小、用途及使用状况等。Show proc命令和 show proc mem命令可用于跟踪处理器和内存的使用情况，可以定期收集这些数据，在故障出现时，用于诊断参考。
故障综合诊断 篇6
关键词：飞机航电系统；故障；分析方法；诊断系统
在飞机航线维护以及飞机检修过程中，几乎每天都要面对各种各样的故障，由于飞机类型较多，且航电系统复杂，外加故障原因与环境、设备、人员等多种因素相关，因此对飞机航电系统故障进行准确诊断并及时排除故障对飞机安全航行有重要意义。以下将从飞机航电系统概述分析入手，逐步探讨了航电系统故障的分析和诊断方法。
一、飞机航电系统概述
目前通常采用的飞机航电系统为G1000航空电子系统，该系统具有高度集成的特征，内部包括高频通信收发机、GPS收发机、等航空通讯电子设备，同时在机舱内配备了两台高分辨率的高精度液晶显示屏。该航电系统充分应用了飞机的操控特征、大气数据和以太网连接通信领域内的数据成果，具备功能性与实用性。系统将航空电子设备和仪表操作显示集成到一个单独的显示系统内，用液晶电子显示替代传统的机械仪表，从而让航行信息具备高灵活度，但航电系统在带给航空人员便捷的同时也给设备维护人员带来了一定的困难。
G1000子系统则包括飞行仪表显示系统和导航与通信系统。飞行仪表显示系统主要负责为主系统提供飞行参数，例如航向、高度、外界大气参数、飞行姿态等，信息均可在PFD显示屏中显示。导航与通信系统则主要起到导航与通信功能，音频信号通过数字传输通道送入音频板，GPS信息则传送到MFD和PFD显示屏中进行处理。
二、飞机航电系统故障分析方法和诊断系统
1.航电系统故障
航电系统中最容易出现的是数据链路故障，由于数据链路状况主要以不同颜色的框框来进行区分，红色表示确定链路失效，黑色表示链路不明，系统无法准确识别，绿色则表示链路正常，例如PFD显示屏ARINC 429中1号通道状态框显示为红色，则提示航电系统故障与LRU GRS77相关，即PFD与航向基准系统间的链路失效。
2.通讯导航系统故障
在通讯导航系统中最常见的的故障表现形式如下：（1）COM信号接收发送故障；（2）GPS信号不正常，无法获取到卫星数据；（3）NAV信号收发异常以及G/S信号接收不到等等。其中，COM信号故障又可分为COM信号干扰、弱信号、无通信音等等。在正常情况下，航电系统均能对各类故障提供预警信息，实际操作中按下ALERT键即可看到显示屏中显示的故障预警信息，相关警告包括COM、NAV以及G/S等，在进行故障分析和排除过程中可借助相关信息对故障发生缘由进行查找，或进一步确认故障是否发生。
3.仪表系统故障
在航电系统姿态信息传递到各子系统的过程中，需要与多种类型的传感器共同作用，如倾斜传感器、加速度传感器等，仪表系统组间则主要负责对姿态参数信息进行采集，并将其传入姿态航向系统中，在该系统中，信息传递或者显示任何环节有误或者收到外界干扰均会导致姿态信息显示异常，从以往的故障数据调查以及飞行手册中可总结出仪表系统故障的主要原因，具体如下：（1）发动机振动导致仪表断线。（2）显示屏或者GRS构型文件和软件失效。（3）各模块间数据通道失效。（4）仪表插头脱落或接触不良。
从故障类型来看，主要包括人为因素故障、系统自身元件故障、组间配置故障、参数错误等。
4.飞机电源故障诊断系统结构
机载电源主要有飞机发电机供电，若发电机故障则由机载蓄电池续电，通常情况下，飞机电源需维持三种状态，（1）有地面电源供电时，即使发电机运行正常，也不能向飞机上的设备供电；（2）断开地面电源后，飞机发电机恢复正常供电，同时蓄电池自动充电；（3）发电机故障无法供电时，蓄电池自动供电保证安全运行。
当电源供电关系不符合上述三种逻辑时，则提示飞机电源系统出现故障，需进行及时处理。电源故障诊断系统结构按电源类型可分为地面电源、发电机以及蓄电池三种，具体可通过发电机故障灯来对电源故障进行诊断。（1）地面电源电压超过28.5V，机内大功率用电设备正常工作，发电机故障灯燃亮。（2）发电机电压超过28.5V，机内大功率用电设备正常工作，发电机故障灯不亮。（3）蓄电池电压低于24V，机内大功率用电设备不工作，发电机故障灯燃亮。检修人员可根据正确逻辑和故障分析系统结构予以判定。
5.专家系统知识库构成和诊断分析方法
在飞机航电系统故障诊断领域专家系统应用极为广泛常见的有三种结构——基于规则、框架以及模型的专家系统结构。本文主要对基于规则的专家故障诊断系统结构进行探讨。在该系统中分别包括长期存储模型和短期存储模型，主要存储由规则激发而推断出的新的故障事实，存储器与推理机相互作用，并以规则知识库为主要数据支持，通过对故障模式进行匹配从而得出准确的故障诊断信息。知识库主要通过规则进行表示，例如常见的CLIPS是常见方法，每条规则代表一组因果关系，此外框架也是知识表示的一种形式，与高级语种对象类似，可提供一种更为方便的结构来准确表示常识性知识。创建知识库时，需对现有知识按照特定逻辑进行编程，利用规则和框架表示将故障知识加入到知识库体系当中，从而为故障推理提供依据。
三、结语
综上，排除飞机航电系统故障是保证飞机安全航行的首要前提，在具体诊断过程中，需对航电系统以及子系统进行严格的故障检定，例如通讯导航、电源、仪表系统等，可采用专家系统进行故障诊断，提高诊断的准确率，方便工作人员进行排故处理，为飞机安全航行提供保障。
参考文献：
[1]杨鑫. 西锐飞机远景航电系统简介及故障分析[J]. 科技资讯， 2015， 13（12）：16-16.
[2]李璠， 毛海涛. 飞机机电作动系统故障模式分析与故障诊断方法[J]. 航空维修与工程， 2016（3）：47-50.
[3]龙欣欣. 飞机航电系统故障排除方法分析[J]. 黑龙江科技信息， 2014（25）：59-59.
振动筛综合故障的辨识诊断分析 篇7
大型直线振动筛是沥青混凝土拌合设备中的主要设备之一。作为振动机械,不仅工作强度大,而且工作环境十分恶劣,容易产生故障,如无法启动或振幅小、物料流运动异常、筛分质量不佳、正常工作时筛机旋转减慢、轴承发热等。在整个的生产流程中,振动筛分是重要的一个环节,因此,振动筛能否正常工作显得十分重要,对振动筛振动故障状态辨识方法的研究具有非常重要的现实意义。本文通过采集正常状态的振动信号和设备发生故障状态后的振动信号,对这些不同状态的信息进行故障特征辨识、故障机理分析,从中找出故障原因,从而达到对振动筛故障状态进行辨识的目的。
1振动筛振动数据的采集
振动筛在高速旋转的激振器离心力的作用下做连续振动,在其筛面上实现物料的筛分作业。整个筛箱由4个螺旋弹簧支撑,筛箱侧板支撑方向加有纵向加强筋板,侧板中部和安装弹簧支撑座处的外侧衬有加强板。
为使物料能够自动分级,振动筛的筛面为组筛。有4个～6个叠放的筛子,每个筛子的筛孔大小不同,最上面的筛子筛孔最大,向下筛孔依次减小;筛子有一定的倾斜角度,每个筛子倾斜的下端对着一个料仓,不同的粒料进入不同的料仓。振动筛的工作原理见图1。
由于振动筛振动信号的频率成分很丰富,频带很宽,并且故障信息常常反映在中频段和高频段,所以测量振动所用的参数基本上是加速度。本文中加速度单位选用g,1g=9.8m/s2。测试采用稳态正弦激励信号,振动响应传感器采用三轴加速度传感器,型号为8638M004,由瑞士KISTLER公司生产,具有体积小、重量轻、灵敏度高的特点。其已经将放大器集成在加速度计的壳体内,完成了电荷放大、阻抗变换的功能,所产生的是低阻抗的电压信号,因而容易与后置仪器相匹配;可同时测量3个方向的振动,其测量范围为±10g,响应频率为22kHz,工作温度为0℃～65℃,灵敏度为500mV/g。本动态数据采集系统采用美国DataPhysics公司16通道数据采集器。
1.1 传感器布置
在数据采集中,我们选用4个三轴加速度传感器(8638M004型)分别测试如图2所示的4个位置的x、y、z三方位的数据,总共12个信号。因此,采用美国DataPhysics公司16通道数据采集器的前12个通道对数据进行采集。
1.2 振动数据基本参数
加速度传感器的灵敏度(mV/g): 500;
振动筛激振器激励: 正弦激励;
振动筛激振器(变频后)转速(r/min): 1 000;
数据采样时间(s): 25;
数据采样频率(Hz): 327.68;
采样点数: 8 192。
1.3 数据的采集
振动筛的振动信号通过加速度传感器转化为电压信号,再通过16通道数据采集器的12个通道将信号变换成数字信号,然后进入计算机中,对信号进行显示与处理。数据采集过程见图3。
2振动数据信号的处理
利用传感器采集的数据含有许多噪声和干扰,因此需要对信号进行处理后才可以用于故障诊断。振动数据的处理步骤如下:
2.1 采样数据的标定变换
我们令采得的数据为x(i)(i=1,2,3,…,8 192),x(i)为电压值,单位为V,因此,要换算成加速度。前边提到采集数据使用的加速度传感器的灵敏度为0.5V/g。令与x(i)相对应的加速度值为y(i)(i=1,2,3,…,8 192),其单位为g。则y(i)与x(i)的换算关系为:y(i)=2x(i),这样就把测得的电压值转换为加速度值。
2.2 消除多项式趋势项处理
由于放大器会随温度变化而产生零点漂移、传感器频率范围外低频性能的不稳定以及传感器周围环境的干扰,因此在振动测试中采集到的振动信号数据往往会偏离基线,甚至偏离基线的大小还会随时间变化。偏离基线随时间变化的整个过程被称为信号的趋势项,趋势项直接影响信号的正确性,应该将其去除[1]。
2.3 振动信号的小波降噪
一般地,噪声信号多包含在具有较高频率的细节中,从而可利用门限阈值等形式对所分解的小波系数进行处理,然后对信号进行小波重构即可达到对信号降噪的目的。可用MATLAB中的wden函数对所测得的振动信号进行一维自动降噪[2]。
2.4 对信号的其它处理
包括振动信号的时域处理和振动信号的频域处理。
3激振频率的确定
由于振动筛激振器经过变频器变频后转速为1 000r/min,因此,可以求得激振器激振频率fj=1 000/60=16.7Hz。因此,工作频率为16.7Hz。
4故障分析
正常状态和故障状态的加速度信号的有效值与工作频率16.7Hz处的功率谱幅值分别列于表1和表2。由表1发现正常状态时,1号传感器、2号传感器、3号传感器和4号传感器x方向在工作频率16.7Hz的幅值为-20.72dB、-7.809dB、-12.84dB、-7.603dB;而由表2发现故障状态时,1号传感器、2号传感器、3号传感器和4号传感器x方向的幅值为2.709dB、2.668dB、-14.06dB、3.234dB,幅值明显增加。
再看4个传感器正常状态和故障状态的加速度有效值。正常状态时,1号传感器、2号传感器、3号传感器和4号传感器x方向的有效值分别为0.001 9g、0.007 8g、0.001 9g和0.008 4g;故障状态时,1号传感器、2号传感器、3号传感器和4号传感器x方向的有效值分别为0.023 2g、0.025 4g、0.010 8g和0.015 8g。4个传感器x方向的加速度有效值明显增大,因此判断这是由于激振器不平衡造成的。
再观察3号传感器和4号传感器在z方向激振频率处的功率谱幅值,在正常状态时分别为25.84dB和24.84dB,而在故障状态时分别为26.95dB和26.66dB,有急剧的增大;而3号传感器和4号传感器在y方向激振频率处的功率谱幅值,正常状态时分别为21.85dB和23.56dB,故障状态时分别为22.09dB和23.17dB,增加不大,分析认为那部分增加的幅值是由于激振器不平衡造成的。同时观察1号和2号传感器在y、z方向的幅值变化,发现变化不是太大。根据机械故障诊断的经验知识,机械松动故障的特点是:松动可在松动方向产生振动,方向性很强[3]。由此可以判断在3号与4号传感器之间有机械松动。经过实际检查发现,横梁1与筛箱侧板的联接螺栓有松动。
5小结
本文介绍了振动筛振动数据的采集和对采得的数据的具体处理方法,并最终通过分析经过处理后的4个传感器x、y、z3个方向的振动数据,发现故障特征,分析故障产生的机理,最终实现故障的辨识。
通过以上辨识分析,发现振动筛的故障是由振动筛激振器不平衡和横梁1与筛箱侧板联接螺栓松动引起的综合性故障。由于振动筛激振器不平衡,物料在行进过程中,在筛箱内分布不均,物料透筛性能下降,影响筛分效果,同时由于激振器激振力增大,也使振动筛能耗增加。而横梁1与筛箱侧板联接螺栓的松动,则会使振动筛结构强度下降,同时也使振动筛的振动噪声增大。
参考文献
[1]王济,胡晓.MATLAB在振动信号处理中的应用[M].北京:中国水利水电出版社,知识产权出版社,2006.
[2]飞思科技产品研发中心.小波分析理论与MATLAB 7实现[M].北京:电子工业出版社,2005.
[3]崔宁博.设备诊断技术——振动分析及其应用[M].天津:南开大学出版社,1988.
故障综合诊断 篇8
一、无绝缘轨道电路故障综合诊断现状分析
目前, 在针对无绝缘轨道电路方面的铁路现场故障诊断检测方法主要是利用铁道管理部门或各铁路分部的电务检测车进行区域巡视检测。电务检测车进行无绝缘轨道电路故障检测具有自身的优势, 例如其检测精度高, 不宜出现误检或者漏检现象的发生。但不得不说的是电务检测车虽然检测精度高, 但其在工作进程中需要进行软件和硬件设施的配套辅助, 才能够实现精确的检测和故障诊断。这一结果就会造成采用电务检测车诊断无绝缘轨道电路故障的成本升高, 检测缺乏时效性等特点。因此为进一步完善无绝缘轨道电路故障综合诊断方法, 本文将介绍分析基于遗传算法的故障综合诊断策略。
所谓的遗传算法是指通过模拟自然界的进化过程, 进行全局性的搜索和最优化处理, 需找所需的可行解, 并对可行解集结成的群体进行进一步的模拟演化, 并有针对性的对群体中的个体进行筛选、交叉以及变异等操作, 最终筛选出所需的最优个体解。遗传算法有其自身的优势, 例如隐性并行性、强鲁棒性以及高效性, 其在铁路交通运输方面的应用也得到了前所未有的推广, 已经应用到轨道养护决策、列车运行模拟以及牵引供电系统可靠性建模等诸多方面。
二、基于遗传算法的故障综合诊断策略
2.1基于遗传算法的故障综合诊断策略的工作原理
遗传算法应用于无绝缘轨道电路故障综合诊断策略方面首先要考虑的问题是如何解决和应对传统故障综合诊断方法所具有的弊端, 并有效对轨道中出现的各种故障, 如电容不足以及道咋电阻偏低等的解决应对。所以, 遗传算法在应对以上问题时, 是建立在传输线理论的基础之上, 通过构建仿真模型用以解决机车信号感应电压幅值包络。结合GA的优势特长, 有效的应对无绝缘轨道电路故障的综合诊断。
2.2基于GA的故障综合诊断策略的基本原理
基于GA的无绝缘轨道电路综合诊断策略包括初始化算法、机车信号感应幅值包络的仿真计算、遗传进化操作以及故障评价等在内的工作环节。其中对算法的策略设计、参数染色体编码以及种群的初始化是组成遗传算法初始化的三个重要环节, 而基于遗传算法初始化之上, 进行电压幅值包络的仿真设计, 并进一步开展变异、交叉、选择的算子计算, 以此寻找到最佳的染色体, 为进行故障的评价提供参考依据。所谓的故障评定是指通过对比分析当前轨道电路条件下所需要的补偿电容和道咋电阻的最低限值与所得到最优个体值, 从而提出合理科学的故障评价结果。
三、结论
实践证明, 遗传算法在无绝缘电路故障综合诊断策略的应用具有极强的灵活性和适应度, 且能够提供精确的故障评价结果。此外, 基于遗传算法的无绝缘轨道电路故障综合诊断方法中采用补偿单元作为分段单位, 等效条件下的参数均匀分布的传输线模型, 更加贴近于无绝缘轨道电路的实际运行情况。综合而言, 无绝缘轨道电路故障综合诊断策略随着技术的不断进步也得到发展, 其中基于遗传算法的故障诊断方法更加适用于轨道电路故障的检测, 为无绝缘轨道电路故障的检测提供了一种有效的方法。
参考文献
[1]张玮.铁路电务检测车的开发及应用[J].铁路计算机应用.2009 (03)
[2]赵林海, 穆建成.基于AOK-TFR的轨道电路故障诊断方法[J].西南交通大学学报.2011 (01)
故障综合诊断 篇9
1 综合故障诊断维修体系在外军战机中的应用
美国B-1A飞机采用了机载中央综合测试系统 (CITS) , CITS是一个与飞机航空电子系统和非航空电子系统相连、但又完全独立的测试系统。它是通过一个机载数字计算机和一个存储的实时软件来对飞机实施测试, 该系统具有下述能力:测试并检查飞机分系统在飞行中和地面上的性能;向机组人员显示故障分系统的使用模式;识别故障并将其隔离到故障的LRU (利用机载手段) ;在尽可能不使用地面设备的情况下, 为地面进行故障识别和隔离 (LRU) 提供测试数据和测试结果;记录故障及趋势数据并打印故障数据。为了完成上述功能, CITS可提供下述三种情况的信息:飞行中飞机的性能信息、地面时飞机的战备完好性信息和故障隔离信息[1]。
俄罗斯SU-37、SU-47飞机采用综合信息系统, 使整个装备故障定位可达到单个的插件级。在飞行中发生故障时, 综合信息系统的显示器将向飞行员提供有关故障和建议如何纠正的信息或指示下一步的操作, 这些信息同时以语音形式给出。
“阵风”是21世纪法国海空军的主力战斗机, 在可靠性、保障性、测试性、持续能力和机动部署能力等方面都进行了较大改进。“阵风”飞机上的所有系统都由集成在任务计算机中的状态监测系统 (HMS) 进行实时监控, 可对故障进行精确的定位。该系统还对机体的部件进行单个跟踪, 监控疲劳情况。这种独特而完全自动化的监控系统有助于缩短飞机的再次出动准备时间, 便于排故和修理, 大大减少对地面保障设备的需求。测试性目标要求可达到95%的故障检测率, 并能检测所有安全关键的故障。
F-2 2是美国空军用以代替F-1 5的第四代战斗机, 是美国21世纪空军的主战飞机。F-22采用机载综合诊断系统, 具有广泛的机内检测 (BIT) 能力, 如在发动机和机身上、航空电子系统中可分别产生15000个故障报告, 诊断系统可以深入到外场可更换模块 (单个的电路板) 级确定故障。该系统还有各种机内检测传感器、故障过滤器和重要故障数据记录。通过故障过滤器, 可以确定某个故障是否足够严重, 需要向驾驶舱里的飞行员发出提示或警告。通过故障数据记录, 使维修人员准确掌握部件何时失效。
F-35多用途联合攻击机 (JSF) 是美国国防部的最新战术飞机, 和F-22一起构成21世纪的主战飞机。在JSF中全面引入飞机故障预测和完好状态管理系统, 其基本思想就是采用先进的传感器技术、飞机实时故障监测和预测技术、多传感器数据融合技术等对飞机飞行过程中的故障和飞机状况进行实时监测和预报, 对飞机剩余寿命进行预测;向地面实时传输记录的故障数据实现地面的预测维修和后勤保障, 即实现了故障诊断、维修和后勤保障的一体化。该系统可增加系统的安全性, 减少寿命周期成本。在工业和武器装备领域, 21世纪将是以先进的传感器技术和故障分析技术为基础的故障预测和完好状态管理系统的时代。JSF中综合诊断的目标是与现有攻击机相比, 减少人力需求20%~40%, 增加作战出动架次25%, 减少后勤保障复杂度50%[2]。
2 外军战机综合故障诊断维修体系的发展趋势
综合外军作战飞机的故障诊断体系结构和技术, 其发展趋势表现为以下几个方面。
(1) 数字化。以计算机为中心的故障检测与诊断自动化, 带来故障诊断和维修保障过程技术数据的数字化, 可改善飞机装备的保障能力, 缩短保障时间, 提高新一代飞机装备的战备完好性, 降低装备的使用和保障费用。如交互式电子技术手册 (IETMS) 的使用等。
(2) 综合化。飞机设计、制造、故障诊断、维修和后勤保障过程信息的综合化, 以及诊断、维修和后勤保障的综合化, 可提高故障诊断的准确性和速度以及维修和后勤保障的效率, 减少飞机的寿命周期成本。
(3) 层次化。飞机故障诊断通过机载实时诊断、地面综合诊断相结合的层次结构来实现。机载实时诊断系统完成对飞机飞行过程中故障的实时检测、隔离和系统重构, 为地面诊断提供初始诊断基础;地面诊断系统则根据各种信息对飞行中的可疑故障进行深层次的综合诊断, 可提高故障诊断的准确度和速度, 减少维修工作量和时间。
(4) 网络化。利用当今快速发展的数字化通信、网络传输等信息技术来完善故障诊断、维护和后勤保障体系, 已成为一条必由之路, 如美国在JSF等新机中通过网络传输实现机载诊断和地面诊断、维修和后勤保障的综合, 实现自治后勤系统等。
(5) 仿真化。建模仿真与虚拟现实技术在故障诊断、维修保障领域的应用具有广阔的前景。它不仅可用于系统指标论证、方案权衡、分析与设计, 还可用于系统的试验验证与评价, 系统的使用培训等方面, 从而大大提高设计与分析的精度、缩短研制周期、降低寿命周期费用。
(6) 智能化。人工智能技术在各种武器装备的发展中得到了广泛应用, 使各种系统具有在复杂状态下进行自动处理和推理以完成规定功能的能力, 实现智能化。在新一代作战飞机的故障监测、诊断、容错与系统重构以及维修保障管理中大量使用包括模糊逻辑、神经网络、智能体、信息融合、数据挖掘等在内的人工智能技术, 可提高故障诊断的速度和准确率以及维修保障的效率, 其中智能传感器是重要基础[3]。
(7) 小型化。美军在F-22以及JSF等新机中大量使用便携式诊断维修辅助设备 (PMA) , 可进行诊断维修技术数据的存储、分析和显示, 系统状态监测与预报, 飞行计划数据的上传和飞行数据的下载, 对故障隔离和维修过程进行指导, 进行部件的查询和订购等。PMA是野战环境下飞机外场诊断维修的重要设备, 在美国国防部的武器装备项目中得到广泛的应用。
摘要：本文详细介绍了综合故障诊断维修体系在外军作战飞机中的应用情况, 并对综合故障诊断维修体系的发展趋势进行了系统分析。
关键词：故障诊断,维修体系
参考文献
[1]杨君, 等.装备智能故障诊断技术[M].国防工业出版社, 2004, 8.
[2]闻欣, 等.控制系统的故障诊断和容错控制[M].北京:机械工业出版社, 2005, 7.
故障综合诊断 篇10
1 电梯综合测试系统
1.1 测试系统的组成
电梯综合测试系统的任务主要是对参数进行测量、对数据进处理、对结果进行分析、对数据进行存储和传输。尤其是对信号的采集和对数据的处理。在虚拟仪器设计思想的指导下, 对电梯中的各个参数进行的测量都是在虚拟仪器的帮助下完成的。
1.1.1 对噪声进行测量
声级计、频谱分析仪、噪声级分析仪等都是进行噪音测量的仪器。通常情况下电梯的噪声源我们用直觉就能够进行确定, 所以, 我们用声级计就可以对噪声的强弱进行分析, 然后对电梯的性能进行衡量。声级计可以将声信号转变成为电信号, 在放大和匹配等完成后, 将电压波形信号从输出孔中输出, 对噪声的测量通道进行设计的时候, 应该对十几级输出的各种电压信号进行采集, 然后再处理离散系列的有效值, 从而获得和指示头上的数值相同的噪声分贝值。
1.1.2 对开关门进行测量
对于层站门和电梯轿厢门的开关门, 在进行平均速度测量的时候通常采用是用秒表对门的运行时间进行测量, 这种方法在使用过程中存在很大的人为因素, 在这个系统中, 要想确定电梯门的开启和停止时刻就必须利用两个接近的开关, 这两个开关信号上面显示的时间差就是电梯门开启或者是关闭的平均时间。接近开关的输出虽然是模拟的信号, 但是电压的高低就能够表示开关的导通或者是截止, 只要是将电源连接到测量通道上, 那么通过监测输出的信号就能够准确的判断电梯门的运动情况了。
1.2 综合测试系统数据的处理
1.2.1 对噪声信号的处理
对声波能量的确定方法通常是测量声压。当频率在1000赫兹的时候, 人们在完全安静的环境中听到的最低声压是20u Pa, 也就是所谓的听阀。在20Pa时, 人们将会有一种疼痛的感觉, 这就是所谓的痛阀。
声级计将声压信号转变为电信号的时候, 需要进行放大以及匹配的处理, 然后在进行电压信号的采集, 当信号的瞬时值是u的时候, 它的有效值就是信号的均方根。进行离散化处理的时候, 获取具有一定宽度的数据, 通过积分、开方、平均以及平方的方式, 得到有效值。为了能够实现噪声的实时测量, 需要一定的滑动窗口, 当进行完一个采样点的处理之后, 就需要将窗口移动一下。
1.2.2 对加速度信号的处理
对加速度变化率、减速度变化率、起动加速度变化率等参数进行测量的时候, 主要是依赖采集和处理信号, 这种信号是从加速度传感器中传出的。对连续的信号进行采样之后, 通过数字滤波器可以将高频的随机干扰给过滤掉, 但是信号中就会出现基准线的偏离, 数字滤波器对这种偏离现象是不能够发挥作用的, 但是, 如果不对偏离情况作出及时的处理, 那么所得数据中就会有很大的误差。
用原始的信号减去平均值就是加速度信号的趋势消除。电梯的运行时间是由电梯的运行起止时间所决定的的, 对加速度信号进行预处理之后, 就可以处理积分、滤波以及峰值检测等数字信号。
2 电梯故障诊断技术
2.1 故障树障碍诊断技术
所谓的故障树分析法就是就是对系统故障出现的原因进行总结, 然后按照像树状图一样由总体至部分, 进行逐级的细分, 这种分析方法就叫做故障树分析方法。这种方法的最终目的就是对电梯的基本故障进行确定, 同时确定故障发生的原因、概率以及影响。这种诊断技术比较的形象和直观, 能够对电梯的故障快速的做出准确的诊断。此外, 电梯的远程监控系统中的故障诊断也是使用的故障树技术, 同时对这种技术的原理进行了分析和阐述, 并且给处理一个明确的算法流程图。
2.2 人工神经网络电梯故障诊断技术
在人工智能领域有一个十分重要的分支, 那就是人工神经网络, 这种技术是建立在大量的处理单元基础上, 这些简单的处理单元之间进行相互的连接, 从而形成这种比较复杂的网络系统。这种网络具有很强的模拟并行性、非线性、鲁棒性、容错性以及自学习性。这种技术在电梯的故障诊断中效果显著。但是, 这种技术的一个弊端就是所以问题的解决都是在选择网络模型的基础上的, 此外, 收敛速度以及训练失衡等都会对电梯故障的诊断结果造成影响。
2.3 专家系统的电梯故障诊断技术
所谓的专家系统故障诊断技术产生于上个世纪中期, 同样也是智能领域中的一个重要的分支。目前, 在故障的诊断、设备的自动测试以及工程的设计方面, 都已经广泛的应用了专家系统故障诊断技术。这种诊断技术是众多专家专业知识的汇总和提炼, 能够对突发性电梯故障进行有效的诊断。此外, 在专家系统诊断技术中结合故障树诊断技术, 能够更加有效的提高电梯故障诊断的有效性和准确性。同时, 还有专家在设计智能控制器的时候, 也将故障树诊断技术和专家诊断技术进行了结合, 这种技术在故障诊断方面发挥着重要的影响。
3 结束语
综上所述, 目前各种电梯故障频繁发生, 这就给电梯综合测试系统的发展以及故障诊断技术的发展提出了更好的要求。随着科学技术的发展, 人们会更加致力于电梯综合测试系统的研发和创新, 将故障诊断的重点放在有知识进行诊断上。虽然我国对电梯的综合测试和故障诊断还是处于初级阶段, 但是相信在人们的努力下, 电梯综合测试系统和故障诊断技术会取得更加突出的成绩, 从而为人们的生活和工作提供更多更安全的技术保障。
摘要：随着经济的发展, 电梯逐渐成为我们生活和工作中的重要组成部分, 但是, 电梯的系统构造比较的复杂, 随时都有可能发生各种各样的故障, 给人们的生命和财产安全造成很大的影响。本文将对电梯综合测试系统以及故障诊断技术进行分析, 然后为电梯综合测试系统和故障诊断技术的发展和应用提供科学合理的参考依据。
关键词：电梯,综合测试系统,故障诊断技术
参考文献
[1]郭健.基于小波分析的结构损伤识别方法研究[D].浙江大学, 2011.
[2]冯永慧.高速电梯水平振动主动控制研究[D].上海交通大学, 2009.
ABS的故障与诊断 篇11
一、ABS系统的概述
防抱死制动系统是利用阀体内的一个橡胶气囊，在踩下刹车时，给予刹车油压力，充斥到ABS的阀体中，此时气囊利用中间的空气隔层将压力返回，使车轮避过锁死点。当车轮即将到达下一个锁死点时，刹车油的压力使得气囊重复作用，如此在一秒钟内可作用60～120次，相当于不停地刹车、放松，即相似于机械的“点刹。因此，ABS防抑死系统，能避免在紧急刹车时方向失控及车轮侧滑，使车轮在刹车时不被锁死，不让轮胎在一个点上与地面摩擦，从而加大摩擦力，使刹车效率达到90%以上，同时还能减少刹车消耗，延长刹车轮鼓、碟片和轮胎两倍的使用寿命。装有ABS的车辆在干柏油路、雨天、雪天等路面防滑性能分别达到80%—90%、30%—10%、15%—20%。普通制动系统在湿滑路面上制动，或在紧急制动的时候，车轮容易因制动力超过轮胎与地面的摩擦力而完全抱死。近年来由于汽车消费者对安全的日益重视，大部分的车都已将ABS列为标准配备。如果没有ABS，紧急制动通常会造成轮胎抱死，这时，滚动摩擦变成滑动摩擦，制动力大大下降。而且如果前轮抱死，车辆就失去了转向能力；如果后轮先抱死，车辆容易产生侧滑，使行车方向变得无法控制。所以，ABS系统通过电子或机械的控制，以非常快的速度精密的控制制动液压力的收放，来达到防止车轮抱死，确保轮胎的最大制动力以及制动过程中的转向能力，使车辆在紧急制动时也具有躲避障碍的能力。随着世界汽车工业的迅猛发展，安全性日益成为人们选购汽车的重要依据。目前广泛采用的防抱制动系统（ABS）使人们对安全性要求得以充分的满足。汽车制动防抱系统，简称为ABS，是提高汽车被动安全性的一个重要装置。有人说制动防抱系统是汽车安全措施中继安全带之后的又一重大进展。汽车制动系统是汽车上关系到乘客安全性最重要的二个系统之一。随着世界汽车工业的迅猛发展，汽车的安全性越来越为人们重视。汽车制动防抱系统，是提高汽车制动安全性的又一重大进步。ABS防抱制动系统由汽车微电脑控制，当车辆制动时，它能使车轮保持转动，从而帮助驾驶员控制车辆达到安全的停车。这种防抱制动系统是用速度传感器检测车轮速度，然后把车轮速度信号传送到微电脑里，微电脑根据输入车轮速度，通过重复地减少或增加在轮子上的制动压力来控制车轮的打滑率，保持车轮转动。在制动过程中保持车轮转动，不但可保证控制行驶方向的能力，而且，在大部分路面情况下，与抱死〔锁死〕车轮相比，能提供更高的制动力量。
二、ABS故障诊断仪器和工具
在多数防抱控制系统中，可以通过跨接诊断座串相应的端子，根据防抱警示（或电子控制装置的发光二极管）的闪烁情况读取故障代码。所以，在故障代码读取时，往往需要合适的跨接线，跨接线是两端带有插接端子的一段导线，也有的跨接线在中间设有保险管。
故障代码只是代表故障情况的一系列数码，要确切地了解故障情况，还须根据维修手册查对故障代码所代表的故障情况。另外，要正确地对系统进行故障诊断的排除，也需要利用维修手册作参考，因此，维修手册是故障诊断和维修过程中最为重要的工具。对防抱控制系统进行检查时，万用表是基本的测试工具，由于指针式万用表能够反应电参数的动态变化，所以更适合于是防抱控制系统的电路检查。另外，也可以用一些更为专用的电参数测试器（如多踪示波器等），可更为方便和更为深入地对系统进行检查。
在大部分汽车上，防抱控制系统电子控制装置线束插头都不好接近，速成插头中的端子又没有标号，使确定所要测试的端子变得较为困难，特别是当向一些特定的端子加入电压时，如果电压加入有误，可能会损坏系统中的一些电气元件，另外，如果直接从线束插头的端子上对系统进行测试，不影响测试结果的准确性，可能还会使端子发生变形或破坏，为此，可以使用接线端子盒。由于各种防抱控制系统线束插头中的端子数，端号排列、插头形式不尽相同，因此，所用的接线端子盒也就不同。
对防抱控制系统进行电路测试时，将系统的线束插头从电子控制装置上卸下，再将接线端子盒的线束插头与系统线束插头插接，这祥，接线端子盒子的端子标号就与系统线束端子标号相对应，通过对接线端子盒上端子的测试，就相当于求系统线束插头中相应端子进行测试。
在对防抱控制系统的液压装置进行检查时，有时需要使用压力表。对防抱控制系统进行故障诊断时，也可以借助各种测试仪器，有些系统甚至只有用专用诊端测试仪才能进行故障诊断。专用诊断测试仪器可分为两大类，其中一类可以替代系统的电子控制装置，对系统工作情况进行检查和模拟，这类仪器有博世ABS诊断测试器和丰田ABS诊断测试器。另一类诊断测试器则需要系统的端子控制装置通过与系统的电子控制装置进行双向通讯。既能读取系统工电子控制装置所存储记忆的故障代码，并将故障代码转换为故障情况后显示，部分地替代了维修手册的作用，又可向系统电子控制半装置传输控制指令，对系统进行工作模拟。这类测试仪器有SNAP-ON红盒子扫描仪SCANNER及通用的TECH-L和克莱斯的ORB-LL等，这些诊断测试仪器因可以读解故障代码，一般称为解码器。解码器不仅可以对防抱控制系统进行故障诊断，而且还可以对汽车的其它一些电控制系统进行诊断测试，只是需要选择相应的软件而已。
三、故障诊断与排除的一般步骤
当防抱控制系统警示灯持续点亮时，或感觉防抱控制系统工作不正常时，应及时对系统进行故障诊断和排除。在故障诊断和排除时应该按照一定的步骤进行，才能取得良好的效果。故障诊断与排除的一般步骤如下：
1.确认故障情况和故障症状；
2.对系统进行直观检查，检查是否有的制动液泻漏导线破损、插头松脱、制动液液位过低等现象；
3.读解故障代码，既可以用解码器直接读解，也可以通过警示灯读取故障代码后，再根据维修手册查找故障代码所代表的故障情况。
4.根据读解的故障情况，利用必要的工具和仪器对故障部位进行深入检查，确诊故障部位和故障原因；
5.故障排除；
6.清除故障代码；
7.检查警示灯是否仍然持续点亮，如果警示灯仍然持续点亮，可能是系统中仍有故障存在，也有可能是故障己经排除，而故障代码未被清除；
警示灯不再点亮后，进行路试，确认系统是否恢复工作。
在故障诊断和维修过程中，应当注意，不仅不同型号的汽车所装备的防抱系统可能不同，而且即使是同一型号的汽车，由于生产年份不同其装备的防抱控制系统也可能不同。
防抱控制系统的故障大多是由于系统内的接线插头松脱或接触不良、导线断路或短路、电磁阀线圈断路或短路、电动泵电路断路或短路、车轮转速传感器电磁线断路或短路、续电器内部断路或短路，以及制动开关、液位开关和压力开关等不能正常工作引起的。另外，蓄电池电压过低、车轮转速传感器与齿圈之间的间隙过大或受到泥污沾染、储液室液位过低等也会影响系统的正常工作。
四、常见故障及分析
（一）故障现象
当用户打开电源后ABS系统没有3秒自检ABS指示灯不亮。故障分析1：电源电压没有加到ABS系统中。排除方法：1.检测ABS线束与车辆上12v电源是否接通2.检测车辆是否有12v电压。故障分析2：ECU损坏。排除方法：更换ECU。
（二）故障现象
当用户打开电源后ABS有3秒自检，ANS使用一切正常但ABS指示灯不亮。故障分析；ABS指示灯驱动电路损坏：排除方法1将ABS线束与ECU相连的接插件的第16脚与地短接，如果ABS指示灯没有熄灭，则更换等驱动块。2如果更换灯驱动快后ABS仍然常亮，则断开ABS指示灯与ABS线束的链接，一般来说，断开后ABS灯会仍然常亮，如遇此情况情检测原车电路。
（三）故障现象
挡车处于静止状态时，ABS指示灯快闪1次。故障分析1：左前传感器开路或传感器接插件接触不良。排除方法：更换传感器或消除接触不良。故障分析2：ABS线束终于传感器相连的电缆开路。排除方法：找到开路点，将其恢复连接。
（四）故障现象
当车辆处于行驶状态时，ABS指示灯快闪一次。故障分析1：左前传感器与齿圈的间隙过大，轮速信号不足。排除方法：调整传感器与齿圈的间隙<0.7毫米，检查传感器输出电压>0.3v。故障分析2：左前轮齿圈安装不平整或齿圈松动。排除方法：重新安装齿圈
（五）故障现象
挡车处于静止状态或行驶状态时ABS指示灯慢闪1次。故障分析1左前轮电磁阀线包开路。排除方法：更换线包或ECU
（六）使用ABS制动时，车辆右跑偏现象或ABS效果不好
故障分析1：一般来讲是车辆的前轮在制动过程中两边的制动力不均衡造成的。排除方法：此现象应该是制动管路中有一定的空气存在，从而造成了制动时制动管路内制动力不均衡。将制动管路内的空气排出。故障分析2：ABS液压调节其内部孔径有一定堵塞。排除方法；清晰调节其内部孔径或更换调节器。故障分析3：有可能是车辆上的电源电压不足造成电磁阀线包电磁力不足，从而影响调节器正常工作。排除方法：检测电源电压是否在正常范围内。
（七）故障现象
在制动时左前轮抱死。故障分析1：ABS液压调节器左前轮内部的卸压孔完全堵塞。排除方法：青丝调节其内部孔径或更换调节器。故障分析2：制动管路接错。排除方法：调整制动管路。故障分析3：可能是ABS电机失效。排除方法：更换ABS电机
（八）故障现象
制动时制动力偏弱。故障分析1：制动管路内有空气或制动分泵没有得到足够的油压。排除方法：1，排空。2，检测制动分泵是否有制动液，如果没有制动液，请检测调节其相应出油口是否有制动液，如果没有请继续检测调节其相应进油口是否有制动液，如果还没有请检测制动总泵。故障分析2：可能是传感器得到信号不足。排除方法：找到相应的传感器，简化其调整到标准范围内。故障分析3：检测原车制动力是否合格。
（九）故障现象
当车辆使用了ABS制动后，车辆有锁死的情况.。故障分析：该现象应该是ABS调节器内部出现故障。排除方法：更换液压调节器。
ABS系统就是充分利用轮胎和地面的附着系数，使各个制动器产生尽可能大的制动力又不会抱死，提高汽车的制动能力，改善了操作性和稳定性。当今时段日益更新的科学技术促进汽车行业的进一步发展，汽车电控智能化的要求越来越高，要对汽车制动加深了解就要不断学习。
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故障综合诊断 篇12
笔者赶往实地,发现拖拉机停在田间,笔者询问机手情况:拖拉机发生故障的现象是什么?是在什么样的情况下发生的?是启动电机突然自燃,还是在启动时自燃?拖拉机没有配套收割机(没有杂余混水短路),是在从事田间旱旋耕作业时突然出现故障。
用户告诉笔者:拖拉机无法启动,一启动,启动电机的启动接线端口便冒烟起火,自己不敢动了,便请乡镇农服中心的农机技术员周师来诊断维修;周师来了以后检查诊断,从早晨至晚上9时,连续维修诊断,用替换法更换2个启动电机(都烧坏),都没有解决问题。
特别是机手反映,后来故障演变成直接接线启动电机接线端口便自动冒烟起火。笔者判断这是因为安装蓄电池搭铁线先后程序有问题,因为拖拉机是单线制,原则上蓄电池应当最后安装,特别是安装搭铁线应当在最后。这样一旦发生电气线路短路,马上能发现冒烟,就不安装搭铁线,不会烧坏启动电机。但是他们是先安装好蓄电池,这样在安装启动电机时,操作工具时会接触到启动开关接线而直搭启动,如果挡位不在空挡位置还会发生事故。本次故障就是因为启动开关和钥匙开关短路导致启动电机烧坏。
笔者听了他们的情况介绍后,开始用万用表检查线路连接是否正常,钥匙开关功能是否正常,启动预热开关功能是否正常。检查发现钥匙开关有短路常通现象;预热启动开关中间连接螺钉松动,回位失灵,接线端口螺栓与内部弹簧松动(出现短路和常通现象)。这样就可以解释机手所讲的接线直接燃烧电机故障(开关内部短路,直接启动)。
根据电路原理,笔者直接断开启动线路(钥匙开关和启动电路短路不起作用,从而排除开关内部短路问题),用启动电机端口直搭启动电机,发现启动电机发出“突、突、突”的声音,发动机没有转动的现象;直搭时间长一点,接线端口开始冒烟,就立即松开。在明确排除线路短路(直搭启动不经过启动线路)故障的情况下,启动电机接线端口因通过过载电流而发热冒烟。
在充分确认按照电路原理接线,新的启动电机、新的蓄电池一切正常,且在断开启动电路直搭的情况下,笔者确定故障不应当在电路部分,启动电机工作是正常的,其表现是超过负载不能带动发动机运转,所以开始怀疑故障在发动机机械部分。拆开离合器观察口,用撬棒撬动发动机的飞轮,飞轮转动约1/4圈后无法撬动。由此确认诊断出发动机卡死是造成启动电机接线端口发热过载冒烟自燃的故障所在。后来更换了钥匙开关和启动开关,大修拆开发动机发现气门断裂顶住活塞,更换修理后工作正常。
本次综合特殊故障处理有3点启示:
(1)报修的是老板,而不是机手,所以故障报修误导了修理工,其实际故障是发动机工作中突然熄火。
(2)农机修理工对电路原理图一定要熟悉和充分理解,在明确线路正常或者在隔离(短路)启动线路后直搭启动,采用全新的启动电机和蓄电池,3次出现启动电机接线端口自燃同一个故障的情况下,理应确认电路工作正常,而应当怀疑发动机部分卡死造成启动电机过载超负荷而烧坏。