針對掘進機故障分析的智能分析系統構建

當前，各類機械的信息化水平不斷提升，在掘進機械中，使用了更多高效的控制方式及信息化手段，還應用了液壓系統，使煤炭開采效率明顯提高，事實上，這些增加了掘進機的檢修及維護難度。掘進機的動力，全部來自于內部的電氣系統，而液壓系統使其具有更強勁的動力。這兩大系統是掘進機的主體部分，故障率也非常高。

專家系統屬于計算機程序系統，內部具有很多專業性知識。它在一定程度上能取代專家角色，具有專家邏輯思維，按照專家的思路來解決某個專門性問題，并全面介紹故障解決方案的內容。在檢修掘進機時，采用該系統，則現場人員技術水平及主觀因素，都不會對其產生影響，有利于更快速、高效檢修機械，排除故障。該文對掘進機經常出現的問題進行了研究，在此基礎上設計出專家系統， 能對現場工作提供強有力的支持，實現生產率的全面提升。

一、掘進機常見故障及分析

（一）電氣系統常見故障及分析

1.PLC不存在輸出。有多種原因會導致這一故障，例如綜合保護器出現問題、控制鍵失效以及線路接線錯誤等，都會引發這類故障。在確定PLC有沒有輸出的時候，可使用狀態顯示燈，當它發亮時，代表存在輸出，如果發暗則代表沒有輸出。當PLC不存在輸出的時候，要對其狀態顯示燈進行觀察，在此基礎上對回路輸入狀況進行確定，從而找出導致故障的因素。除此之外，可將輸入端進行短接，來判斷PLC的輸入端是不是已受損。

2.接觸器線圈及繼電器線圈無法導通。接觸器線圈無法導通的原因為：①接觸線圈被燒壞；②未接入交流電源；③繼電器受損，不能正常使用。可使用萬用表，來檢測上述三類故障。繼電器線圈回路無法導通，其原因為：①繼電器線圈被燒壞； ②未接入直流電源； ③PLC不存在輸出。檢測前兩個故障原因，可使用萬用表，而判斷第三個，要對PLC輸出端發光管進行觀察。

3.接觸器不能有效吸合及漏電閉鎖不能實現檢測。前一故障的原因是，系統的電壓比較低。通常情況下，電氣控制系統的接觸器屬于高壓吸合、低壓保持。如果系統電源的功率較大，瞬時出現的電流會很大，其電壓降低明顯，無法確保接觸線圈電壓進行吸合。當系統供電電源承受較大功率的情況下，就會出現啟動瞬間電流過大，產生很大的電壓降，使接觸線圈電壓達不到吸合電壓。

（二）液壓系統常見故障及分析

掘進機在煤礦中工作，面臨嚴酷的環境，所承受的負荷極大、受到強力沖擊，則會嚴重影響掘進機液壓系統的運轉，出現故障。通常情況下，液壓系統分為五部分，分別為動力部分、執行部分、控制部分、輔助部分和液壓油。其液壓系統經常出現的故障為液壓油溫度超高、空氣及雜質混入以及其他元件故障。

1.液壓油溫超出標準。通常情況下，液壓油溫度低60°，要不然會損害液壓系統，降低油缸運轉順暢度，降低運動速度，并使密封裝置快速老化，起不到密封效果。分析其原因，當液壓油溫度變高時，會有更多油流經節流小孔，降低了系統部件的運行速度。出現這一故障的原因為：①未科學設計系統；②沒有照章進行操作。所以，在設備使用過程中，要進行不斷的檢查，確保內部液壓油能有效循環冷卻。

2.液壓油含雜質。系統中使用不同元件，它們設計精密，能有效配合，其縫隙非常小。如果有雜質出現，存在于閥體和閥芯的縫隙，是零部件接觸表面被劃傷，嚴重影響其精密度，嚴重時會將閥芯阻擋，元件不能正常運轉。要是有很多雜質，油泵過濾器會被阻塞，有很大的力阻礙吸油，嚴重影響油泵運轉。

3.輔助元件的故障及分析。這類故障分別為：溢流閥有較大或較小壓力、換向閥發生泄露或不能有效操控。溢流閥承受極大壓力或受損，則發動機不能穩定工作、其轉速不正常，會減緩；而溢流閥受壓小，會增加液壓泵的出壓，會承受極大負荷，會發出異響，或者溫度急劇上升。

二、專家系統的構建

人機接口、學習機、知識庫、數據庫、推理機以及解釋器構成了專家系統圖顯示。上文已經指出，要設計掘進機的故障診斷專家系統。將行業專家的豐富理論知識及實踐經驗全面發揮出來，有利于降低程序復雜性，獲得更高生產率。這一系統的作用為：通過分析收集到的關于掘進機的各項數據，對其運行狀態進行有效判斷，并將故障準確診斷出來。通過實時監測，得到的各項數據，以及研究得到的相關內容，在系統數據庫中保存。使用該系統，進行人機對話，采取創建、添加及修改等操作，獲得所需知識。設計掘進機專家系統，有極高的難度，收集所需知識以及創建推理機制更是如此。該文介紹的掘進機故障診斷專家系統，知識一個初期方案，還要進行深入研究。

三、結語

（一） 本文深入研究了煤礦掘進機電氣系統經常出現的各類故障，主要有PLC無輸出、 接觸器線圈和繼電器線圈不能導通、接觸器無法可靠吸合及漏電閉鎖檢測無法通過等，提出了相應的診斷方法及解決之策。

（二） 深入研究了煤礦掘進機液壓系統經常出現的故障，主要有液壓油溫過高、液壓油雜質和輔助元件故障，提出了診斷手段，并給出針對性的解決措施。（作者單位為中煤平朔集團有限公司井工一礦綜掘二隊）