礦山機電設(shè)備智能故障檢測診斷技術(shù)的研究

【摘要】在進行礦山作業(yè)時，機電設(shè)備的物理性能、化學(xué)性能、整體構(gòu)造都可能會出現(xiàn)故障，且讓機電設(shè)備出現(xiàn)故障的因素可能有很多。如果使用單一方法一一排除故障，就會浪費大量的人力和財力，如果能使用先進技術(shù)，對它的故障進行智能診斷和排除，那么可以起到一步到位的效果。本文說明礦山機電設(shè)備智能故障檢測診斷技術(shù)應(yīng)用的原因、原理、范圍、方法，對機電設(shè)備智能故障檢測診斷技術(shù)作一個綜合的說明。

【關(guān)鍵詞】礦山；機電設(shè)備；智能；故障檢測診斷技術(shù)

一、礦山機電設(shè)備智能故障檢測診斷技術(shù)內(nèi)涵

礦山機電設(shè)備診斷技術(shù)是一項非常復(fù)雜的技術(shù)，也是一項綜合技 術(shù)，其中包含著信息技術(shù)、計算機技術(shù)以及傳感技術(shù)，能夠?qū)υO(shè)備出現(xiàn)的事故進行很好的反映，因此也能在設(shè)備出現(xiàn)事故前就進行維修。礦山機電設(shè)備在維修診斷技術(shù)方面也是發(fā)展很好的，能夠?qū)C電運行過程中的狀態(tài)進行檢測，這樣能夠更好的提高機電設(shè)備的安全性和可靠性，同時也能及時對出現(xiàn)的問題進行解決。機電設(shè)備維修診斷技術(shù)能夠?qū)υO(shè)備出現(xiàn)的異常原因以及危害程度進行更好的分析和評價，因此，也能及時采取必要的措施進行預(yù)防?；跈C電設(shè)備出現(xiàn)故障的多重性分析如下：1、機電設(shè)備的使用目的。要了解機電設(shè)備目前出現(xiàn)故障的狀況，首先就要了解該設(shè)備的使用目的，針對容易發(fā)生故障的幾個方面進行智能分析；2、出現(xiàn)故障的幾個特征。了解機電設(shè)備可能會發(fā)生的故障后，要針對故障可能出現(xiàn)的地方進行詳細分析，并經(jīng)過特征對比確認故障；3、故障排除的實踐性。在對機電設(shè)備的故障特征與智能設(shè)備的故障庫進行對比時，要求以分析和排除的方法具有可實踐性，它不能給出模棱兩可的答案，或者出現(xiàn)錯誤的故障搜索等情況。

二、礦山機電設(shè)備智能故障檢測診斷技術(shù)應(yīng)用的原理

1.數(shù)字建模原理

數(shù)字建模，即提出一智能故障檢測診斷技術(shù)的總體規(guī)則，這個規(guī)則要體現(xiàn)出智能分析的方法。比如以模糊數(shù)學(xué)診斷法而言，它是將事實可能發(fā)生的案例視為A，將數(shù)據(jù)庫中的事例視為B，將A、B進行對比，通過分析特征與權(quán)值得到唯一的結(jié)果。

2.數(shù)據(jù)采集原理

機電礦山設(shè)備原先設(shè)定有一個原始參數(shù)值，那么要診斷目前的設(shè)備，就要采集新的數(shù)值，將兩份數(shù)值用建模提出的方法綜合比較，如果數(shù)值參數(shù)超過預(yù)設(shè)的范圍或參數(shù)的曲線超過預(yù)定的變化等，就意味著機電設(shè)備可能出現(xiàn)問題。

3.識別分析原理

了解機電設(shè)備的原始參數(shù)與測試的參數(shù)，且了解參數(shù)的變化出現(xiàn)異常現(xiàn)象，那么就要在預(yù)設(shè)的故障庫中找出相似的樣本，通過對比確認目前故障發(fā)生的原因。只有做到能智能的識別分析，機電設(shè)備的檢測與診斷技術(shù)才能實現(xiàn)智能化。

4.狀態(tài)預(yù)測原理

當(dāng)它對現(xiàn)有的參數(shù)進行分析并識別后，它要能根據(jù)現(xiàn)有的資料預(yù)測和分析機電設(shè)備未來產(chǎn)生結(jié)果，這種結(jié)果必須具有真實可信性，這種狀態(tài)預(yù)測結(jié)果能讓人們進一步了解目前機電設(shè)備的性能情況。

5.信息處理原理

信息處理原理是人們提交一份測試參數(shù)，該數(shù)據(jù)模型要能將提交的參數(shù)轉(zhuǎn)化為模型，以分析的方式對它進行智能處理；它能判斷出有用信息與無用信息，對信息綜合處理；當(dāng)通過識別分析找到最終診斷的結(jié)果后，它必須能輸出一份人們能夠讀懂的、直觀的診斷分析結(jié)果。

三、礦山機電設(shè)備智能故障檢測診斷技術(shù)應(yīng)用的范圍

1.溫度和壓力

溫度和壓力是智能診斷技術(shù)需要檢測的重要參數(shù)之一，特別是對軸承、齒輪等要求比較高的機電設(shè)備，如果出現(xiàn)故障，它們的溫度、壓力將會迅速的改變，要對機電設(shè)備智能判斷，就需要采集溫度和壓力的參數(shù)。

2.物理變化

物理變化是指由客觀條件造成的影響，機電設(shè)備的物理性能可能會出現(xiàn)變化，比如采煤機左右搖臂的物理結(jié)構(gòu)可能會產(chǎn)生變化、機身可能會發(fā)生的物理變化等。在傳統(tǒng)診斷方法中，人們只能用目測的方式粗糙的采集設(shè)備輸出信息，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，傳感器的靈敏度和適用環(huán)境已經(jīng)能夠廣泛的應(yīng)用到各個行業(yè)中，將傳感器與機電設(shè)備互聯(lián)，它能即時監(jiān)測機電設(shè)備出現(xiàn)的極微的物理變化。它采集的數(shù)據(jù)將是智能檢測診斷技術(shù)分析的基礎(chǔ)。

3.性能改變

性能改變是指機電設(shè)備運行的過程中，它的功率、轉(zhuǎn)速等產(chǎn)生的變化。通常機電設(shè)備未使用以前會有原始設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)，如果出現(xiàn)故障，那么它的工作性能與標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)出現(xiàn)差異。采集機電設(shè)備工作的性能，讓智能診斷技術(shù)能有針對性的進行詳細的分析，也是智能檢測診斷技術(shù)可得到準(zhǔn)確判斷的基礎(chǔ)之一。

四、礦山機電設(shè)備智能故障檢測診斷技術(shù)應(yīng)用的方法

1.模糊數(shù)學(xué)診斷技術(shù)

機電設(shè)備的故障產(chǎn)生原因有綜合性的特點，它產(chǎn)生的故障原因可能有多個因素造成，如果將數(shù)學(xué)的模糊思想引進到智能判斷中，它能對數(shù)值結(jié)果以模糊的方式完成數(shù)學(xué)模型分析。該種方式能夠完成在原因不明確的前提下定量、定性的分析。比如，如果現(xiàn)有一臺采煤機，它出現(xiàn)故障的因素有很多，它得到的故障診斷也有很多，該模糊能對現(xiàn)有的數(shù)值模糊的處理，以矩陣的方式分析現(xiàn)有的參數(shù)，得到最有可能出現(xiàn)故障的原因?qū)儆谀男贸鲎罱咏墓收显\斷結(jié)果。同時，該模型能夠智能的優(yōu)化，進一步減少出現(xiàn)故障的幾率，從而提高使用率。

2.專家系統(tǒng)診斷技術(shù)

專家系統(tǒng)診斷技術(shù)是指將所有產(chǎn)生故障的原因與診斷結(jié)果以分類的方法有序排列，如果出現(xiàn)故障案例，它將根據(jù)現(xiàn)有的故障參數(shù)與專家系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的現(xiàn)有參數(shù)一一對比，通過分門別類的排除，最后找到最精確的唯一確診結(jié)果。這種方式能夠?qū)⑺械墓收想[患全部列為診斷條件，現(xiàn)有的機電參數(shù)要與所有的專家系統(tǒng)存儲案例一一對比。建立該種技術(shù)的模型需要引進粗糙集理論，將數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)與現(xiàn)有需要診斷的參數(shù)模糊對比，然而它的數(shù)據(jù)庫樣本卻是有序且明晰的，它不會得到非明晰的診斷結(jié)果。

3.溫度和壓力診斷技術(shù)

這是一種對溫度和壓力兩種參數(shù)專門監(jiān)測的智能診斷方法，通常它用于軸承、齒輪、摩擦系數(shù)等部位的專門診斷。這種診斷方式是收集多數(shù)參數(shù)曲線樣本，如果現(xiàn)在機電設(shè)備的變化曲線出現(xiàn)異常，它能將異常的結(jié)果與現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫曲線對比，得到一套最近似的數(shù)據(jù)模型，然后給出分析結(jié)果。這種方式是目前最常用的一種智能診斷技術(shù)，雖然它能監(jiān)測的范圍有限、得到的結(jié)果也不能完整的反應(yīng)出機電設(shè)備的整體狀況，然而對以溫度和壓力變化的機電設(shè)備來說，這種檢測方式花費的成本少、得出的數(shù)據(jù)模型較精確、能快捷的給出人們需要的結(jié)果。

4.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷技術(shù)

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷技術(shù)是將機電設(shè)備所有的數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)化為綜合的數(shù)據(jù)樣本，形成一個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，如果機電設(shè)備目前出現(xiàn)故障，則它從出現(xiàn)征兆開始比較，通過網(wǎng)絡(luò)分析的方式直到找出最終故障為止。這種以網(wǎng)絡(luò)分析的非線性系統(tǒng)比較方式經(jīng)實踐證明有極高的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。雖然從成本和科學(xué)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀來說，人們還未能廣泛應(yīng)用該技術(shù)，然而它將是機電設(shè)備智能診斷應(yīng)用的重要方向。

五、結(jié)束語

在礦山生產(chǎn)過程中，經(jīng)常使用帶有故障的機電設(shè)備作業(yè)時，可能會出現(xiàn)安全問題，因此要做好機電設(shè)備的診斷工作。傳統(tǒng)的直觀診斷法、機械診斷法等需要耗費大量的人力物理，且有可能得到的判斷結(jié)果非常模糊，使用智能檢測診斷的技術(shù)，它能用科學(xué)的方式收集參數(shù)、分析參數(shù)、得到結(jié)果，讓人們能迅速的了解機電設(shè)備目前的狀況，提高機電設(shè)備的使用壽命。