矿山机电设备智能故障检测诊断技术

2021-11-20陈佩宗

电子技术与软件工程 2021年8期

陈佩宗

（山西乡宁焦煤集团富康源煤业有限公司山西省临汾市 042100）

伴随铅锌矿开采困难程度不断增加，环境保护要求持续提升，有关配套设备也在优化升级改造过程中，先进的机电设备有着十分广泛的运用范围，可以将煤矿开采效率提升。可是，大部分从事该行业的人都知道，机电设备工作环境不像其他工作环境复杂，设备在正式使用时很大几率会遇到这样或是那样的问题。假设无法实时维修，就会影响到产量，严重点甚至会发生安全事故问题。因此，必须要具备一种可以在设备运行中检测异常预先发现故障且实时报告的系统，因此智能故障检测诊断技术出现了。研究该种技术的作用及操作方法，对矿山机电设备智能故障检测诊断来说具有非常重要的意义。

1 智能故障检测诊断技术分析

智能故障检测诊断技术具有一定的综合性，是集传感、计算机、信息技术与一体的综合性技术。在矿山机电设备智能故障检测诊断技术之中，科学运用该种技术可以实时检测到设备中的各种问题，如此一来，对工作人员实时维修保养工作的进行是很有帮助的。在现代社会经济发展过程中，矿山机电设备智能故障检测诊断技术运用范围十分广，发展前景也是无限的。该种技术工作原理实则是对设备实际运行情况的有效检测，对相关人员发觉设备运行中的问题是相当有利的，与此同时也可以进一步分析出设备产生故障的程度。在准确运用智能故障检测诊断技术对设备展开全面检测的时候，理应关注到如下这些问题：

（1）应当充分掌握好矿山机电设备使用的真正目的，这么做可以对设备产生故障加以智能化分析。

（2）检测工作开展以前，相关工作人员应当进一步了解故障特点，如此做对于提高故障精准度是相当有益的。

（3）必须要对矿山机电设备故障特点和智能化设备故障库里面的数据信息加以科学分析和比较，预防发生故障搜索不正确的问题。

2 智能故障检测诊断技术的基本原理

矿山机电设备在工程施工中，实际采用的数量在不断增多，造成矿山机电设备安全故障类型持续增加，机电设备出现故障的频率不断提高。在这样的情况下，矿山施工管理工作者需要充分结合矿山施工工作实况，把智能故障检测诊断技术运用在机电设备检测工作中，用来全面诊断矿山机电设备运行状态，这一技术的详细运用原理涵盖了多个层面，具体如下：

2.1 采集信息原理

采集数据信息的原理为智能故障检测诊断技术工作的前提与基础，这一原理的基本工作内容就是通过把矿山机电设备诊断数据和设备原始数据加以比较，分析出矿山机电设备故障原因。之后再运用精密的检测仪器对设备加以数据采集，运用数据比较结果对矿山机电设备运行状态进行分析。若是在数值相差很大的条件下，则需要在第一时间检测设备，从而达到对机电设备故障提前预测的效果。

2.2 处理信息原理

智能故障检测诊断技术运用基本原理里面十分关键的一个部分就是信息处理原理，其主要是经过科学采用先进的科学技术方法和手段，集中处理机电设备故障数据信息，通过模糊建模的形式，全面分析信息类别，继而构成统一的故障信息分析标准，以此将故障信息处理工作智能性增强。

2.3 识别分析原理

矿山机电设备智能故障检测诊断技术在实际运用过程中，需要构建起机电设备检修的故障数据库，分析识别数据信息是否有产生不正常的情况，继而调取数据库里面对设备详细参数的记录情况。这样一来系统就可以快速分析和比较数据信息，从而寻找到机电设备发生故障的原因，着重突出设备检测合理性。

2.4 数字建模原理

矿山机电设备智能故障检测诊断技术运用智能化分析方法，借助模糊数字诊断方式，把机电设备产生的故障和数据系统里面储存的故障加以分析和比较，最终把比较结果运用在机电设备检修工作中来，从而有效健全机电设备诊断程序。

3 智能故障检测诊断技术的相关操作流程

矿山机电设备智能故障检测诊断技术就是通过传感系统达到对机电设备运行参数与情况信息的采集，这种技术拥有高效性与时效性，可以在机电运行过程中对机电总体工作环境加以分析，并对可能发生的故障类型展开排查与检测，对机电设备安全事故的出现可以发挥着预测和实时防范之用，智能故障检测诊断技术在正常运用中，其操作步骤见下所示：

3.1 采集信息

矿山机电设备智能故障检测技术实现过程中，必须要全面对机电设备与四周环境展开分析与研究，基于此才可以得到精准的判断结果。因此，矿山机电设备智能故障检测技术的首个步骤就是采集与健全有关信息，按照矿山机电设备运行中的一部分参数、信号数据与四周环境要素，展开全面监测，同时对这部分数据加以详细记录，有利于为未来发生故障进行预判提供参考。

3.2 处理信息

相关工作人员在矿山机电设备正式运行时，采集的所有数据，是不能加以直接分析和使用的，此时应当针对数据信息加以有效处理，因为采集的数据量是很庞大的，在这样的情况之下，通常会有很多没有价值的信息。因此，相关工作人员必须要准确甄别采集的信息，继而寻找到数据信息中益于矿山机电设备维护的基本内容。与此同时，对部分数据信息而言应当加以有效关联，把部分重要信息提炼出来，同时将其结合起来，如此方可精准判断出到底是何部位发生了问题，此为后续人员或者机器做好故障检测诊断工作的基础。

3.3 分析识别信息

对于已经处理好的信息，需要及时做好分析与识别工作，根据当前情况而言，关键是针对差异化的设备或者是不一样的工作环境来进行的，不一样的设备在实际工作过程中导致的故障也是有差别的，而一样的设备在差异化的工作环境下的工作体验和损耗情况也是不同的，此时需要针对处理后的信息做好分析与识别信息的工作。寻找到不相同环境下导致机电设备损耗的实际问题之所在，如此才可以有效预防后期出现更大的故障问题。

3.4 数学建模

矿山机电设备在实际运行过程中，产生的数据信息与参数有很多，智能故障检测诊断技术的有效运用，可以了解到机电设备运行情况，判断出设备故障导致的原因及类型，与此同时准确判断机电设备要运行关系，科学采用数字建模形式，全方面反映出设备运行的状态及其与故障参数相互间的数学关系，这对于设备智能故障检测来说是相当有利的。

3.5 提前预测

矿山机电设备智能故障检测诊断技术经过全方位分析机电设备部件治理与使用时间，可以提前预估到设备余下使用时间，对设备保养管理而言有益无害，同时还能预测到设备故障类型，减少设备运行风险产生的几率，预防设备发生故障问题。

4 智能故障检测诊断技术的有效运用

矿山机电设备故障问题发生的原因有很多，比如机电设备装配设计需要具备科学的公差配合，如此方能为设备正常运行提供保障，不过在设备采用阶段，因为荷载因素、温度因素等，具备配合关系的相邻零部件初始形态和尺寸变化方向不同导致配合关系出现了改变。零部件配合关系改变是导致零件彼此干涉与损坏的关键因素。再如，设备超负荷运行过程中本身流过的电流会持续增大，运动零部件温度会持续提升。倘若倘使过长时间出现超负荷运行，那么设备输出参数必然会大于设计允许值，最终就会致使设备零部件受损，产生故障。并且，设备使用时间越长，那么受到内外部因素影响就更大，零部件磨损严重，维修频率越高那么设备老化就会越快。故而，针对上述设备故障导致的原因，需要合理运用智能故障检测诊断技术，以此提高机电设备运行效率。

4.1 输送机故障检测诊断

在矿山机电设备中，输送机是非常关键的一种运输设备，这种设备容易发生的核心故障就是皮带断裂、张力小和滚筒轴承落架等方面的问题，所以在拉紧位置设置张力传感器，可以科学检测到张力大小，继而有利于在第一时间优化调整皮带机张力。再者，输送带X 射线探伤装置的设定可以在线检测皮带损伤实际情况，同时发出预警。除此以外，在滚筒轴承座上设置PT100 温度传感器，及时记载滚筒轴承问题，温度超出设置温度系统自动报警。

4.2 通风机故障检测诊断

在通过各种产品调查研究以后，我们可以了解到，当下市场上较少有对通风机故障加以检测诊断的产品，在这之中KF-CA 是比较有代表性的通风机检测仪，这一机器的特征就是处理器有18 位，2 个定时器，均为16 位，同时还具备非常多的指令系统和高速输入与输出接口，16 位的监视定时器。检测诊断过程第一步以指令系统发送指令，接着交由诊断仪加以诊断，继而利用处理器展开故障检测诊断与分析，时限定制交由定时器进行，最后通过实时输入和输出诊断结果，便可以将所有的故障检测工作做到位了，这样一来对延长设备使用年限也是很有利的。

4.3 采煤机故障检测诊断

在国内相关部门整合前，原本的煤炭部门建立了电牵引采煤机工况检测和故障诊断系统的计划，以期经过这个项目的进行，深入改善采煤机总体诊断系统滞后的情况。该技术下的电力牵引采煤机诊断系统核心构成部分就是变频器等通信设备。这一机器中的变频器可以检测30 个左右的工况参数，与此同时每一个显示屏均是单独设置的，采煤机在运行中的各种参数，比方说电压、电流等都能承希娜在液晶屏幕上，这样就可以实现对欠压或过热等现象的诊断保护。而监测器的作用在于把目前的工矿信号传递至故障中心加以处理分析，最终呈现出结果。

4.4 提升机故障检测诊断

提升机是机电设备中的重要设备之一，是矿山作业中展开运输与生产的关键工具，其运输内容具备原煤和材料、设施设备和人员等，因此，该设备安全牵涉到作业系统安全和人员生命安全。一般而言，矿井双筒提升机并不是完美的，也存在着一些缺点，如会发生绳子松动的现象，倘若发生这一情况那么最后所造成的危险也是无法预估的。此次针对该情况引入简单实用性强的松绳检测装置，该设备构成部分就是主控制器单片机与传感器。原理十分简单，在提升机天轮四周都设置磁铁，同时将传感器设置于方便检测天轮速度之处。通常而言，在天轮转动时，两者具备同样的速度，这种情况下两者疏除的脉冲数一致，主控制器单片机计算出的两轮时间差为零。可是在钢丝松动的条件下，会发生构成不同的现象，这样内部单片机可计算出两者构成上的差距不是0，假设松动达到提前设置的值，那么会自动报警。在具备行程差可是并无达到预设值的过程中，设备会发送控制信号，提示提升机及时刹车，从而实现保护之用。

4.5 高压异步电动机故障检测诊断

大功率驱动设备在矿山机电设备中运用甚广，高压异步电动机就是驱动部件的动力之源，这种电动机工作电压通常保持在1000伏以上，有着很多的优点，比如功率较大、有很强的抗冲击性能、电流较小等。假设出现故障就会直接影响到产品产量。而经过故障检测诊断系统检测电动机运行部分的轴承温度、润滑部位储油量、电流变化实际情况可以实时发觉电动机工作状态有无异常情况发生。一般涵盖了局部放电和磁通检测等方式，经过这部分数据的检测与判断确保电动机可以安全稳定运行。