故障診斷技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備維修中的應(yīng)用研究

（山西西山晉興能源有限責(zé)任公司 山西 030053）

引言

信息化技術(shù)的迅速發(fā)展為計算機(jī)與信息傳感技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備故障診斷中的應(yīng)用提供了契機(jī)。煤礦機(jī)電設(shè)備在煤礦資源開采中所發(fā)揮的作用也越來越重要。由于煤礦資源開采具有危險程度較高的特點，所以，危險人員應(yīng)該合理運用先進(jìn)的故障診斷技術(shù)，檢測和診斷煤礦開采極端設(shè)備存在的故障隱患，才能在有效降低安全事故發(fā)生概率的前提下，確保煤礦開采生產(chǎn)的安全有序進(jìn)行。

1.煤礦機(jī)電設(shè)備故障檢測的重要性

(1)提高煤礦設(shè)備的工作效率

受到煤礦機(jī)電設(shè)備運行環(huán)境惡劣復(fù)雜等因素的影響，煤礦機(jī)電設(shè)備發(fā)生故障的概率也相對更大。如果機(jī)電設(shè)備在運行過程中發(fā)生故障，維修人員必須在最短的時間內(nèi)找出故障發(fā)生原因并進(jìn)行維修，確保設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)不受影響。隨著社會經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，各個行業(yè)對煤礦資源的需求量也越來越大，為了滿足社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展對煤礦資源的消耗需求煤礦企業(yè)在選購機(jī)電設(shè)備提高企業(yè)生產(chǎn)效率與經(jīng)濟(jì)效益的同時，應(yīng)該準(zhǔn)確的掌握機(jī)電設(shè)備故障發(fā)生的原因和診斷方法。通過不定期開展煤礦機(jī)電設(shè)備故障檢測活動的方式，及時的發(fā)現(xiàn)和解決煤礦機(jī)電設(shè)備運行可能存在的各種故障隱患，避免因為機(jī)電設(shè)備存在故障隱患，造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

(2)延長機(jī)電設(shè)備的使用壽命

目前，常見的煤礦機(jī)電設(shè)備故障有故障產(chǎn)生前和故障產(chǎn)生后兩種。煤礦開采作業(yè)前期診斷煤礦機(jī)電設(shè)備故障主要是以檢查維修為主。維修人員必須在煤礦機(jī)電設(shè)備運行全過程中，嚴(yán)格的按照要求做好設(shè)備的維修與保養(yǎng)工作，才能在延長機(jī)電設(shè)備使用壽命的前提下，確保機(jī)電設(shè)備的高效穩(wěn)定運行。合理運用故障診斷技術(shù)對機(jī)電設(shè)備進(jìn)行潛在故障的診斷和排查，不僅達(dá)到了有效預(yù)防故障發(fā)生的目的，而且減少了故障發(fā)生后造成的經(jīng)濟(jì)損失。

(3)保證生產(chǎn)工作有序進(jìn)行

任何生產(chǎn)活動的開展都離不開專業(yè)管理人員的管理與控制，煤礦機(jī)電設(shè)備的故障檢測與診斷同樣也不例外。由于煤礦機(jī)電設(shè)備運行的環(huán)境復(fù)雜程度較高，所以為了提高煤礦機(jī)電設(shè)備故障檢測和維修效率的有效提升，企業(yè)必須安排專業(yè)技術(shù)能力較強的工作人員負(fù)責(zé)機(jī)電設(shè)備故障的檢測和排查工作，才能及時的發(fā)現(xiàn)和解決機(jī)電設(shè)備運行過程中的各種故障隱患，確保煤礦開采作業(yè)的安全順利進(jìn)行。

2.常見故障診斷技術(shù)分析

(1)數(shù)字模型技術(shù)

維修人員借助數(shù)字模型技術(shù)檢測機(jī)電設(shè)備運行數(shù)據(jù)，然后根據(jù)設(shè)備參數(shù)變化對比的結(jié)果，準(zhǔn)確的判斷和分析故障發(fā)生的位置，并以此為基礎(chǔ)制定相應(yīng)的維修策略。此外針對機(jī)電設(shè)備已經(jīng)出現(xiàn)的問題，維修人員應(yīng)該根據(jù)故障發(fā)生的特點選擇最恰當(dāng)?shù)墓收显\斷技術(shù)進(jìn)行診斷和分析，才能在準(zhǔn)確找出故障發(fā)生位置的基礎(chǔ)上，確保設(shè)備維修工作的順利開展。

(2)主觀診斷技術(shù)

主觀診斷技術(shù)主要指的是利用信息處理、采集、主觀診斷以及識別等相關(guān)技術(shù)，發(fā)現(xiàn)和識別機(jī)電設(shè)備存在的故障隱患，確保極端設(shè)備始終保持最佳的運行狀態(tài)。維修人員在運用主觀診斷技術(shù)時，主要是以自己的工作經(jīng)驗和以往的故障維修記錄為主，重點觀察容易發(fā)生故障的部位，以便于及時的找出機(jī)電設(shè)備的故障點，最后再進(jìn)行故障的維修。

(3)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

維修人員在開展機(jī)電設(shè)備的故障診斷時，將模糊數(shù)學(xué)概念與機(jī)電設(shè)備復(fù)雜映射關(guān)系結(jié)合在一起，建立機(jī)電設(shè)備故障診斷數(shù)學(xué)模型，然后利用其形成的能夠凸顯機(jī)電設(shè)備故障原因的矩陣關(guān)系，提高機(jī)電設(shè)備故障診斷精準(zhǔn)率，為維修人員開展機(jī)電設(shè)備維修工作提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

(4)信息采集技術(shù)

信息采集技術(shù)也就是采集機(jī)電設(shè)備運行過程中產(chǎn)生的價值較高的數(shù)據(jù)信息，為后續(xù)機(jī)電設(shè)備故障診斷和維修工作的開展做好充分的準(zhǔn)備。雖然獲得的有價值的數(shù)據(jù)越多，越有利于后期故障的診斷，但是由于機(jī)電設(shè)備在運行過程中，機(jī)電設(shè)備在熱、力、震動等因素不斷變化的影響下，也會形成大量的數(shù)據(jù)信息，所以，維修人員必須采取積極有效的措施保證數(shù)據(jù)的真實性與準(zhǔn)確性，然后合理運用信息采集技術(shù)，采集相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息，為維修人員開展機(jī)電設(shè)備故障診斷工作奠定良好的基礎(chǔ)。

(5)紅外熱成像技術(shù)

自然界中的很多物體都具有發(fā)射紅外線的能力。煤礦機(jī)電設(shè)備在長期運行過程中，設(shè)備內(nèi)部溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于外部環(huán)境溫度。維修人員科研使用紅外熱成像檢測儀器檢測機(jī)電設(shè)備內(nèi)外部的溫度。紅外熱成像技術(shù)作為一種高效的煤礦機(jī)電設(shè)備故障診斷技術(shù)，該技術(shù)主要是將其接收到的紅外信號轉(zhuǎn)變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)視頻信號，然后由維修人員對視頻信號進(jìn)行分析，以便于準(zhǔn)確的判斷出機(jī)電設(shè)備可能存在的故障問題。

3.故障診斷技術(shù)在煤礦機(jī)電維修應(yīng)用

(1)采煤機(jī)維修中的應(yīng)用

采煤機(jī)是煤礦開采作業(yè)中不可或缺的重要設(shè)備之一，其運行效率的高低直接影響著企業(yè)煤礦生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。由于采煤機(jī)主要應(yīng)用于惡劣的工作環(huán)境中，其在運行過程中受到的巨大沖擊力，不但增加了采煤機(jī)被污染和磨損問題發(fā)生的概率，而且縮短了采煤機(jī)的使用壽命。所以，在加強采煤機(jī)故障診斷技術(shù)研究和應(yīng)用的力度，合理運用先進(jìn)的故障診斷技術(shù)發(fā)現(xiàn)和排除故障隱患，確保采煤機(jī)安全穩(wěn)定運行的前提下，促進(jìn)煤礦開采生產(chǎn)效率的有效提升。比如，煤礦機(jī)電設(shè)備市場中出現(xiàn)的左右搖臂采煤機(jī)，在機(jī)電設(shè)備故障檢測中發(fā)揮著極為重要的作用。維修人員在開展機(jī)電設(shè)備故障檢測時，可以合理利用采煤機(jī)左右搖臂的長度與靈活性，對機(jī)電設(shè)備故障進(jìn)行全面的檢測。此外，維修人員在開展機(jī)電設(shè)備故障維修工作時，應(yīng)該通過對當(dāng)前設(shè)備故障危害程度的分析，設(shè)定不同的顏色報警信號，才能在促進(jìn)故障處理效率有效提升的基礎(chǔ)上，避免因為設(shè)備故障造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

(2)煤礦提升機(jī)中的應(yīng)用

提升機(jī)是煤礦開采作業(yè)中的重要設(shè)備之一，如果提升機(jī)發(fā)生故障不但會影響到煤礦開采的效率，而且威脅到了煤礦開采人員的生命安全。目前，煤礦開采作業(yè)中，常見的提升機(jī)故障主要有軟故障和硬故障兩種。維修人員在開展提升機(jī)故障維修工作時，必須運用科學(xué)合理的故障診斷技術(shù)，全面的檢測提升機(jī)可能存在的軟故障，在分析提升機(jī)運行狀態(tài)的基礎(chǔ)上，根據(jù)提升機(jī)正常運行的參數(shù)，評估提升機(jī)的綜合性能，并以此為基礎(chǔ)解決提升機(jī)運行過程中可能存在的各種故障問題，避免因為故障處理不及時導(dǎo)致硬故障的發(fā)生，促進(jìn)煤礦生產(chǎn)效率的穩(wěn)步提升。比如，維修人員在進(jìn)行雙筒提升機(jī)松繩故障的維修時，維修人員應(yīng)該在故障診斷過程中，通過在提升機(jī)上安裝小磁鋼以及植入傳感器的方式，檢測提升機(jī)天輪的轉(zhuǎn)速、輸出脈沖是否一致，從而準(zhǔn)確的判斷出提升機(jī)是否出現(xiàn)故障。維修人員在運用智能故障檢測技術(shù)開展煤礦提升機(jī)的故障檢測時，應(yīng)該先分享提升機(jī)的故障分類和編碼，然后根據(jù)故障發(fā)生的特點，采取隊列方式存儲故障代碼，為后續(xù)故障診斷和分析提供數(shù)據(jù)依據(jù)。這種以PLC為依托存儲故障代碼，然后根據(jù)提升機(jī)系統(tǒng)故障分析的結(jié)果，準(zhǔn)確的判斷出提升機(jī)運行過程中出現(xiàn)的故障問題。如果提升機(jī)存在故障隱患的話，此時故障信息的上升沿就會觸發(fā)信號寫入此隊列，然后設(shè)置其中一個地址指征，寫入故障代碼，隨著故障代碼數(shù)量的增加，那么該地址指征也是隨之增加，并等待下一個故障代碼的存儲，經(jīng)過這樣的過程，不但實現(xiàn)了按照故障發(fā)生時間順序詳細(xì)、準(zhǔn)確存儲故障代碼的目的，而且為后續(xù)提升機(jī)故障的維修工作奠定了良好的基礎(chǔ)。

(3)煤礦高壓異步機(jī)電動機(jī)中的應(yīng)用

與其他類型的電動機(jī)相比，煤礦開采作業(yè)中使用的高壓異步電動機(jī)因為自身工作效率較高，被廣泛應(yīng)用于煤礦開采生產(chǎn)中，促進(jìn)了煤礦開采生產(chǎn)效率的大幅度提升。所以加強煤礦高壓異步電動機(jī)故障診斷技術(shù)研究應(yīng)用的力度，對于煤礦開采作業(yè)生產(chǎn)效率的提升有著極為重要的意義。目前，常見的高壓異步電動機(jī)故障診斷處理，主要是利用信息采集技術(shù)與智能診斷技術(shù)相結(jié)合的診斷方式，這種融合診斷技術(shù)的應(yīng)用，不僅有助于維修人員快速準(zhǔn)確的找出高壓異步電動機(jī)故障發(fā)生的部位和類型，而且為后續(xù)設(shè)備故障的維修奠定了堅實的基礎(chǔ)。比如，維修人員在開展高壓異步電動機(jī)的故障診斷時，可以使用磁通檢測與局部放電檢測的故障診斷方法，或者使用電流諧波故障診斷方法。不管采用哪種故障診斷方法，維修人員都必須根據(jù)高壓異步電動機(jī)運行的實際情況，選擇科學(xué)合理的故障診斷方法，才能保證故障診斷結(jié)果的科學(xué)性與可靠性。

4.結(jié)束語

總而言之，煤礦企業(yè)在煤礦開采作業(yè)過程中，機(jī)電設(shè)備發(fā)揮著不可替代的作用。如果煤礦機(jī)電設(shè)備發(fā)生故障，必然會給煤礦企業(yè)帶來無法挽回的經(jīng)濟(jì)損失。所以，煤礦企業(yè)必須加強煤礦機(jī)電設(shè)備故障診斷技術(shù)研究應(yīng)用的力度，合理利用主觀診斷技術(shù)、信息采集技術(shù)、智能診斷技術(shù)等先進(jìn)的煤礦機(jī)電設(shè)備故障診斷和維修技術(shù)，才能在確保煤礦機(jī)電設(shè)備安全穩(wěn)定運行的前提之下，有效的促進(jìn)煤礦企業(yè)生產(chǎn)效率的有效提升，為煤礦企業(yè)的長期可持續(xù)發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。