煤礦設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)及故障監(jiān)測(cè)診斷技術(shù)探討1

煤礦設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)及故障監(jiān)測(cè)診斷技術(shù)探討

摘要：煤礦開采作業(yè)具有較強(qiáng)的系統(tǒng)性和復(fù)雜性特點(diǎn)，生產(chǎn)中需要對(duì)各種各樣的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行應(yīng)用，而設(shè)備故障將對(duì)煤礦資源開采作業(yè)安全性和效率產(chǎn)生直接影響，因此企業(yè)必須結(jié)合機(jī)械裝置系統(tǒng)進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)測(cè)與診斷，及時(shí)發(fā)現(xiàn)各種設(shè)備故障，才能夠有針對(duì)性快速消除設(shè)備故障，為全面提升煤礦開采效率奠定基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：煤礦設(shè)備；運(yùn)行狀態(tài)；故障監(jiān)測(cè)；診斷技術(shù)；探討1導(dǎo)言煤礦設(shè)備具有高度的復(fù)雜性，因此在開采作業(yè)過(guò)程中容易出現(xiàn)各類故障。通過(guò)溫度診斷、振動(dòng)診斷以及超聲波無(wú)損檢測(cè)等多項(xiàng)技術(shù)，可提升設(shè)備的診斷質(zhì)量，確保設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行。2故障監(jiān)測(cè)診斷技術(shù)含義在當(dāng)前工業(yè)領(lǐng)域中故障監(jiān)測(cè)及診斷技術(shù)是備受國(guó)內(nèi)外矚目的一項(xiàng)重要技術(shù)。機(jī)電設(shè)備故障監(jiān)測(cè)診斷技術(shù)是在現(xiàn)代新興技術(shù)中融合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)、信號(hào)分析、處理技術(shù)等為基礎(chǔ)的一種綜合性應(yīng)用方法。故障診斷技術(shù)實(shí)質(zhì)就是通過(guò)對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行相應(yīng)的定量檢測(cè)，針對(duì)機(jī)電設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的故障及破壞程度進(jìn)行科學(xué)系統(tǒng)的評(píng)價(jià)與識(shí)別，對(duì)設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)掌握并進(jìn)行進(jìn)一步分析，對(duì)其穩(wěn)定性及持續(xù)性進(jìn)行正確的預(yù)測(cè)。徹底解決機(jī)電設(shè)備的故障問(wèn)題，防止再一次出現(xiàn)故障問(wèn)題。根據(jù)目前我國(guó)煤礦機(jī)電設(shè)備故障檢測(cè)的實(shí)際情況，煤礦機(jī)電設(shè)備故障診斷還沒(méi)有一套完整的檢測(cè)系統(tǒng)，因此在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中要結(jié)合實(shí)際情況來(lái)確定，從機(jī)電設(shè)備本身進(jìn)行分析，爭(zhēng)取最大程度提升并完善故障監(jiān)測(cè)診斷技術(shù)的有效性。3煤礦機(jī)電設(shè)備測(cè)試的作用為了防止機(jī)電設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題，需要經(jīng)常對(duì)機(jī)電設(shè)備進(jìn)行檢查和測(cè)試。雖然煤礦機(jī)電設(shè)備整體上是一個(gè)龐大的系統(tǒng)，但其結(jié)構(gòu)是由很多細(xì)小零件組成，因此細(xì)節(jié)管理顯得尤為重要，而施工過(guò)程中的很多細(xì)節(jié)往往被施工人員忽視，認(rèn)為僅僅幾個(gè)零件的安裝未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)并不會(huì)影響到井下整體機(jī)電設(shè)施的質(zhì)量。而在進(jìn)行機(jī)電設(shè)備安裝過(guò)程中，管理人員為了加快工期并未對(duì)機(jī)電設(shè)備進(jìn)行反復(fù)的運(yùn)行測(cè)試，導(dǎo)致井下機(jī)電設(shè)施后期隱患較大。所以，在測(cè)試機(jī)電設(shè)備時(shí)需要結(jié)合煤礦的實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境，并按照標(biāo)準(zhǔn)的程序、內(nèi)容及測(cè)試方法對(duì)機(jī)電設(shè)備的各種零部件進(jìn)行全面的度量及檢查。通過(guò)對(duì)機(jī)電設(shè)備進(jìn)行反復(fù)測(cè)試來(lái)保證產(chǎn)品的安全性、可靠性以及使用壽命，保證機(jī)電設(shè)備的高效生產(chǎn)力及工作人員的人身安全。4設(shè)備診斷技術(shù)在國(guó)內(nèi)煤礦企業(yè)應(yīng)用的現(xiàn)狀診斷結(jié)果取決于領(lǐng)域?qū)＜业母泄偌皩I(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)對(duì)診斷信息判斷的初級(jí)階段;以傳感器、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)為手段，基于計(jì)算機(jī)信號(hào)處理的現(xiàn)代診斷技術(shù);實(shí)現(xiàn)診斷系統(tǒng)智能化，向監(jiān)測(cè)、診斷、管理和調(diào)度的集成化發(fā)展。以前我國(guó)煤炭礦用設(shè)備的維修制度采用的是定期維修制度，該制度的前提是運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間;但現(xiàn)在煤炭礦用設(shè)備的維修制度是以按需維修制度為主，該制度的前提機(jī)械技術(shù)狀況。維修特點(diǎn)可以在設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)的前提下，按診斷故障性質(zhì)和部位有目的地進(jìn)行檢修，當(dāng)然發(fā)現(xiàn)故障時(shí)才停車。要想實(shí)現(xiàn)按需維修機(jī)械設(shè)備，這就對(duì)煤礦企業(yè)提出了關(guān)于設(shè)備故障診斷技術(shù)與手段的更高要求，設(shè)備診斷必須保證其準(zhǔn)確率并能實(shí)現(xiàn)狀態(tài)檢測(cè)，這樣才能使整個(gè)設(shè)備機(jī)組安全穩(wěn)定的運(yùn)行，提高機(jī)械設(shè)備正常使用效率，從而促進(jìn)企業(yè)的高效生產(chǎn)，產(chǎn)生巨大經(jīng)濟(jì)效益。神東礦區(qū)在國(guó)內(nèi)煤礦企業(yè)較早地開展煤礦設(shè)備監(jiān)測(cè)，主要技術(shù)手段有鐵譜分析及信息化點(diǎn)檢。早在1995年，神東與中國(guó)礦業(yè)大學(xué)合作開發(fā)旋轉(zhuǎn)式鐵譜分析儀，用于減速箱齒輪油及液壓傳動(dòng)液壓油等潤(rùn)滑狀態(tài)監(jiān)測(cè)，反映減速箱運(yùn)行狀態(tài)，為設(shè)備運(yùn)行檢修維護(hù)提供基礎(chǔ)性決策，目前油液鐵譜分析技術(shù)正在神東礦區(qū)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)發(fā)揮著基礎(chǔ)性作用。神東礦區(qū)另一項(xiàng)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)的關(guān)鍵落地項(xiàng)目是設(shè)備點(diǎn)檢，通過(guò)模仿引進(jìn)吸收提高目前以實(shí)現(xiàn)信息化點(diǎn)檢，主要指對(duì)動(dòng)力傳動(dòng)設(shè)備進(jìn)行溫度、振動(dòng)及其他非量化指標(biāo)進(jìn)行定期監(jiān)測(cè)，上傳監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)到計(jì)算機(jī)，通過(guò)神東礦區(qū)內(nèi)部局域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。5常見(jiàn)煤礦機(jī)電設(shè)備監(jiān)測(cè)方法5.1主要零件測(cè)試針對(duì)煤礦機(jī)電設(shè)備來(lái)講，最主要的零部件包括易損件、磨損件和受力構(gòu)件，這部分零部件是否存在故障，將對(duì)煤礦機(jī)電設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性和安全性造成直接影響，因此在實(shí)際展開煤礦機(jī)電設(shè)備故障監(jiān)測(cè)診斷的過(guò)程中，應(yīng)對(duì)主要零件測(cè)試的重要性產(chǎn)生深刻認(rèn)知，能夠采取有效方式完善主要零部件的測(cè)試工作。在實(shí)際展開測(cè)試工作的過(guò)程中，通常應(yīng)在指定的試驗(yàn)臺(tái)架上展開，結(jié)合零部件特點(diǎn)以及相關(guān)檢測(cè)技術(shù)要求，同時(shí)根據(jù)煤礦開采作業(yè)實(shí)際特點(diǎn)，對(duì)設(shè)備運(yùn)行中需要面對(duì)的工作環(huán)境、遭受的荷載力等進(jìn)行模擬，從而全面判斷設(shè)備的受載特性等，檢測(cè)零部件時(shí)，可以對(duì)零部件的使用時(shí)間、運(yùn)行強(qiáng)度以及性能等進(jìn)行深入分析，最終掌握零件的可靠性和環(huán)境耐受力等，在科學(xué)調(diào)整的背景下，可以從根本上提升設(shè)備的整體質(zhì)量。實(shí)際展開監(jiān)測(cè)的過(guò)程中，通常需要對(duì)記錄儀、計(jì)算機(jī)、放大器、分析儀以及傳感器等進(jìn)行充分應(yīng)用，所以要對(duì)這些零部件進(jìn)行全面的測(cè)試，保證能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)，避免出現(xiàn)一些意外。5.2整機(jī)試驗(yàn)對(duì)于煤礦機(jī)電設(shè)備而言，整機(jī)試驗(yàn)通常需要在對(duì)實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境進(jìn)行全面模擬，因此這一試驗(yàn)需要在試驗(yàn)場(chǎng)或試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行，對(duì)組裝成臺(tái)的設(shè)備機(jī)組進(jìn)行全面測(cè)試，結(jié)合需要對(duì)試驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行全面記錄，以此為依據(jù)進(jìn)行設(shè)備運(yùn)行可靠性、適用性以及安全性的分析。值得注意的是，整機(jī)試驗(yàn)具有規(guī)模大、成本高的特點(diǎn)，這就要求相關(guān)企業(yè)運(yùn)行中及時(shí)加大資金投入，并合理構(gòu)建試驗(yàn)空間，針對(duì)煤礦生產(chǎn)過(guò)程中的重要機(jī)電設(shè)備展開科學(xué)的整機(jī)試驗(yàn)。6在線監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)的監(jiān)控設(shè)計(jì)6.1組態(tài)軟件的選擇組態(tài)軟件具備實(shí)時(shí)在線數(shù)據(jù)交換的同時(shí)，對(duì)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行報(bào)警等多層次的組態(tài)控制管理，同時(shí)可以對(duì)各類設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及故障信號(hào)燈歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和打印，支持?jǐn)?shù)據(jù)共享和第三方接口傳輸和下載，支持人工設(shè)置以及多個(gè)系統(tǒng)的時(shí)鐘同步，支持internet/intranet來(lái)應(yīng)用于開發(fā)web，方便于切換運(yùn)行與環(huán)境開發(fā)等性能。6.2系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)通過(guò)圖形化來(lái)設(shè)計(jì)和開啟各設(shè)備機(jī)組時(shí)采用組態(tài)王，必須轉(zhuǎn)換成HTML格式的文件來(lái)替代實(shí)現(xiàn)的監(jiān)控畫面，設(shè)置web應(yīng)用，必須考慮對(duì)web進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)的實(shí)現(xiàn)。要充分依據(jù)運(yùn)行及故障監(jiān)測(cè)需求對(duì)易發(fā)故障點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)裝置的設(shè)定，同參數(shù)的監(jiān)測(cè)及對(duì)報(bào)警參數(shù)的最低強(qiáng)度值進(jìn)行設(shè)定。本系統(tǒng)在進(jìn)行數(shù)據(jù)再處理分析、刪減、查詢時(shí)，采用SQL數(shù)據(jù)庫(kù)，并通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器對(duì)各分支系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)和存儲(chǔ)分析。因?yàn)樽酉到y(tǒng)太多，其監(jiān)測(cè)點(diǎn)較多且管理數(shù)據(jù)時(shí)需要逐個(gè)進(jìn)行，管理數(shù)據(jù)庫(kù)變得復(fù)雜化，所以在管理后臺(tái)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)，采取管理數(shù)據(jù)庫(kù)的系統(tǒng)軟件，在操作軟件時(shí)可以自由選取各子系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了解，對(duì)通道數(shù)、測(cè)點(diǎn)、烈度、故障原因、峰值等進(jìn)行查看。7基于IFIX設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)與故障在線監(jiān)測(cè)控制平臺(tái)構(gòu)建7.1OPC技術(shù)OPC作為一種標(biāo)準(zhǔn)，在工業(yè)數(shù)據(jù)交換中起控制作用，OPC技術(shù)的基礎(chǔ)是OLE/DCOM，OPC接口還可以用于對(duì)底層數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問(wèn)，從而使生產(chǎn)效率大大提高。IFIX集中管理系統(tǒng)必須通過(guò)OPC數(shù)據(jù)服務(wù)器進(jìn)行訪問(wèn)，對(duì)IFIX進(jìn)行配置要求有兩個(gè):客戶端和OPC服務(wù)器，對(duì)組態(tài)王的實(shí)時(shí)監(jiān)控信息通過(guò)OPC接口獲得。7.2系統(tǒng)接入IFIX集控中心為了監(jiān)管子系統(tǒng)如提升機(jī)，風(fēng)機(jī)，膠帶運(yùn)輸機(jī)等設(shè)備，必須進(jìn)行集中遠(yuǎn)程監(jiān)管和綜合性自動(dòng)化管理。大型設(shè)備集控部門診斷故障系統(tǒng)主要由發(fā)出操控命令的計(jì)算機(jī)經(jīng)組態(tài)王程序轉(zhuǎn)換成dev、rt-data文件，系統(tǒng)采用FTP方式傳輸文本，將文本里的數(shù)據(jù)傳送至終端設(shè)備或集控中心工控機(jī)，管理人員通過(guò)工控機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的采集和診斷，傳輸硬件均采用以太網(wǎng)接口，通過(guò)光纖或網(wǎng)線接入交換機(jī)。7.3基于IFIX的大型設(shè)備故障系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)基于IFIX的集控技術(shù)構(gòu)建監(jiān)控管理平臺(tái)，不僅可以對(duì)大型設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，還可以實(shí)時(shí)通過(guò)診斷故障系統(tǒng)共享信息，這樣有利于對(duì)設(shè)備故障部位和故障程度的判斷以及集中遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)內(nèi)容實(shí)時(shí)顯示設(shè)備的溫度、振動(dòng)、故障部位以及故障程度，當(dāng)溫度、振動(dòng)的值超過(guò)預(yù)先設(shè)置的值時(shí)會(huì)產(chǎn)生報(bào)警，從而提前做好設(shè)備發(fā)生嚴(yán)重故障前的維護(hù)準(zhǔn)備，以防事態(tài)的擴(kuò)大。8煤礦機(jī)電設(shè)備故障監(jiān)測(cè)診斷技術(shù)的應(yīng)用在煤礦機(jī)電設(shè)備運(yùn)行中，必須做好對(duì)故障的檢測(cè)以及診斷，以此來(lái)保證煤礦機(jī)電設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，保障煤礦企業(yè)的日常安全生產(chǎn)，提升生產(chǎn)效率與質(zhì)量。本文以某煤業(yè)企業(yè)為例，詳細(xì)探討了煤礦機(jī)電設(shè)備故障監(jiān)測(cè)診斷技術(shù)的應(yīng)用。8.1高壓異步電動(dòng)機(jī)故障監(jiān)測(cè)。在實(shí)際展開煤礦開采作業(yè)的過(guò)程中，該企業(yè)對(duì)高壓異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行了充分應(yīng)用，當(dāng)這一設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，為了快速找出故障并及時(shí)處理，企業(yè)采用了磁通檢測(cè)技術(shù)和局部放電技術(shù)，在這一過(guò)程中高壓電器故障可以被高次諧波檢測(cè)全面檢測(cè)出來(lái)。值得注意的是，在對(duì)這一故障監(jiān)測(cè)診斷技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格限制高低壓，并加大對(duì)監(jiān)測(cè)人員的技術(shù)培養(yǎng)，只有這樣才能夠?qū)⑦@一監(jiān)測(cè)診斷技術(shù)的功能全面發(fā)揮出來(lái)。8.2通風(fēng)機(jī)故障的診斷。該企業(yè)運(yùn)行中，引用了2臺(tái)礦用防爆對(duì)旋式軸流通風(fēng)機(jī)，型號(hào)為FBCDZ-8-No.26型，該設(shè)備運(yùn)行中擁有599r/min的轉(zhuǎn)速。針對(duì)這一設(shè)備型號(hào)以及運(yùn)行特點(diǎn)，應(yīng)用在線檢測(cè)儀進(jìn)行了故障監(jiān)測(cè)與診斷，在這一過(guò)程中實(shí)現(xiàn)了高速輸入輸出接口控制、中斷源和定時(shí)器的監(jiān)視，實(shí)現(xiàn)了對(duì)系統(tǒng)指令的有效控制。在整個(gè)煤礦機(jī)電設(shè)備故障監(jiān)測(cè)診斷中，還對(duì)通風(fēng)機(jī)特征進(jìn)行了分解提取，此時(shí)充分利用了小波包，在對(duì)特征信息進(jìn)行回歸處理的背景下，將全部重要信息向網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中輸入，在這一操作背景下，對(duì)通風(fēng)機(jī)是否存在故障能夠進(jìn)行有效判斷。8.3采煤機(jī)故障診斷。該企業(yè)運(yùn)行中應(yīng)用了國(guó)產(chǎn)采煤機(jī)，傳統(tǒng)故障監(jiān)測(cè)與診斷中，呈現(xiàn)出監(jiān)測(cè)功能低、監(jiān)測(cè)范圍小等缺陷。為了解決這一問(wèn)題，企業(yè)對(duì)電牽引采煤機(jī)的故障診斷檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了充分應(yīng)用，在綜合應(yīng)用152.4mm顯示單元的背景下，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備故障及時(shí)監(jiān)測(cè)與診斷。9結(jié)語(yǔ)綜上，煤礦機(jī)電設(shè)備是煤礦資源開采的基礎(chǔ)，潛伏性、隨機(jī)性及突發(fā)性是此類型設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中故障問(wèn)題的主要特點(diǎn)，針對(duì)這一問(wèn)題，相關(guān)煤礦開采企業(yè)運(yùn)行過(guò)程中，必須結(jié)合實(shí)際不斷對(duì)生產(chǎn)條件進(jìn)行改善處理，并引入先進(jìn)技術(shù)，加強(qiáng)故障診斷能力，指派專門的工作人員展開煤礦機(jī)電設(shè)備故障監(jiān)測(cè)診斷技術(shù)的應(yīng)用，為從根本上提升煤礦機(jī)電系統(tǒng)運(yùn)行高效性和安全性奠定基礎(chǔ)。參考