1.1.4 系统故障诊断系统的结构与内容

系统故障诊断的内容包括状态监测、诊断分析和故障预测3个方面。其具体实施过程可以归纳为以下4个方面。

1.信号采集

设备在运行过程中必然会有力、热、振动及能量等特征量的变化，由此会产生各种不同信息（信号）。根据不同的诊断需要，选择能表征设备工作状态的不同信号（如振动、压力、温度等）是十分有必要的。这些信号一般是用不同的传感器来获取的。

2.信号处理

信号处理是将采集到的信号进行分类处理、加工，获得能表征机器特征的过程，也称特征提取过程，如将振动信号从时域变换到频域以进行频谱分析。

3.状态识别

将经过信号处理后获得的设备特征参数与规定的允许参数或判别参数进行比较，以确定设备所处的状态、是否存在故障及故障的类型和性质等。为此，应正确制定相应的判别准则和诊断策略。

4.诊断决策

根据对设备状态的判断，决定应采取的对策和措施，同时根据当前信号预测设备状态可能发展的趋势，进行趋势分析。

上述诊断内容可用图1-2来表示。

图1-2 设备诊断过程框图

设备状态监测与故障诊断既有联系又有区别，有时为了方便，将其统称为设备故障诊断。其实，没有监测又何谈诊断？诊断为目的，监测是手段，监测是诊断的前提。状态监测通常是指通过监测手段，监测和测量设备或部件运行状态信息和特征参数（如振动、温度等），以此来检查其状态是否正常。例如，当特征参数小于允许值时，便认为是正常，否则为异常；尚可认为超过允许值的大小表示故障严重程度，当它达到某一设定值（极限值）时就应停机检修。以上过程前部分是监测部分。当监测的结果不需要进行更进一步的处理和分析时，以有限的几个指标就能确定设备的状态，这也是诊断，这往往是简易诊断，称为以监测为主的简易诊断系统，或称监测及简易诊断系统。

设备故障诊断，不仅要检查出设备是否正常，还要对设备发生故障的部位、产生故障的原因及故障的性质和程度，给出正确的、深入的判断，即要求做出精密诊断。因此，不仅要对这些监测和诊断系统有所了解，更重要的是对设备本身的结构、特性、动态过程、故障机理及故障发生后的后续工作或事件（包括维修与管理）有比较清楚的了解。对现代工业大型设备的了解，本身就是一类专业知识，非一般仪表工程师或电子、计算机专业人员能力所及。从这一角度考虑，故障诊断技术与状态监测系统又是两回事，有着十分不同的专业倾向。