张丽娟

（山西省大同市同煤集团四台矿质管科，山西 大同037003）

引言

带式输送机是煤矿中主要的运输设备，被广泛应用于煤炭运输的工作中，具有运量大、运距长、可连续运输、便于自动控制、环境适应性强等优点，但由于设备老旧、工人缺乏安全防护意识、监控检测手段存在问题等原因容易导致带式输送机发生事故。在现有情况下经常出现无法有效处理和排查带式输送机发生的故障[1]。因此，研究设计并应用智能化的带式输送机故障诊断系统至关重要。

1 带式输送机故障分析

带式输送机通过皮带将煤炭长距离输送，需要带式输送机拥有较大的张力与较快的运行速度，并且带式输送机设备中含有较多的旋转设备，这些构造使得带式输送机极易发生故障，带式输送机常见的故障如图1所示。

图1 带式输送机常见故障

2 带式输送机安全诊断专家系统的设计

带式输送机的故障诊断系统主要有基于规则的专家系统诊断方法[2]、基于故障树的诊断方法[3]、基于神经网络的诊断方式和基于模型的故障诊断方式[4]。专家系统是使用人类专家的经验和知识对带式输送机的故障进行分析诊断的计算机程序，在其他领域使用十分广泛，能够替代人类专家对故障进行处理，可节约人力资源，并且能够在刚出现故障时就对故障进行处理，节约处理故障的时间，提高工作效率，避免因为人工排查故障可能发生的安全事故。煤矿中带式输送机的使用环境、工作参数、结构特点都存在差异，因此发生的故障也各有特点，表现出的数据不一定是相同或者类似的，所以要构建带式输送机专家系统首先要对带式输送机的故障进行分析研究，要基于前人进行的大量调研数据，建立完善的故障信息数据库，构建知识库，最终形成故障诊断专家系统。一个完善的专家系统的核心部件包括：自学习模块、解释机、推理机、知识库、动态识别数据库、管理模块等，人机交互界面负责将机器语言与人类语言进行相互转换，自学习模块将数据存储在知识库，推理机从动态数据库与知识库中的信息推理出故障信息显示在人机交互界面上，动态数据通过解释机表诉在人机交互界面上，各个模块共同构建了完善的专家系统对带式输送机故障进行诊断。本文建立的带式输送机安全诊断专家系统图如图2所示。

图2 专家系统理想结构图

3 带式输送机安全诊断系统的构成

构建专家系统的步骤：构建知识库→完成原型机的建立与完善→完善知识库。专家系统的建立是一个不断重复、慢慢扩充的过程。

构建专家系统对带式输送机的故障进行分析诊断不仅需要完善的知识库，也需要对带式输送机进行改造，通过速度传感器、温度传感器、烟雾传感器、堆煤传感器、张紧力传感器对带式输送机的运行数据进行监测，将检测的数据输入到专家系统中，紧急开关主要是为应对突发情况，防止发生安全事故，本文构造的带式输送机监测系统构成如表1所示。

4 带式输送机安全诊断系统软件的设计

表1 带式输送机监测系统构成

在专家系统软件运行的流程中首先将故障信息输入到诊断系统中，系统从输入信息中提取出故障信息的主要特征参量，将获取的特征参量信息导入知识库中与数据库中信息做出比对，如果没有查询到对应信息则将该信息添加到数据库中；如果查询到对应规程，对比阈值与特征参量，若以数据没有超出阈值，表明带式输送机运行正常；如果超出阈值，首先将输入参数信息作为诊断程序的输入信息，系统输出判断结果调动技术人员进行服务处理故障，如果故障与诊断系统输出的结果不相同则需要修改系统的诊断规则，将诊断结果反馈给工作人员，并且将结果添加到规则库中，增加故障诊断能力；或者当数据超出阈值时，诊断系统查找是否有相同案例，如果有则检查案例是否一致，如果一致则直接保存诊断结果，输出结果派遣维修人员处理故障，在整个查询案例的过程中都可以将此次故障案例添加到案例库中。本文设计的带式输送机安全诊断系统软件运行流程如图3所示。

图3 专家系统软件运行流程

5 结论

1）带式输送机安全诊断系统能够监测带式输送机运行数据，当带式输送机发生故障时能够及时报警，保障生产安全。

2）该带式输送机安全诊断系统的作用与人类专家类似，当发生故障时通过比对自身数据库分析故障发生原因，还能通过学习丰富自身数据库，提升对故障的识别能力。