基于OSA-CBM標準的機械故障診斷系統研究

鶴崗斯達機電設備制造有限責任公司 姜廣偉

一、OSA-CBM 標準概述

OSA-CBM 繼承了已被全球很多國家認可的ISO-13374 標準，并做出了更大的完善。該標準定義了狀態檢測系統的六大功能模塊，并進一步規范了各個模塊的輸入和輸出模式、接口方式和數據結構等。這六個模塊分別是數據獲取模塊、數據處理模塊、狀態檢測模塊、狀態評估模塊、預測模塊和生成建議模塊，以上順序是由低到高排列的。除了處理數據類型、顯示結果和數據及存儲數據之間的傳遞模式，OSA-CBM標準還能單獨開發功能模塊，使各層的功能的實現算法更加獨立和保密，開發商也能更大程度的保留精力，專心拓展檢測維護的辦法，并提高算法。另一方面，開發行業的門檻也可以稍稍降低，讓小型或者新企業也加入到開發隊伍中。因此，于應用方而言，使用CBM有了更多的選擇，也不必再擔心數據接口集成的不足，CBM也得到了更廣闊的應用空間。

二、煤礦機械故障診斷內容及系統結構

借助一定手段來采集機械運行和狀態信號并進行分析，然后判斷是機械結構自身原因還是運行環境造成了機械設備的故障，這就是機械故障診斷的主要工作。在診斷時，必須確保機械狀態信號和荷載信號的存在，且系統的特性要清晰。某些狀況下也存在影響設備狀態卻和機械故障沒有關系的因素，這些因素叫做噪聲，噪聲往往會夾雜在機械故障信息中，這嚴重影響了機械故障診斷的精確度和靈敏性，因此必須要引入可以排除噪聲干擾的信號。由于煤礦機械狀態具備對應的特征信息，使得機械荷載的檢測、信號的采集、數據的分析、故障的辨識以及評價預測等項內容都不可或缺。機械故障診斷有很多特性不同、適應范圍也不同的手段，這些手段能單用也能合作。本文，筆者重點介紹的方法是根據待檢測模式和樣板模式的比較來采取措施解除故障。實際診斷煤礦機械故障的方法和技巧需要在相關的轉子系統、齒輪箱、軸承和管板狀部件中操作，這有益于機械部件故障的診斷技術的不斷發展、不斷提高。這些部件對煤礦機械設備而言是非常重要的，它們的運行狀態直接決定了礦井提升機工作的穩定性。此外，轉子系統故障診斷系統還研究帶式傳輸機、排水、通風等屬于礦山設備的故障形式。煤礦業是一項高危產業，因此提高安全系數是勢在必行的，推廣與使用現代化設備故障診斷技術尤為重要。基于OSA-CBM 的煤礦機械診斷系統結構如圖1所示。

圖1中的煤礦機械故障診斷系統基于局域網和OSA-CBM標準封裝數據處理和診斷程序，只要滿足OSA-CBM 標準，遠程診斷系統就能接受來自各個企業的內部系統的請求，并給予相應與支持。在煤礦行業中一般都有比較完善的內部故障診斷系統對機械進行檢測診斷。如果故障比較大或者設備比較復雜，內部系統無法解決故障時，可以請求遠程診斷系統。

圖1 基于O S A-C BM 的煤礦機械診斷系統結構

三、煤礦機械診斷體統實現技術

CBM 是由幾個不同功能的模板構成的，它們通過不同程序來實施故障診斷，結合起來后就能利用Web Service技術實現煤礦機械診斷系統了。在某些情況下，Web Service能讓軟件相互操作，且具備交互性質，用戶輸入有關的數據就能看到結果。可擴展置標語言是一種很有用的描述語言，相較于HTML，它能擴展標記，還能結構化表示數據的類型與內容。通過嚴格要求語法規則配對和樹形結構等，XML（可擴展置標語言）的數據描述做到了更高程度的清晰化和結構化。

統一描述、發現和集成注冊中心是一套全面的Web 服務方法，其一般服務于檢測和診斷有關設備的工作狀態，并以獲得Web 服務的WSDL 文檔的方法進行服務。本文，筆者介紹的煤礦機械故障診斷系統是以Visual Studio.NET 為開發工具而設計的，并以XML語言為傳遞工具，這大大提高了數據表示的精確性，為機械工程行業提供了便利，而OSA-CBM標準的升級，使得基于CBM技術的故障診斷系統使用起來更加快捷方便。

四、結論

在礦山設備中注入多種現代化的故障診斷技術進行機械設備的監測和維護，使礦山設備運行狀態的穩定性得到了有效的提高，煤礦行業的安全性也得到了保障。OSA-CBM 標準的開發，解決了不同的軟件和硬件不能被同時使用、機械設備的狀態信息不可以相互交換的問題，并且證明了根據這一標準把多種先進診斷方法集合起來構建一個故障診斷系統的可行性。在Web Service 技術的支持下，該故障診斷系統進一步提高了工作性能，使其具備很高的可行性，值得推廣應用。