礦山機電設(shè)備的故障診斷論述

黃健

摘 要：礦山生產(chǎn)中，機電設(shè)備發(fā)揮著極為重要的作用，但是也受到諸多因素的影響。科學(xué)技術(shù)的進步在一定程度上減少了機電設(shè)備出現(xiàn)故障的幾率，能夠保證礦山生產(chǎn)更加安全，維護工作人員的生命安全。對礦山機電設(shè)備的故障進行有效的診斷，有助于設(shè)備更加穩(wěn)定的運行。本文旨在研究論述礦山機電設(shè)備故障診斷技術(shù)，為礦山企業(yè)的生產(chǎn)提供參考。

關(guān)鍵詞：礦山；機電設(shè)備；故障診斷

中圖分類號：TD407 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）23-0033-02

隨著采礦產(chǎn)業(yè)的進步，礦山生產(chǎn)的安全性逐漸受到關(guān)注和重視。但是相比于西方發(fā)達國家，我國的礦山機電設(shè)備診斷技術(shù)還存在不足，與市場發(fā)展的實際需要不相適應(yīng)。礦山機電設(shè)備故障診斷能夠很好的保障設(shè)備運行，避免出現(xiàn)故障問題，采取有效的診斷技術(shù)明確設(shè)備的相關(guān)參數(shù)以及運行狀態(tài)，從而保證礦山機電設(shè)備診斷能夠更加安全，進一步推動礦山生產(chǎn)，實現(xiàn)良好的經(jīng)濟以及社會效益。

1 故障診斷的基本技術(shù)分析

故障診斷其實就是對機電設(shè)備等進行有效的檢測、分析研究的過程，使用多樣化的技術(shù)手段，有效處理和控制機電設(shè)備的運行情況，故障診斷基本技術(shù)涉及到以下幾個方面。

（1）信息采集，利用多樣化的感應(yīng)器設(shè)備采集機電設(shè)備的相關(guān)信息，有效處理這些信息，明確機電設(shè)備的故障，提出針對性的處理策略，避免機電設(shè)備出現(xiàn)故障導(dǎo)致嚴重損失。（2）信息處理，采集信息之后，需要使用計算機軟件系統(tǒng)有效的處理信息，結(jié)合這些信息科學(xué)的調(diào)整機電設(shè)備，使機電設(shè)備的運行能夠更加有序、穩(wěn)定，因此信息處理技術(shù)是機電設(shè)備故障診斷的重要技術(shù)。（3）識別分析信息技術(shù)，對信息采集處理之后，需要使用篩選軟件、程序?qū)π畔⒅械挠杏玫牟糠诌M行識別，從而對機電設(shè)備的狀態(tài)進行判斷。（4）診斷預(yù)測技術(shù)，做好上述工作后，需要準確的診斷和預(yù)測礦山機電設(shè)備的使用壽命，防止再次出現(xiàn)設(shè)備故障。（5）數(shù)學(xué)模型技術(shù)，使用該技術(shù)構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，使礦山機電設(shè)備的相關(guān)參數(shù)變化被準確的反映出來，以此為依據(jù)診斷礦山機電設(shè)備的狀態(tài)以及運行[1]。

2 礦山機電設(shè)備的故障診斷技術(shù)

2.1 主觀診斷技術(shù)

主觀診斷技術(shù)其實就是機電設(shè)備的擦作人員依據(jù)自己多年的工作經(jīng)驗，通過聽、看等方式判斷礦山機電設(shè)備的故障原因以及種類，這種診斷技術(shù)方式與操作人員的技術(shù)水平有著密切的聯(lián)系。診斷礦山機電設(shè)備時，如果故障明顯超出工作人員的能力范圍，就需要借助于一些機械設(shè)備對診斷進行輔助，但是輔助設(shè)備只能將單一的檢測數(shù)據(jù)提供給工作人員，最終的判斷還是依靠操作人員的主觀經(jīng)驗。對礦山設(shè)備故障進行主觀診斷，其應(yīng)用范圍是比較廣的，可以在很多種類型的機電設(shè)備中應(yīng)用，但是這種方法主要依靠操作人員的主觀經(jīng)驗，容易受到操作人員的情緒、心理等因素的影響，因此這種診斷技術(shù)方法不夠科學(xué)準確。

2.2 故障樹診斷技術(shù)

對于礦山機電設(shè)備而言，隱蔽性、復(fù)雜性比較強，使用故障樹診斷技術(shù)，對機電設(shè)備的故障進行初步的分析，依據(jù)礦山現(xiàn)場故障診斷數(shù)據(jù)和記錄進行。故障樹模型是一種定性的因果模型，頂事件是系統(tǒng)最不希望出現(xiàn)的事件，將可能造成頂事件的其他事件作為中間和底事件，通過邏輯門對事件間的聯(lián)系表示出來，是一種倒數(shù)形狀的結(jié)構(gòu)。這種故障樹能夠?qū)⑻卣飨蛄颗c故障向量之間的邏輯關(guān)系表現(xiàn)出來。故障樹示意圖1所示，其中系統(tǒng)故障是頂事件，主要是由于A故障和B故障造成的，導(dǎo)致A故障出現(xiàn)的原因是元件1或元件2一個出現(xiàn)失效造成的，造成B故障出現(xiàn)的原因是元件3和元件4同時失效導(dǎo)致的[2]。

2.3 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷技術(shù)

礦山機電設(shè)備中也有很多柴油機燃油系統(tǒng)，其狀態(tài)機信息主要通過高壓油管壓力波形表現(xiàn)出來，若出現(xiàn)故障，供油狀態(tài)以及燃油流動壓力、流速等會出現(xiàn)變化，在壓力波形上表現(xiàn)出波形參數(shù)以及形態(tài)的變化。使用壓力傳感器對高壓油管燃油壓力波形進行檢測，分析波形，明確故障特點，通過人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型識別故障。

結(jié)合傳感器采集到的相關(guān)壓力數(shù)據(jù)，將供油量不同的燃油壓力波形進行繪制，并提取相關(guān)的特征值，如波形幅度、寬度、最大壓力、落座壓力等。將特征值樣本進行提取，每一樣本都有8個特征值，與4中供油狀態(tài)相對應(yīng)，分別為怠速油量、25%油量、75%油量以及100%油量，按照順序其輸出編碼分別對應(yīng)（0，0，0，1）、（0，0，1，0）、（0，1，0，0）、（1，0，0，0）。構(gòu)建BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，輸入層為8個，輸出層為4個，隱含層的數(shù)量并不是固定的，要結(jié)合實際的檢測以及調(diào)整對隱含層數(shù)進行確定，一般關(guān)系式：n2=2n1+1，公式中的n1代表輸入層的數(shù)量，n2為隱含層的數(shù)量，因此隱含層為17個。使用網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練原始樣本，明確初始連接值和閾值之后，在使用Matlab編程得到不同連接的權(quán)值以及閾值，從而使訓(xùn)練結(jié)束。網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練完畢后，還需要再挑選數(shù)據(jù)進行診斷檢測。

2.4 模糊數(shù)學(xué)法

在礦山機電設(shè)備故障診斷過程中使用模糊數(shù)學(xué)的方法，建立數(shù)學(xué)模型，實現(xiàn)定性和定量分析，利用計算機實現(xiàn)故障診斷，更好的輔助故障診斷。構(gòu)建數(shù)學(xué)模型需要結(jié)合機電設(shè)備故障知識的特點，選擇合適的知識表示方式，建立故障原因與模糊因果關(guān)系的矩陣[3]。

使用模糊數(shù)學(xué)隸屬函數(shù)對機電設(shè)備故障進行診斷，將0、1的邏輯關(guān)系應(yīng)用到0-1范圍內(nèi)的相關(guān)邏輯數(shù)值中，因此模糊數(shù)學(xué)法是比較合理的。利用模糊數(shù)學(xué)法對機電設(shè)備故障進行診斷時，0和1之間的數(shù)值對應(yīng)的特征函數(shù)就是模糊數(shù)學(xué)隸屬函數(shù)。隸屬函數(shù)與評估對象之間有著極為密切的客觀性，函數(shù)選擇會對評估診斷產(chǎn)生決定性的影響。

為使礦山機電設(shè)備故障得到有效的診斷，就必須要建立模糊診斷矩陣，通常而言，結(jié)合數(shù)據(jù)的精確以及豐富性進行確定，所以需要分析機電故障的原因以及大數(shù)據(jù)結(jié)果。

3 結(jié)語

當前我國的礦山機電設(shè)備故障診斷技術(shù)有了很好的發(fā)展，但是還需要繼續(xù)研究，加強人財物等方面的投入力度，對故障診斷技術(shù)進行研究開發(fā)，將其科學(xué)的應(yīng)用到礦山生產(chǎn)中，為礦山安全生產(chǎn)提供科學(xué)的技術(shù)指導(dǎo)，減少設(shè)備故障造成的經(jīng)濟損失，幫助礦山企業(yè)獲得更大的經(jīng)濟效益，同時保證礦山工作人員的安全性，促使礦山機電設(shè)備的診斷技術(shù)更好的發(fā)展。

參考文獻

[1]王璟珵.礦山機電設(shè)備故障診斷技術(shù)分析探討[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2016，（23）：38+40.

[2]朱子敬.論礦山機電設(shè)備維修中故障診斷技術(shù)的運用之我見[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2017，（11）：127-128.

[3]章名紅.礦山機電設(shè)備故障診斷技術(shù)分析[J].機械管理開發(fā)，2015，（09）：41-43.endprint