針對掘進(jìn)機故障分析的智能分析系統(tǒng)構(gòu)建

當(dāng)前，各類機械的信息化水平不斷提升，在掘進(jìn)機械中，使用了更多高效的控制方式及信息化手段，還應(yīng)用了液壓系統(tǒng)，使煤炭開采效率明顯提高，事實上，這些增加了掘進(jìn)機的檢修及維護(hù)難度。掘進(jìn)機的動力，全部來自于內(nèi)部的電氣系統(tǒng)，而液壓系統(tǒng)使其具有更強勁的動力。這兩大系統(tǒng)是掘進(jìn)機的主體部分，故障率也非常高。

專家系統(tǒng)屬于計算機程序系統(tǒng)，內(nèi)部具有很多專業(yè)性知識。它在一定程度上能取代專家角色，具有專家邏輯思維，按照專家的思路來解決某個專門性問題，并全面介紹故障解決方案的內(nèi)容。在檢修掘進(jìn)機時，采用該系統(tǒng)，則現(xiàn)場人員技術(shù)水平及主觀因素，都不會對其產(chǎn)生影響，有利于更快速、高效檢修機械，排除故障。該文對掘進(jìn)機經(jīng)常出現(xiàn)的問題進(jìn)行了研究，在此基礎(chǔ)上設(shè)計出專家系統(tǒng)， 能對現(xiàn)場工作提供強有力的支持，實現(xiàn)生產(chǎn)率的全面提升。

一、掘進(jìn)機常見故障及分析

（一）電氣系統(tǒng)常見故障及分析

1.PLC不存在輸出。有多種原因會導(dǎo)致這一故障，例如綜合保護(hù)器出現(xiàn)問題、控制鍵失效以及線路接線錯誤等，都會引發(fā)這類故障。在確定PLC有沒有輸出的時候，可使用狀態(tài)顯示燈，當(dāng)它發(fā)亮?xí)r，代表存在輸出，如果發(fā)暗則代表沒有輸出。當(dāng)PLC不存在輸出的時候，要對其狀態(tài)顯示燈進(jìn)行觀察，在此基礎(chǔ)上對回路輸入狀況進(jìn)行確定，從而找出導(dǎo)致故障的因素。除此之外，可將輸入端進(jìn)行短接，來判斷PLC的輸入端是不是已受損。

2.接觸器線圈及繼電器線圈無法導(dǎo)通。接觸器線圈無法導(dǎo)通的原因為：①接觸線圈被燒壞；②未接入交流電源；③繼電器受損，不能正常使用?？墒褂萌f用表，來檢測上述三類故障。繼電器線圈回路無法導(dǎo)通，其原因為：①繼電器線圈被燒壞； ②未接入直流電源； ③PLC不存在輸出。檢測前兩個故障原因，可使用萬用表，而判斷第三個，要對PLC輸出端發(fā)光管進(jìn)行觀察。

3.接觸器不能有效吸合及漏電閉鎖不能實現(xiàn)檢測。前一故障的原因是，系統(tǒng)的電壓比較低。通常情況下，電氣控制系統(tǒng)的接觸器屬于高壓吸合、低壓保持。如果系統(tǒng)電源的功率較大，瞬時出現(xiàn)的電流會很大，其電壓降低明顯，無法確保接觸線圈電壓進(jìn)行吸合。當(dāng)系統(tǒng)供電電源承受較大功率的情況下，就會出現(xiàn)啟動瞬間電流過大，產(chǎn)生很大的電壓降，使接觸線圈電壓達(dá)不到吸合電壓。

（二）液壓系統(tǒng)常見故障及分析

掘進(jìn)機在煤礦中工作，面臨嚴(yán)酷的環(huán)境，所承受的負(fù)荷極大、受到強力沖擊，則會嚴(yán)重影響掘進(jìn)機液壓系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)，出現(xiàn)故障。通常情況下，液壓系統(tǒng)分為五部分，分別為動力部分、執(zhí)行部分、控制部分、輔助部分和液壓油。其液壓系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)的故障為液壓油溫度超高、空氣及雜質(zhì)混入以及其他元件故障。

1.液壓油溫超出標(biāo)準(zhǔn)。通常情況下，液壓油溫度低60°，要不然會損害液壓系統(tǒng)，降低油缸運轉(zhuǎn)順暢度，降低運動速度，并使密封裝置快速老化，起不到密封效果。分析其原因，當(dāng)液壓油溫度變高時，會有更多油流經(jīng)節(jié)流小孔，降低了系統(tǒng)部件的運行速度。出現(xiàn)這一故障的原因為：①未科學(xué)設(shè)計系統(tǒng)；②沒有照章進(jìn)行操作。所以，在設(shè)備使用過程中，要進(jìn)行不斷的檢查，確保內(nèi)部液壓油能有效循環(huán)冷卻。

2.液壓油含雜質(zhì)。系統(tǒng)中使用不同元件，它們設(shè)計精密，能有效配合，其縫隙非常小。如果有雜質(zhì)出現(xiàn)，存在于閥體和閥芯的縫隙，是零部件接觸表面被劃傷，嚴(yán)重影響其精密度，嚴(yán)重時會將閥芯阻擋，元件不能正常運轉(zhuǎn)。要是有很多雜質(zhì)，油泵過濾器會被阻塞，有很大的力阻礙吸油，嚴(yán)重影響油泵運轉(zhuǎn)。

3.輔助元件的故障及分析。這類故障分別為：溢流閥有較大或較小壓力、換向閥發(fā)生泄露或不能有效操控。溢流閥承受極大壓力或受損，則發(fā)動機不能穩(wěn)定工作、其轉(zhuǎn)速不正常，會減緩；而溢流閥受壓小，會增加液壓泵的出壓，會承受極大負(fù)荷，會發(fā)出異響，或者溫度急劇上升。

二、專家系統(tǒng)的構(gòu)建

人機接口、學(xué)習(xí)機、知識庫、數(shù)據(jù)庫、推理機以及解釋器構(gòu)成了專家系統(tǒng)圖顯示。上文已經(jīng)指出，要設(shè)計掘進(jìn)機的故障診斷專家系統(tǒng)。將行業(yè)專家的豐富理論知識及實踐經(jīng)驗全面發(fā)揮出來，有利于降低程序復(fù)雜性，獲得更高生產(chǎn)率。這一系統(tǒng)的作用為：通過分析收集到的關(guān)于掘進(jìn)機的各項數(shù)據(jù)，對其運行狀態(tài)進(jìn)行有效判斷，并將故障準(zhǔn)確診斷出來。通過實時監(jiān)測，得到的各項數(shù)據(jù)，以及研究得到的相關(guān)內(nèi)容，在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中保存。使用該系統(tǒng)，進(jìn)行人機對話，采取創(chuàng)建、添加及修改等操作，獲得所需知識。設(shè)計掘進(jìn)機專家系統(tǒng)，有極高的難度，收集所需知識以及創(chuàng)建推理機制更是如此。該文介紹的掘進(jìn)機故障診斷專家系統(tǒng)，知識一個初期方案，還要進(jìn)行深入研究。

三、結(jié)語

（一） 本文深入研究了煤礦掘進(jìn)機電氣系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)的各類故障，主要有PLC無輸出、 接觸器線圈和繼電器線圈不能導(dǎo)通、接觸器無法可靠吸合及漏電閉鎖檢測無法通過等，提出了相應(yīng)的診斷方法及解決之策。

（二） 深入研究了煤礦掘進(jìn)機液壓系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)的故障，主要有液壓油溫過高、液壓油雜質(zhì)和輔助元件故障，提出了診斷手段，并給出針對性的解決措施。（作者單位為中煤平朔集團(tuán)有限公司井工一礦綜掘二隊）