学习设备故障诊断的心得
在未接触到这门科目之前，我也只能从名字来大概判断这门所涉及到的内容，我想应该就是拿着一些仪器去看看那些设备是否完好，看一下在哪里出了什么问题，也认为只是简单的一些操作，不会涉及的很复杂的知识，但经过上这么多天的课，通过老师的讲解，还有从网上去查一些文献，资料，虽然只是浅浅的去了解了一下他的内容，但这就使我知道这门课并不像是我用它的名字来理解的那样，它还包括好多方面的知识，比如诊断的方法、原理、还有分析的方法等等。
那接下来就谈谈通过这些天的学习我对这门课程的认识： 1.什么是故障诊断？
设备故障诊断是一种给设备“看病”的技术，是了解和掌握设备在使用过程中的状态，确定其整体或局部是正常或异常，早期发现故障及其原因并能预报故障发展趋势的技术。随着科学技术与生产的发展，设备工作强度不断增大，生产效率、自动化程度越来越高，同时设备更加复杂、各部分的关联愈中密切，从而往往某处微小故障就爆发链锁反应，导致整个设备乃至与设备有关的环境遭受灾难性的毁坏，这不仅会造成巨大的经济损失，而且会危及人身安全，后果极为严重。因此，设备诊断技术日益发挥重要作用，它可使设备无故障、工作可靠，发挥最大效益；保证设备在将有故障或已有故障时，能及时诊断出来，正确地加以维修，以减少维修时间，提高维修质量，节约维修费用。设备故障诊断一般监、测监控系统的区别主要在于系统的软件方面，它不仅能监测设备运行的参数而且能根据监测进行评价，分析设备的故障类型与原因。它是将监测、控制、评价融为一体的系统。
2.设备故障诊断分为简易诊断和精密诊断两个层次：
简易诊断：即设备的“健康检查”。具体实施时，往往是监测设备的某一个特征量值和它的劣化趋势，根据量值的范围判断设备是正常还是异常以及故障的严重程度，并对设备进行定期或连续监测，可以得到一些有规律的东西，借此进行预测、预报。其作用是监 测和保护，目的是对设备的状态做出迅速而有效的定性的概括和评价。简易诊断一般由设备的操作者或点检员来实施，所用的仪器简单、便携、操作简易，其判断标准也很简单、故障诊断迅速、有效、因而诊断费用也低。它是由点检和监视两种方式来完成的。
精密诊断：是在简易诊断基础上更深层次的诊断，通常需要更多的信息。目的是定量的判断故障的性质、原因、部位、程度以及故障的发展趋势等，并提供设备检修或治理的决策。精密诊断由专业诊断技术人员来实施，所用的仪器、操作、判断过程都比较复杂和比较精密。因而诊断费用较高。
近几年以来，由于科技的高速发展，各种高精度多功能的便携式数据采集器广泛的应用于现场的简易振动诊断。在现场也可以同时进行频谱分析、有的还能作细化谱、相位测量、波形观察等，已不仅仅是满足于对设备的状态做出正常与否的概括和评价了。 3.诊断方法
（1）利用振动进行设备诊断
设备的零部件、整机都有不同程度的振动。机械设备的振动往往会影响其工作精度，加剧设备的磨损，加速疲劳破坏；而随着磨损的增加和疲劳损伤的瘇，机械设备的振动将更加剧烈，如此恶性循环，直至设备发生故障、破坏。
设备发生故障时，常表现为振动频率的变化，通过检测振动的频率、转数、振动的速度、加速度、位移量、相位等参数，并进行分析，从中可以找出产生振动变化的原因。 （2）超声波诊断法
超声波通过裂纹时反射超声波将发生异常，从而可确定裂纹情况超声波监测技术是利用材料本身或内部缺陷对超声波传播的影响，来探测材料内部及其表面缺陷的大小、形式及分布情况。其主要优点是，检测速度快，灵敏度高，仪器轻巧，操作方便，对人体无损害，因此比较广泛地应用于机器部件内部缺陷的检测诊断。 （3）声发射诊断法
物体内部发生变形、裂纹时，将有部分 能量以声、光、热的形式释放出来，通过分析辐射出的声能便可知道裂纹的情况，是一种无损检测方法。物体在状态改变时自动发出声音的现象为声发射，其实质地物体受到外力或内力3作用产生变形或断裂时，以弹性波形式释放能量的一种现象。由于声发射提供了材料状态变化的有关信息，所以可用于设备的状态监测和故障诊断。根据材料的微观变形和开裂以及裂纹的发生和发展过程所产生声发射的特点及强度来推知声发射源目前的状态（存在、位置、严重程度），而且可知道它形成的历史，并预报其发展趋势。声发射监测不受材料诊断具体有以下特点： 1声发射监测可以获得有关缺陷的动态信息。结构或部件在受力情况下，利用声发射进行监测，可以知道缺陷的产生、运动及发展状态，并根据缺陷的严重程度进行实时报告。而超声波探伤，只能检测过去的状态，属静态情况下的探伤。
2声发射监测不受材料位置的限制。材料的任何部位只要有声发射，就可以进行检测并确定声源的位置。
3声发射监测只接收由材料本身所发射的超声波，而超声波监测须把超声波发射到材料中，并接收从缺陷反射回来的超声波。 4灵敏度高。结构缺陷在萌生之初就有声发射现象，而超声波、X射线等方法必须在展到一定程度之后才能检测到。
5不受材料限制，因为声发射现象普遍存在于金属、塑料、陶瓷、木材、混泥土及复合材料等等物体中，因此得到广泛应用。 由于声发射方法能连续监视结构内部损伤的全过程，因此得到了广泛应用。声发射技术首先在航空工业部门应用获得成功，随后推广到其他工业部门，许多飞机失事主要是由于结构损伤引起的。结构在最终破裂之前，往往有明显的初始损伤或裂纹，因此，在飞机上安装声发射监视系统，飞行员可以尽早地察觉到初始损伤的存在，或观察到初始损伤或裂纹扩展的情况，推断危险情况的到来，从而采取必要的措施，避免空中飞行事故的发生。石油化工反应罐、锅炉、蓄热器以及高压容器与管道，容器壁厚的增加以及高强度材料的采用，造成突然爆破事故不断发生。其原因除了工作压力高，高强度材料断裂韧性值的降低等因素外，结构中潜在的缺陷（或裂纹）是事故诱发的因素。因此寻找结构中的潜在缺陷，并评定缺陷 的有害程度，是声发射技术应用于压力容器结构 的主要内容。声发射技术还可预测结构的寿命，以便在突然爆炸事故到来之前，作出决断，停止使用，避免事故的发生。在钢铁工业中，可应用声发射技术来合理制定高炉修复计划，正确、及时地确定修复部位，以便充分利用设备，缩短修复时间或者合理地设计、布置高炉内部的结构，提高主炉的使用寿命指标等。在煤炭、地质部门，可应用声发射技术来判断微地震的性质及发生的部位，矿井安全性的预测等。土木工程中，应用于结构应力松弛现象的诊断，隧道塌方的预测，大型桥梁疲劳损伤程度的评估等。在机械行业中，利用声发射提供的信息，可找出设备部件初始损伤的存在以及监视损伤的发展，确定损伤程度，制订出维修或更换的时间。在焊接工艺中，用声发射技术来监测焊接过程的裂纹产生及扩展，以及焊接结构完整的评估等。 （4）红外线诊断法
通过测定设备辐射出的红外线，确定温度分布（如加热管的温度分布），以确定设备是否有异常。红外线探测器可分为热探测器和光子探测器两类，前者根据入射红外线的热效应引起探测器才料某一性质变化而实现探测目的；后者则根据入射光子流引起物质电学性质的变化达到探测目的。红外线测温技术已广泛应用于设备运行过程各阶段的状态监测与诊断，主要包括：
1在新设备刚刚安装完毕，并开始难收时，用以发现制造和安装的问题；
2在设备运行过程中和维修之前，用以判断和识别有故障或需特别注意的地方，以便有针对性地安排计划和备件，材料供应计划； 3在设备检修后，开始运行时，用以评价检修质量，并做好原始记录，以便在以后的设备运行中，为掌握设备的劣化趋势提供依据。 （5）计算机监测诊断
随着计算机的发展，研制计算机设备监测系统日益受到重视，建立智能监测与诊断系统一个发展趋势。当有大量设备需要监测和诊断时，或者关键设备需要连续不断地监视时，频繁地进行数据采集、分析和比较是十分繁重的工作。这时用计算机进行自动监测和诊断可节省大量的人力和物力，并能保证诊断结果的客观性和准确性。
计算机监测诊断系统有多种类型，根据监测的范围可分为：整个工厂；关键设备；关键设备的重要部件等不同水平的系统。
计算机监测与诊断系统按其所采用的技术可分为：简易自动诊断；精密自动诊断；诊断的专家系统。
简易自动诊断通常采用某些简单的特征参数，如信号的均方根值、峰值或峭度系数等，与标准参考状态的值进行比较，能判断故障的有无，但不能判断是何种故障。因所用监测技术和设备简单，操作容易掌握，价格便宜，因而得到广泛应用。
精密自动诊断要综合采用各种诊断技术，对简易诊断（初诊）认为有异常的设备作进一步的诊断，以确定故障的类型和部位，并预测故障的发展，要求有专门技术人员操作，在给出诊断结果、解释、处理对策等方面，通常需要仍需要有丰富经验的人员参与。
诊断的专家系统与一般的精密自动诊断不同，它是一种基于人工智能的计算机诊断系统。它能模拟故障诊断专家的思维方式，运用已有的故障诊断系统。它能模拟故障诊断专家的思维方式，运用已有的故障诊断技术知识和专家经验，对收集到的设备信息进行推理作出判断，并能不断修改、补充知识以完善专家系统的性能，这对于复杂系统的诊断是十分有效的，是设备故障诊断的发展方向。
按工作方式不同，计算机监测系统和定期监测诊断系统。在实际应用中究竟采用何种监测诊断系统，取决于对工厂设备拥有状况的关键性的分析以及经济分析。 （6）故障诊断专家系统
专家系统是由数据和一系列分析软件构成的软件系统。
在组成图中，综合数据库用于存放系统运行过程中所需要和产生的所有信息，包括问题的描述、中间结果、解题过程的记录信息，如用于存放监测系统状态的测量数据，用于实时监测系统正常与否。知识库存放专家的知识与经验，它通常有两方面的知识内容：一是针对具体的系统而言，包括系统的结构，系统经常出现有故障现象，每个故障现象的原因，各原因旨起故障现象的可能性大小，判断故障是否发生的充分与必要条件等；二是针对系统中一般的设备仪器故障诊断的专家经验。基于这两方面内容，知识库还包含有系统规则，这些规则大多是关于具体系统或通用设备有关因果关系的逻辑法规。所以知识库是专家系统的核心内容。
解释程序负责回答用户提出的各种问题，包括与系统运行有关的问题的与运行无关的有关系统自身的一些问题，是实现系统透明性的主要部件，可以解释各种诊断结果的推理实现过程，并能解释透明性的主要部件，可以解释各种诊断结果的推理实现过程，并能解释索取各种信息的必要性等。知识获取程序负责管理知识库中的知识，包括根据需要修改、删除或添加知识及由此引起的一切必要的改动，维持知识库的一致性和完整性。知识获取是实现系统灵活性的主要部件，它使领域专家可以修改知识库而不必了解知识库中知识表示方法的组织结构等问题，这可大大提高系统的可扩充性。推理机实际是负责推理分析的程序段，它依据一定的原理从已有的事实推出结论。它在数据库和知识库的基础上，综合运用各种规则，进行一系列推理来尽快寻找故障源。
4.设备故障诊断存在的问题和未来展望
虽然设备故障诊断技术得到很大发展，但是至今为止未形成一套完整的理论体系和有效的诊断技术。绝大多数技术都是针对特定的故障、特定的设备来研究，目前设备故障诊断的研究都是根据故障的种类、特定的设备、特定的层次建立自己的设备故障诊断技术。这些理论和方法在实际中广泛应用的较少，即使在实际得到应用也没有一个完善的评价体系对其效果做出合理的评价。目前, 设备故障诊断技术是一个开放性课题，有必要建立一套完整的理论方法体系来指导设备故障诊断技术的研究。目前存在的具体问题有
（1）模糊理论、神经网络、小波分析、智能方法等研究热点主要停留在理论研究上, 实际应用较少；
（2）搭建的故障诊断操作平台繁琐且可操作性差。应用在实际生产中既不便操作, 也不便管理；
（3）许多设备故障诊断技术主要注重故障的诊断而没有考虑设备故障的修复, 为后面的修复工作带来不便；
（4）企业对设备故障诊断的重视不够, 追求短期效益, 成熟的诊断技术应用于生产实际的较少。
随着传感器技术、数据处理技术、人工智能技术、无线通信技术等相关技术的发展，设备故障诊断技术的发展趋势是传感器的精密化、多维化, 诊断理论、诊断模型的多元化，诊断技术的智能化。成熟的技术将大量运用到国民经济建设和国防建设中，促进国家和军队的现代化建设。从目前的研究资料来看，今后设备故障诊断技术的发展方向可归纳如下
（1）故障树分析法具有图文兼备、表达清晰、简明直观、可读性好等特点, 在实际运用中效果明显。将模糊理论和灰色系统黑匣子引人故障树分析法，进一步分析故障发生的根本原因及概率，增强故障树分析法的指导性，使故障树分析法更加具有发展潜力。
（2）基于复合知识库的专家系统故障诊断方法把传统的专家经验与现代计算机数据管理巧妙结合，在许多领域有着广泛的应用。如何进一步提高专家系统的稳定性与可靠性、诊断精度与速度、专家知识的丰富程度和专家知识水平, 把人工神经网络与专家系统相结合、将神经网络的自学习机制引人专家系统, 提高专家系统的判断准确性, 是今后研究的重点。
（3）将模糊理论、神经网络、小波分析方法等有机结合起来, 把最新传感技术、最新信号处理方法、多元传感器信息等与设备故障诊断与检测相融合, 运用现代线形和非线性理论和智能方法, 引人医学等相关学科的诊断思想, 必将提高设备故障识别的准确性, 是一个重要的发展方向。
（4）复杂设备的设计、制造、安装、使用以及维护等各个环节密不可分。进行设备故障诊断, 必须考虑设备的结构特点、制造材料、故障检测的信号传输和处理等因素, 把设备故障的检测、传输、诊断与修复融为一体, 为快速修复故障设备奠定基础。
（5）致力于建立简单快捷的故障诊断操作平台、建立更加富有人性化的人机工作环境以提高故障诊断的效率, 提高人们的设备故障管理意识, 促进技术的应用和发展。
通过这段时间的学习，我知道了虽然我所学的是过程装备与控制工程，可能更多的是去学习我们怎样去设计出一套设备去投入生产实践，但我现在知道了，想要去设计它，我们所要做的首先是更加的去了解它，而且也要知道，当它出现什么故障的时候，我们要学会怎么去给它“看病”，怎么去“照顾”它，我也相信通过这些天的学习，我也对我们所学的专业更加了解，在未来的学习中，我会更加的得心应手。
