1.設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷的基本原理
設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷是診斷技術(shù)的兩個過程，兩者既有密切聯(lián)系又有區(qū)別。狀態(tài)監(jiān)測是指對設(shè)備某些特征參數(shù)（如振動、噪聲、溫度等）進(jìn)行測取，將測定值與規(guī)定的正常值（門檻值）進(jìn)行比較，以判別設(shè)備的工作狀態(tài)是否正常。若對設(shè)備進(jìn)行定期或連續(xù)監(jiān)測便可獲得設(shè)備狀態(tài)變化的規(guī)律，進(jìn)而對設(shè)備剩余的使用壽命作出估計(jì)，于是便可對設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測、預(yù)報(bào)。
　　圖1為振動監(jiān)測趨勢分析圖，整個工作由計(jì)算機(jī)完成，形成自動監(jiān)測系統(tǒng)。狀態(tài)監(jiān)測又稱為簡易診斷，只要恰當(dāng)選擇監(jiān)測參數(shù)、測點(diǎn)以及監(jiān)測周期等，一般都能取得良好的效果。這種初級診斷適用于現(xiàn)場作業(yè)人員實(shí)施。

　　如圖2所示，設(shè)備診斷不僅要對設(shè)備是否正常作出簡易診斷，還要對設(shè)備產(chǎn)生故障的原因、部位和嚴(yán)重程度作出判斷，為設(shè)備管理決策提供依據(jù)，這稱之為精密診斷，它是由專門技術(shù)人員實(shí)施。兩者區(qū)別相當(dāng)于醫(yī)院里的護(hù)士與醫(yī)生的職責(zé)關(guān)系。簡易診斷能對設(shè)備的狀態(tài)迅速有效地作出概括，繼而精密診斷則是對簡易診斷為有異常的設(shè)備進(jìn)行專門測量、分析和判斷，最后確定采取哪些必要的技術(shù)措施。從設(shè)備管理全過程看，狀態(tài)監(jiān)測是基礎(chǔ)，采集的數(shù)據(jù)應(yīng)準(zhǔn)確無誤，而故障診斷是在狀態(tài)監(jiān)測基礎(chǔ)上的深入和發(fā)展，以加強(qiáng)分析和判斷。監(jiān)測與診斷的工作過程如圖3所示。目前我國有些大型廠礦企業(yè)，基于上述考慮和實(shí)際需要，已從班組、車間、分廠、總廠到公司（或工業(yè)局）建立了一整套設(shè)備監(jiān)測診斷技術(shù)網(wǎng)絡(luò)。實(shí)踐證明經(jīng)濟(jì)有效，值得推廣。


　　2.設(shè)備診斷的基本方法
　　設(shè)備診斷方法，根據(jù)狀態(tài)信號的物理特征有以下10種:
　　振動診斷是以機(jī)械振動、沖擊、機(jī)械導(dǎo)納以及模態(tài)參數(shù)為檢測目標(biāo)。
　　聲學(xué)診斷是以噪聲（聲壓和聲強(qiáng)）、聲阻、超聲、聲發(fā)射為檢測目標(biāo)。
　　溫度診斷是以溫度、溫差、溫度場、熱象為檢測目標(biāo)。
　　污染物診斷是以泄漏，殘留物，氣、液、固體磨粒成分變化為檢測目標(biāo)。
　　光學(xué)診斷是以亮度、光譜和各種射線效應(yīng)為檢測目標(biāo)。
　　性能趨向診斷是以機(jī)械設(shè)備各種主要性能指標(biāo)為檢測目標(biāo)。
　　強(qiáng)度診斷是以力、應(yīng)力、轉(zhuǎn)矩為檢測目標(biāo)。
　　壓力診斷是以壓力、壓差以及壓力脈動為檢測目標(biāo)。
　　電參數(shù)診斷是以電流、電壓、電阻、功率等電信號及磁特性為檢測目標(biāo)。
　　表面形貌診斷是以變形、裂紋、斑點(diǎn)、凹坑、色澤等為檢測目標(biāo)。
　　以上這些診斷方法對不同的機(jī)械設(shè)備有不同的靈敏程度，所以效果也不同。因此，應(yīng)當(dāng)合理選用，既可單獨(dú)使用，又可幾種聯(lián)合（對比）使用。為了進(jìn)一步普及和發(fā)展設(shè)備診斷技術(shù)，對人工參與、計(jì)算機(jī)輔助的診斷和專家系統(tǒng)這3種技術(shù)應(yīng)給予足夠的重視。
　?。?） 人工參與診斷
　　使用較復(fù)雜的診斷設(shè)備及分析儀器，除能對設(shè)備有無故障、故障的嚴(yán)重程度作出判斷外，在有經(jīng)驗(yàn)的工程技術(shù)人員參與下，還能對某些特殊類型的典型故障的性質(zhì)、類別、部位、原因以及發(fā)展趨勢作出判斷和預(yù)報(bào)，往往可以收到事半功倍的效果。
　?。?） 計(jì)算機(jī)輔助診斷系統(tǒng)
　　在設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與診斷工作中，建立一種以計(jì)算機(jī)輔助診斷為基礎(chǔ)的多功能自動化診斷系統(tǒng)十分必要。這類系統(tǒng)（見圖4），不僅配有自動診斷軟件，實(shí)現(xiàn)了狀態(tài)信號采集、特征提取、狀態(tài)識別的自動化，還能以顯示、打印、繪圖等多種方式輸出分析結(jié)果。當(dāng)設(shè)備故障超過門限值后，能用聲光方式發(fā)出報(bào)警指令，并通過計(jì)算機(jī)自動進(jìn)行故障性質(zhì)、程度、類別、部位、原因及趨勢的診斷及預(yù)報(bào)；能將大量設(shè)備（機(jī)組等）運(yùn)行資料儲存起來。工作人員可隨時通過人機(jī)對話調(diào)出查閱歷史運(yùn)行資料，幫助工程技術(shù)人員作出設(shè)備管理和診斷的決策。這種診斷系統(tǒng)對電力、石化、冶金系統(tǒng)中的機(jī)組實(shí)施在線監(jiān)測和自診斷非常適用。用戶可對診斷軟件不斷完善和擴(kuò)充，若該系統(tǒng)與機(jī)組控制系統(tǒng)相連，還可以進(jìn)一步實(shí)施自動監(jiān)控。

　?。?） 設(shè)備診斷專家系統(tǒng)
　　這是設(shè)備診斷技術(shù)的高級形式，又稱知識庫咨詢系統(tǒng)，它實(shí)質(zhì)上是一種具有人工智能的計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)，是設(shè)備診斷技術(shù)發(fā)展方向之一。設(shè)備診斷專家系統(tǒng)如圖4所示。專家系統(tǒng)用于設(shè)備診斷時，不僅包括從信號檢測到狀態(tài)識別，而且還包括從決策形成到干預(yù)的全過程。它不僅具有計(jì)算機(jī)輔助診斷系統(tǒng)的全部功能，還能將設(shè)備管理專家的寶貴經(jīng)驗(yàn)和思想方法同當(dāng)代計(jì)算機(jī)巨大存儲、運(yùn)算與分析能力相結(jié)合，形成人工智能的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。事先將有關(guān)專家的知識和經(jīng)驗(yàn)加以總結(jié)分類，形成規(guī)則存入計(jì)算機(jī)構(gòu)成知識庫。根據(jù)數(shù)據(jù)庫中自動采集或人們輸入的原始數(shù)據(jù)，通過專家系統(tǒng)的推理機(jī)，模擬專家的推理、判斷思維過程，以建立故障檔案、解決狀態(tài)識別和診斷決策中的各種復(fù)雜的問題，最后對用戶給出正確的咨詢答案、處理對策和操作指導(dǎo)等。
　　這種診斷專家系統(tǒng)具備學(xué)習(xí)功能，可以很方便地修改、增加和刪除知識庫中的內(nèi)容，還能高度仿真各個專家辯證施治解決問題的思維方法，使知識庫的內(nèi)容不斷充實(shí)完善，診斷水平和準(zhǔn)確度不斷提高。對設(shè)備診斷，專家系統(tǒng)具有十分有效地診