胡煊

摘要：为有效应对现有煤矿机械设备在线监测信息提取难度大、诊断技术自动辨识故障类别效能低的现实问题，本文提出一种以LahVIFW为基础的故障在线诊断及预警系统，该系统运作阶段通过频谱、功率谱、倒频谱分析等形式解读振动信号，借此方式掌握旋转机械运作阶段不同构件的特征性参数，而后和故障类别数据内的参数做比较分析，达到精确诊断设备故障的目的。通过模拟试验后，认定本文规划设计的系统能精确辨识机械故障，并做出反馈，有操作流程建议、安全性高等特征。

关键词：煤矿旋转机械;在线诊断;预警系统;故障诊断

引言

既往建立的在线监测与故障诊断系统，投运阶段尽管能达到监测设备运转状态，异常工况下传递预警信号及故障点定位，但无法提获故障特征信息及智能辨识故障所属类别，削弱了系统的实用性，本文基于LahVIFW对该系统重新作出规划设计，其能动态化采集设备运转阶段特征性信息并将其完成的存储于数据库内，通过比较频域特征，提升机械故障诊断率、预警效果。

1系统设计的整体思路

利用传感器设施采获到振动数据信息，并动态式完成时域、频域解读和处理，这样便能顺利获得旋转机械运转阶段不同不可见的特征性参数，依照监测时间次序自动完成参数类别规划、存储。针对实时采获的特征参数和故障类数据库内同类别参数做比较，达到诊断设备运行故障的目的。系统运作程序见图1。

在线诊断结束后，系统会依照相应诊断结果，自动经由数据库内提拿出相匹配的故障类别与解决办法，并把结果呈现于用户监测界面上，通过状态灯对煤矿设备故障做出提示。

2系统软、硬件设计

2.1软件设计

主要是结合监测目标对象、渠道及预警诊断计划规划本系统配置模块。由左至右分别是配备传感器渠道、选定诊断与预警方案、测算重要零部件理论特征频率值。

用户监测模块功能以呈现波形、谱图、特征参数、预警与诊断信号以及打印报表等为主。用户监测界面由时域图、频域图、监测点安置、状态趋向图、故障提示、诊断结果录入六个分部构成。

在时域图内，单击“初始波形”键，LED由暗变亮，对外呈现出没有行预处理的波形图;二次单击“初始波形”键，LED变暗，呈现出的是没有经滤波、降噪处置的波形图。点击“诊断报告”键，可以基于Word格式传导出即时的诊断结果，为打印、存档过程创造便利条件。若采用该系统监测机械设备状态变动情况时，仅需要点击“返回”键，返回至选择界面。频域图的功能以东阳台呈现峰值、有效值、裕度与波形因数等参数为主

故障提示以状态灯为载体呈现出煤矿旋转设备的运转状态，状态灯呈红、黄、绿色时，提示的内容分别是故障、警告、正常。故障种类呈现情况和状态灯显示情况两者有同步性特征，于故障提示框采用文字显示出诊断出的故障种类以及故障形成原因、整顿提议等。

2.2硬件设计

本系统用Spectra Quest采集仪设计数据采集模块，其附带16渠道拟化输入同步采样过程，数字式转速计输入渠道通常是2或4个;24位模数参与转换过程，动态参数、采样频次、频宽分别是110dB、102.1kHz、38kHz，采用608All型传感器。

在监测矿山机械设备运转状态阶段，使用磁座或螺纹衔接形式将传感器装设于监测装置的传动壳体上，可以依照状态拟化分析结果，择选出振动现象较明显的区段安设传感器。设定的有效检测位点应尽量减缩振动信号传导路径，多数情况下建议将传动系统的轴承某处设为传感器安装位点，推行以上安装方案有益于更全面地收集转轴、轴承和齿轮相关信息，判断故障位点。依照配置的监测设备数目及各设备的有效测点数设定传感器通道数，本文设计的系统软件能同步接收到32路信号、监测数个设备的运行状态。

3系统功能检测

为明确系统在故障在线诊断、预警等方面的效能，规划了和通风机、抽放泵、压风机物理性能相似度很高的转子一轴承系统，拟化转子不均衡故障。设定运转速度为1 800r/min，使用传感器收集设备振动信号，监控、监测本系统的运转状态。

当转子常态运转时候，测试软件系统，提示灯呈现为绿色，状态表明设备运转过程无异常。提获相应时刻初始数据，而后分析频谱，图12即为分析结果。

把螺钉增设于转子圆盘上方，拟化转子不均衡故障，运转速度同上时，故障提示区呈现“转子不均衡故障”讯息，与之相伴随的是“转子”标识下闪烁红灯。提获以上时间点的初始数据开展频谱分析，结果见图3。

转子达1倍频时，对应的幅值约0.0015g，显著高于常态时1倍频对应的幅值，于4、5倍频位置形成了谐波。以上表现出的状况和转子不均衡故障特征相吻合。

故障诊断系统做出的诊断结果与频谱分析结果两者表现出高度统一性，证实了系统的实用性。

4结束语

矿山设备是煤矿开采任务的主要执行装置，其运行安稳性、可靠性关系着矿区开采作业工效，關系着智慧型矿山的建设水平。煤矿机械自动化发展阶段要求从多个维度监测设备运转状态，及时做出诊断及发出预警信号，以最大限度的维持开采过程的连贯性、安稳性。本文基于LahVIFW设计在线诊断预警系统，以模块化编程结构为支撑，合理整顿系统参数，在煤矿多个生产设备中表现出较高适用性，可靠性较高，实用性较强，有一定推广价值。