礦山機(jī)電設(shè)備智能故障檢測(cè)診斷技術(shù)

陳佩宗

（山西鄉(xiāng)寧焦煤集團(tuán)富康源煤業(yè)有限公司 山西省臨汾市 042100）

伴隨鉛鋅礦開采困難程度不斷增加，環(huán)境保護(hù)要求持續(xù)提升，有關(guān)配套設(shè)備也在優(yōu)化升級(jí)改造過程中，先進(jìn)的機(jī)電設(shè)備有著十分廣泛的運(yùn)用范圍，可以將煤礦開采效率提升。可是，大部分從事該行業(yè)的人都知道，機(jī)電設(shè)備工作環(huán)境不像其他工作環(huán)境復(fù)雜，設(shè)備在正式使用時(shí)很大幾率會(huì)遇到這樣或是那樣的問題。假設(shè)無法實(shí)時(shí)維修，就會(huì)影響到產(chǎn)量，嚴(yán)重點(diǎn)甚至?xí)l(fā)生安全事故問題。因此，必須要具備一種可以在設(shè)備運(yùn)行中檢測(cè)異常預(yù)先發(fā)現(xiàn)故障且實(shí)時(shí)報(bào)告的系統(tǒng)，因此智能故障檢測(cè)診斷技術(shù)出現(xiàn)了。研究該種技術(shù)的作用及操作方法，對(duì)礦山機(jī)電設(shè)備智能故障檢測(cè)診斷來說具有非常重要的意義。

1 智能故障檢測(cè)診斷技術(shù)分析

智能故障檢測(cè)診斷技術(shù)具有一定的綜合性，是集傳感、計(jì)算機(jī)、信息技術(shù)與一體的綜合性技術(shù)。在礦山機(jī)電設(shè)備智能故障檢測(cè)診斷技術(shù)之中，科學(xué)運(yùn)用該種技術(shù)可以實(shí)時(shí)檢測(cè)到設(shè)備中的各種問題，如此一來，對(duì)工作人員實(shí)時(shí)維修保養(yǎng)工作的進(jìn)行是很有幫助的。在現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中，礦山機(jī)電設(shè)備智能故障檢測(cè)診斷技術(shù)運(yùn)用范圍十分廣，發(fā)展前景也是無限的。該種技術(shù)工作原理實(shí)則是對(duì)設(shè)備實(shí)際運(yùn)行情況的有效檢測(cè)，對(duì)相關(guān)人員發(fā)覺設(shè)備運(yùn)行中的問題是相當(dāng)有利的，與此同時(shí)也可以進(jìn)一步分析出設(shè)備產(chǎn)生故障的程度。在準(zhǔn)確運(yùn)用智能故障檢測(cè)診斷技術(shù)對(duì)設(shè)備展開全面檢測(cè)的時(shí)候，理應(yīng)關(guān)注到如下這些問題：

（1）應(yīng)當(dāng)充分掌握好礦山機(jī)電設(shè)備使用的真正目的，這么做可以對(duì)設(shè)備產(chǎn)生故障加以智能化分析。

（2）檢測(cè)工作開展以前，相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步了解故障特點(diǎn)，如此做對(duì)于提高故障精準(zhǔn)度是相當(dāng)有益的。

（3）必須要對(duì)礦山機(jī)電設(shè)備故障特點(diǎn)和智能化設(shè)備故障庫里面的數(shù)據(jù)信息加以科學(xué)分析和比較，預(yù)防發(fā)生故障搜索不正確的問題。

2 智能故障檢測(cè)診斷技術(shù)的基本原理

礦山機(jī)電設(shè)備在工程施工中，實(shí)際采用的數(shù)量在不斷增多，造成礦山機(jī)電設(shè)備安全故障類型持續(xù)增加，機(jī)電設(shè)備出現(xiàn)故障的頻率不斷提高。在這樣的情況下，礦山施工管理工作者需要充分結(jié)合礦山施工工作實(shí)況，把智能故障檢測(cè)診斷技術(shù)運(yùn)用在機(jī)電設(shè)備檢測(cè)工作中，用來全面診斷礦山機(jī)電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，這一技術(shù)的詳細(xì)運(yùn)用原理涵蓋了多個(gè)層面，具體如下：

2.1 采集信息原理

采集數(shù)據(jù)信息的原理為智能故障檢測(cè)診斷技術(shù)工作的前提與基礎(chǔ)，這一原理的基本工作內(nèi)容就是通過把礦山機(jī)電設(shè)備診斷數(shù)據(jù)和設(shè)備原始數(shù)據(jù)加以比較，分析出礦山機(jī)電設(shè)備故障原因。之后再運(yùn)用精密的檢測(cè)儀器對(duì)設(shè)備加以數(shù)據(jù)采集，運(yùn)用數(shù)據(jù)比較結(jié)果對(duì)礦山機(jī)電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析。若是在數(shù)值相差很大的條件下，則需要在第一時(shí)間檢測(cè)設(shè)備，從而達(dá)到對(duì)機(jī)電設(shè)備故障提前預(yù)測(cè)的效果。

2.2 處理信息原理

智能故障檢測(cè)診斷技術(shù)運(yùn)用基本原理里面十分關(guān)鍵的一個(gè)部分就是信息處理原理，其主要是經(jīng)過科學(xué)采用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)方法和手段，集中處理機(jī)電設(shè)備故障數(shù)據(jù)信息，通過模糊建模的形式，全面分析信息類別，繼而構(gòu)成統(tǒng)一的故障信息分析標(biāo)準(zhǔn)，以此將故障信息處理工作智能性增強(qiáng)。

2.3 識(shí)別分析原理

礦山機(jī)電設(shè)備智能故障檢測(cè)診斷技術(shù)在實(shí)際運(yùn)用過程中，需要構(gòu)建起機(jī)電設(shè)備檢修的故障數(shù)據(jù)庫，分析識(shí)別數(shù)據(jù)信息是否有產(chǎn)生不正常的情況，繼而調(diào)取數(shù)據(jù)庫里面對(duì)設(shè)備詳細(xì)參數(shù)的記錄情況。這樣一來系統(tǒng)就可以快速分析和比較數(shù)據(jù)信息，從而尋找到機(jī)電設(shè)備發(fā)生故障的原因，著重突出設(shè)備檢測(cè)合理性。

2.4 數(shù)字建模原理

礦山機(jī)電設(shè)備智能故障檢測(cè)診斷技術(shù)運(yùn)用智能化分析方法，借助模糊數(shù)字診斷方式，把機(jī)電設(shè)備產(chǎn)生的故障和數(shù)據(jù)系統(tǒng)里面儲(chǔ)存的故障加以分析和比較，最終把比較結(jié)果運(yùn)用在機(jī)電設(shè)備檢修工作中來，從而有效健全機(jī)電設(shè)備診斷程序。

3 智能故障檢測(cè)診斷技術(shù)的相關(guān)操作流程

礦山機(jī)電設(shè)備智能故障檢測(cè)診斷技術(shù)就是通過傳感系統(tǒng)達(dá)到對(duì)機(jī)電設(shè)備運(yùn)行參數(shù)與情況信息的采集，這種技術(shù)擁有高效性與時(shí)效性，可以在機(jī)電運(yùn)行過程中對(duì)機(jī)電總體工作環(huán)境加以分析，并對(duì)可能發(fā)生的故障類型展開排查與檢測(cè)，對(duì)機(jī)電設(shè)備安全事故的出現(xiàn)可以發(fā)揮著預(yù)測(cè)和實(shí)時(shí)防范之用，智能故障檢測(cè)診斷技術(shù)在正常運(yùn)用中，其操作步驟見下所示：

3.1 采集信息

礦山機(jī)電設(shè)備智能故障檢測(cè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)過程中，必須要全面對(duì)機(jī)電設(shè)備與四周環(huán)境展開分析與研究，基于此才可以得到精準(zhǔn)的判斷結(jié)果。因此，礦山機(jī)電設(shè)備智能故障檢測(cè)技術(shù)的首個(gè)步驟就是采集與健全有關(guān)信息，按照礦山機(jī)電設(shè)備運(yùn)行中的一部分參數(shù)、信號(hào)數(shù)據(jù)與四周環(huán)境要素，展開全面監(jiān)測(cè)，同時(shí)對(duì)這部分?jǐn)?shù)據(jù)加以詳細(xì)記錄，有利于為未來發(fā)生故障進(jìn)行預(yù)判提供參考。

3.2 處理信息

相關(guān)工作人員在礦山機(jī)電設(shè)備正式運(yùn)行時(shí)，采集的所有數(shù)據(jù)，是不能加以直接分析和使用的，此時(shí)應(yīng)當(dāng)針對(duì)數(shù)據(jù)信息加以有效處理，因?yàn)椴杉臄?shù)據(jù)量是很龐大的，在這樣的情況之下，通常會(huì)有很多沒有價(jià)值的信息。因此，相關(guān)工作人員必須要準(zhǔn)確甄別采集的信息，繼而尋找到數(shù)據(jù)信息中益于礦山機(jī)電設(shè)備維護(hù)的基本內(nèi)容。與此同時(shí)，對(duì)部分?jǐn)?shù)據(jù)信息而言應(yīng)當(dāng)加以有效關(guān)聯(lián)，把部分重要信息提煉出來，同時(shí)將其結(jié)合起來，如此方可精準(zhǔn)判斷出到底是何部位發(fā)生了問題，此為后續(xù)人員或者機(jī)器做好故障檢測(cè)診斷工作的基礎(chǔ)。

3.3 分析識(shí)別信息

對(duì)于已經(jīng)處理好的信息，需要及時(shí)做好分析與識(shí)別工作，根據(jù)當(dāng)前情況而言，關(guān)鍵是針對(duì)差異化的設(shè)備或者是不一樣的工作環(huán)境來進(jìn)行的，不一樣的設(shè)備在實(shí)際工作過程中導(dǎo)致的故障也是有差別的，而一樣的設(shè)備在差異化的工作環(huán)境下的工作體驗(yàn)和損耗情況也是不同的，此時(shí)需要針對(duì)處理后的信息做好分析與識(shí)別信息的工作。尋找到不相同環(huán)境下導(dǎo)致機(jī)電設(shè)備損耗的實(shí)際問題之所在，如此才可以有效預(yù)防后期出現(xiàn)更大的故障問題。

3.4 數(shù)學(xué)建模

礦山機(jī)電設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行過程中，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息與參數(shù)有很多，智能故障檢測(cè)診斷技術(shù)的有效運(yùn)用，可以了解到機(jī)電設(shè)備運(yùn)行情況，判斷出設(shè)備故障導(dǎo)致的原因及類型，與此同時(shí)準(zhǔn)確判斷機(jī)電設(shè)備要運(yùn)行關(guān)系，科學(xué)采用數(shù)字建模形式，全方面反映出設(shè)備運(yùn)行的狀態(tài)及其與故障參數(shù)相互間的數(shù)學(xué)關(guān)系，這對(duì)于設(shè)備智能故障檢測(cè)來說是相當(dāng)有利的。

3.5 提前預(yù)測(cè)

礦山機(jī)電設(shè)備智能故障檢測(cè)診斷技術(shù)經(jīng)過全方位分析機(jī)電設(shè)備部件治理與使用時(shí)間，可以提前預(yù)估到設(shè)備余下使用時(shí)間，對(duì)設(shè)備保養(yǎng)管理而言有益無害，同時(shí)還能預(yù)測(cè)到設(shè)備故障類型，減少設(shè)備運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)生的幾率，預(yù)防設(shè)備發(fā)生故障問題。

4 智能故障檢測(cè)診斷技術(shù)的有效運(yùn)用

礦山機(jī)電設(shè)備故障問題發(fā)生的原因有很多，比如機(jī)電設(shè)備裝配設(shè)計(jì)需要具備科學(xué)的公差配合，如此方能為設(shè)備正常運(yùn)行提供保障，不過在設(shè)備采用階段，因?yàn)楹奢d因素、溫度因素等，具備配合關(guān)系的相鄰零部件初始形態(tài)和尺寸變化方向不同導(dǎo)致配合關(guān)系出現(xiàn)了改變。零部件配合關(guān)系改變是導(dǎo)致零件彼此干涉與損壞的關(guān)鍵因素。再如，設(shè)備超負(fù)荷運(yùn)行過程中本身流過的電流會(huì)持續(xù)增大，運(yùn)動(dòng)零部件溫度會(huì)持續(xù)提升。倘若倘使過長(zhǎng)時(shí)間出現(xiàn)超負(fù)荷運(yùn)行，那么設(shè)備輸出參數(shù)必然會(huì)大于設(shè)計(jì)允許值，最終就會(huì)致使設(shè)備零部件受損，產(chǎn)生故障。并且，設(shè)備使用時(shí)間越長(zhǎng)，那么受到內(nèi)外部因素影響就更大，零部件磨損嚴(yán)重，維修頻率越高那么設(shè)備老化就會(huì)越快。故而，針對(duì)上述設(shè)備故障導(dǎo)致的原因，需要合理運(yùn)用智能故障檢測(cè)診斷技術(shù)，以此提高機(jī)電設(shè)備運(yùn)行效率。

4.1 輸送機(jī)故障檢測(cè)診斷

在礦山機(jī)電設(shè)備中，輸送機(jī)是非常關(guān)鍵的一種運(yùn)輸設(shè)備，這種設(shè)備容易發(fā)生的核心故障就是皮帶斷裂、張力小和滾筒軸承落架等方面的問題，所以在拉緊位置設(shè)置張力傳感器，可以科學(xué)檢測(cè)到張力大小，繼而有利于在第一時(shí)間優(yōu)化調(diào)整皮帶機(jī)張力。再者，輸送帶X 射線探傷裝置的設(shè)定可以在線檢測(cè)皮帶損傷實(shí)際情況，同時(shí)發(fā)出預(yù)警。除此以外，在滾筒軸承座上設(shè)置PT100 溫度傳感器，及時(shí)記載滾筒軸承問題，溫度超出設(shè)置溫度系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)警。

4.2 通風(fēng)機(jī)故障檢測(cè)診斷

在通過各種產(chǎn)品調(diào)查研究以后，我們可以了解到，當(dāng)下市場(chǎng)上較少有對(duì)通風(fēng)機(jī)故障加以檢測(cè)診斷的產(chǎn)品，在這之中KF-CA 是比較有代表性的通風(fēng)機(jī)檢測(cè)儀，這一機(jī)器的特征就是處理器有18 位，2 個(gè)定時(shí)器，均為16 位，同時(shí)還具備非常多的指令系統(tǒng)和高速輸入與輸出接口，16 位的監(jiān)視定時(shí)器。檢測(cè)診斷過程第一步以指令系統(tǒng)發(fā)送指令，接著交由診斷儀加以診斷，繼而利用處理器展開故障檢測(cè)診斷與分析，時(shí)限定制交由定時(shí)器進(jìn)行，最后通過實(shí)時(shí)輸入和輸出診斷結(jié)果，便可以將所有的故障檢測(cè)工作做到位了，這樣一來對(duì)延長(zhǎng)設(shè)備使用年限也是很有利的。

4.3 采煤機(jī)故障檢測(cè)診斷

在國(guó)內(nèi)相關(guān)部門整合前，原本的煤炭部門建立了電牽引采煤機(jī)工況檢測(cè)和故障診斷系統(tǒng)的計(jì)劃，以期經(jīng)過這個(gè)項(xiàng)目的進(jìn)行，深入改善采煤機(jī)總體診斷系統(tǒng)滯后的情況。該技術(shù)下的電力牽引采煤機(jī)診斷系統(tǒng)核心構(gòu)成部分就是變頻器等通信設(shè)備。這一機(jī)器中的變頻器可以檢測(cè)30 個(gè)左右的工況參數(shù)，與此同時(shí)每一個(gè)顯示屏均是單獨(dú)設(shè)置的，采煤機(jī)在運(yùn)行中的各種參數(shù)，比方說電壓、電流等都能承希娜在液晶屏幕上，這樣就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)欠壓或過熱等現(xiàn)象的診斷保護(hù)。而監(jiān)測(cè)器的作用在于把目前的工礦信號(hào)傳遞至故障中心加以處理分析，最終呈現(xiàn)出結(jié)果。

4.4 提升機(jī)故障檢測(cè)診斷

提升機(jī)是機(jī)電設(shè)備中的重要設(shè)備之一，是礦山作業(yè)中展開運(yùn)輸與生產(chǎn)的關(guān)鍵工具，其運(yùn)輸內(nèi)容具備原煤和材料、設(shè)施設(shè)備和人員等，因此，該設(shè)備安全牽涉到作業(yè)系統(tǒng)安全和人員生命安全。一般而言，礦井雙筒提升機(jī)并不是完美的，也存在著一些缺點(diǎn)，如會(huì)發(fā)生繩子松動(dòng)的現(xiàn)象，倘若發(fā)生這一情況那么最后所造成的危險(xiǎn)也是無法預(yù)估的。此次針對(duì)該情況引入簡(jiǎn)單實(shí)用性強(qiáng)的松繩檢測(cè)裝置，該設(shè)備構(gòu)成部分就是主控制器單片機(jī)與傳感器。原理十分簡(jiǎn)單，在提升機(jī)天輪四周都設(shè)置磁鐵，同時(shí)將傳感器設(shè)置于方便檢測(cè)天輪速度之處。通常而言，在天輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，兩者具備同樣的速度，這種情況下兩者疏除的脈沖數(shù)一致，主控制器單片機(jī)計(jì)算出的兩輪時(shí)間差為零。可是在鋼絲松動(dòng)的條件下，會(huì)發(fā)生構(gòu)成不同的現(xiàn)象，這樣內(nèi)部單片機(jī)可計(jì)算出兩者構(gòu)成上的差距不是0，假設(shè)松動(dòng)達(dá)到提前設(shè)置的值，那么會(huì)自動(dòng)報(bào)警。在具備行程差可是并無達(dá)到預(yù)設(shè)值的過程中，設(shè)備會(huì)發(fā)送控制信號(hào)，提示提升機(jī)及時(shí)剎車，從而實(shí)現(xiàn)保護(hù)之用。

4.5 高壓異步電動(dòng)機(jī)故障檢測(cè)診斷

大功率驅(qū)動(dòng)設(shè)備在礦山機(jī)電設(shè)備中運(yùn)用甚廣，高壓異步電動(dòng)機(jī)就是驅(qū)動(dòng)部件的動(dòng)力之源，這種電動(dòng)機(jī)工作電壓通常保持在1000伏以上，有著很多的優(yōu)點(diǎn)，比如功率較大、有很強(qiáng)的抗沖擊性能、電流較小等。假設(shè)出現(xiàn)故障就會(huì)直接影響到產(chǎn)品產(chǎn)量。而經(jīng)過故障檢測(cè)診斷系統(tǒng)檢測(cè)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行部分的軸承溫度、潤(rùn)滑部位儲(chǔ)油量、電流變化實(shí)際情況可以實(shí)時(shí)發(fā)覺電動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)有無異常情況發(fā)生。一般涵蓋了局部放電和磁通檢測(cè)等方式，經(jīng)過這部分?jǐn)?shù)據(jù)的檢測(cè)與判斷確保電動(dòng)機(jī)可以安全穩(wěn)定運(yùn)行。

5 結(jié)束語

通過以上所述，我們可以了解到，伴隨鉛鋅礦開采困難程度持續(xù)增加，礦山機(jī)電設(shè)備高度集成管理，礦山機(jī)電設(shè)備智能故障檢測(cè)診斷技術(shù)必須要持續(xù)發(fā)展與改革創(chuàng)新。與此同時(shí)，相關(guān)人員在實(shí)際工作過程中也應(yīng)當(dāng)積累很多的檢測(cè)診斷經(jīng)驗(yàn)，從而進(jìn)一步確保礦山機(jī)電設(shè)備安全有效運(yùn)行。