淺談煤礦機電設(shè)備智能化維護研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

敖建強

（貴州盤江精煤股份有限公司山腳樹礦，貴州 盤州 553533）

煤礦機電設(shè)備的智能化維護旨在利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、人工智能技術(shù)、云計算技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等手段，構(gòu)建出煤礦機電設(shè)備的智能化診斷、監(jiān)測和維修體系，有效保障了煤礦機電設(shè)備的運行質(zhì)量和服務(wù)能力，助力煤礦機電設(shè)備安全系數(shù)的提升。新時代發(fā)展下，煤礦行業(yè)運行過程中已經(jīng)廣泛應(yīng)用了多種多樣的建設(shè)機器人以及智能化管理運行系統(tǒng)，能夠有效實現(xiàn)煤礦機電設(shè)備維護工作技術(shù)水平的優(yōu)化提升。

1 煤礦機電設(shè)備智能化維護研究現(xiàn)狀

1.1 設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測研究現(xiàn)狀

煤礦機電設(shè)備智能化維護工作中，首先，應(yīng)當(dāng)注重機電設(shè)備在日常工作運行中的實時把控，注重煤礦機電設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)測研究。信息化時代背景下，傳統(tǒng)人工抽檢的模式已經(jīng)不再適應(yīng)當(dāng)下快節(jié)奏的工程建設(shè)需要，難以保障煤礦機電設(shè)備運行的穩(wěn)定性和持續(xù)性，無法快速、準(zhǔn)確地診斷機電設(shè)備故障部位和原因，從而造成機電設(shè)備因故障停機或損壞，嚴(yán)重影響煤礦的生產(chǎn)效率及安全。

1.2 信號分析處理研究現(xiàn)狀

隨著信息技術(shù)手段的不斷創(chuàng)新，煤礦行業(yè)改革創(chuàng)新的驅(qū)動下，機電設(shè)備維護工作的智能化建設(shè)已經(jīng)成為當(dāng)下煤礦行業(yè)主要發(fā)展導(dǎo)向。煤礦機電設(shè)備的智能化建設(shè)是以設(shè)備信號的分析處理工作作為基礎(chǔ)，通過對信號內(nèi)容進行算法分析，從而確定和保留設(shè)備故障信號，有效促進煤礦行業(yè)機電設(shè)備的安全穩(wěn)定運行?，F(xiàn)行煤礦機電設(shè)備信號分析處理研究采取了信息技術(shù)模型、模態(tài)分接等多樣化手段，通過信息技術(shù)對設(shè)備信號構(gòu)建相關(guān)分析模型，結(jié)合煤礦行業(yè)實際建設(shè)情況進行模擬實驗演繹，運用頻譜分析法等技術(shù)方法進行故障診斷等。

1.3 診斷與測算法研究現(xiàn)狀

煤礦機電設(shè)備的診斷測算旨在對機電設(shè)備的運行狀態(tài)進行分析診斷，并根據(jù)相關(guān)記錄數(shù)據(jù)和已有知識經(jīng)驗，對煤礦機電設(shè)備的長久運行和應(yīng)用進行預(yù)測計算，是解決設(shè)備運行故障問題的重要版塊，能夠通過診斷與測算法研究掌握反應(yīng)設(shè)備故障狀態(tài)的信號和規(guī)律。智能化發(fā)展時代背景下，煤礦機電設(shè)備的診斷測算主要包括振動檢測法、溫度檢測法和鐵譜檢測法。（1）振動檢測法。是煤礦機電設(shè)備診斷測算的常用方法，旨在利用診斷儀和信息化診斷系統(tǒng)對測振傳感器所接受的電子信號進行放大，再進行振動峰值和有效值的分析測算，從而對煤礦機電設(shè)備的故障問題進行判斷。（2）溫度檢測法。是利用設(shè)備溫度的監(jiān)測數(shù)據(jù)變化進行設(shè)備運行狀態(tài)分析，由于煤礦行業(yè)的生產(chǎn)建設(shè)環(huán)境特殊，機電設(shè)備故障與機電設(shè)備溫度情況具有顯著關(guān)系，工作人員可以利用智能化信息系統(tǒng)對煤礦機電設(shè)備溫度進行實時監(jiān)測，及時快速地掌握機電設(shè)備的運行狀態(tài)，對設(shè)備溫度最高點進行合理推測，從而在設(shè)備發(fā)生故障前進行及時處理和補救。（3）鐵譜檢測法，是利用旋轉(zhuǎn)式鐵譜儀或顆粒定量儀等設(shè)備進行診斷測算，基于鐵磁屑的油在高強高溫磁場中的分離原理，進行機電設(shè)備故障情況和故障程度的判定。檢測人員可以利用智能化檢測設(shè)備，通過對顆粒大小、外形和密度進行磨損程度、故障原因以及故障類型的判斷，有助于提高機電設(shè)備的維修效率和質(zhì)量。

2 煤礦機電設(shè)備智能化維護價值分析

2.1 滿足市場經(jīng)濟發(fā)展需求

新時代發(fā)展背景下，信息技術(shù)手段已經(jīng)全面融合滲透到煤礦行業(yè)的各個方面，尤其在煤礦機電設(shè)備的維護方面，智能化建設(shè)能夠有效減少煤礦企業(yè)的人力資源成本，降低煤礦機電設(shè)備在運行過程中的故障概率和運行損耗，有效提高了煤礦行業(yè)的生產(chǎn)效率和安全系數(shù)，有利于煤礦機電設(shè)備運行經(jīng)濟效益的優(yōu)化提升，充分滿足新時代背景下的市場發(fā)展需求。與此同時，智能化機電設(shè)備維護建設(shè)還能夠促使煤礦行業(yè)實現(xiàn)設(shè)備管理的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，以新興技術(shù)手段為依據(jù)進行煤礦機電設(shè)備維護管理機制的完善優(yōu)化，為煤礦行業(yè)的可持續(xù)長遠(yuǎn)發(fā)展打下良好的基礎(chǔ)。

2.2 保障煤礦企業(yè)安全運行

煤礦企業(yè)在建設(shè)、生產(chǎn)過程中，安全性是煤礦企業(yè)應(yīng)當(dāng)全面落實的基本要求，煤礦機電設(shè)備作為企業(yè)建設(shè)或生產(chǎn)過程中的重要組成部分，具有影響范圍廣、維護難度大、安全管理復(fù)雜的特征。傳統(tǒng)模式下的人工維護管理難以有效保障煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)與建設(shè)，對于施工人員和維護檢測人員都存在一定的安全風(fēng)險。新時代發(fā)展背景下，煤礦機電設(shè)備應(yīng)當(dāng)積極落實智能化維護建設(shè)，利用信息技術(shù)手段科學(xué)高效、嚴(yán)謹(jǐn)求真的基本優(yōu)勢，實現(xiàn)煤礦企業(yè)安全管理效果和質(zhì)量的提升，最大程度上避免煤礦機電設(shè)備安全事故的產(chǎn)生，有效保障煤礦企業(yè)的安全安全生產(chǎn)與建設(shè)。

2.3 提高企業(yè)的核心競爭力

新時代發(fā)展背景下，煤礦企業(yè)作為采掘業(yè)的重要部分，應(yīng)當(dāng)積極探索和研究提高自身企業(yè)核心競爭力的方法手段，著眼于企業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展提升。隨著信息技術(shù)手段的不斷改革創(chuàng)新，科技手段為煤礦企業(yè)的機電設(shè)備維護管理工作帶來了新鮮動力，能夠有效實現(xiàn)煤礦機電設(shè)備運營成本的優(yōu)化降低，保障設(shè)備的穩(wěn)定運行和合理應(yīng)用。通過智能化建設(shè)手段，促使信息技術(shù)維護管理模式和設(shè)備維護方法成為煤礦企業(yè)機電設(shè)備管理維護工作的核心，有效實現(xiàn)煤礦企業(yè)核心競爭力的進步提高。

3 煤礦機電設(shè)備智能化維護關(guān)鍵技術(shù)

3.1 互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是信息化時代背景下，煤礦機電設(shè)備智能化維護應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)手段，主要通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進行煤礦機電設(shè)備的實時監(jiān)控以及數(shù)字化信息處理平臺的構(gòu)建。煤礦機電設(shè)備的實時監(jiān)控是指煤礦機電設(shè)備在進行施工運營過程中，通過在線監(jiān)測系統(tǒng)等手段，對機電設(shè)備的振動、溫度、電流、電壓等內(nèi)容進行檢測采樣，掌握并獲取煤礦機電設(shè)備的運行信息。在發(fā)生機電設(shè)備故障前，可以基于實時監(jiān)控對機電設(shè)備的運行狀態(tài)進行分析，通過智能機電設(shè)備能化故障診斷等手段保障煤礦機電設(shè)備的安全穩(wěn)定運行。數(shù)字化信息處理平臺，是指在煤礦機電設(shè)備運行過程中，常常需要多臺設(shè)備進行交叉交換工作，傳統(tǒng)模式下的設(shè)備交換需要長時間的工作延遲，在一定程度上阻礙了煤礦企業(yè)工作質(zhì)量和效率的優(yōu)化提升。構(gòu)建數(shù)字化信息處理平臺，能夠有效實現(xiàn)，煤礦生產(chǎn)信息的實時傳遞與資源整合共享，有效提高了煤礦機電設(shè)備資源的利用效率和工作質(zhì)量，有助于煤礦機電設(shè)備的長遠(yuǎn)運行發(fā)展。

3.2 人工智能技術(shù)

人工智能技術(shù)是當(dāng)下信息科技領(lǐng)域主要的發(fā)展方向，將人工智能技術(shù)應(yīng)用到煤礦機電設(shè)備維護工作中，能夠有效實現(xiàn)機電設(shè)備的一體化建設(shè)，減輕機電設(shè)備工作人員的勞動強度和工作量，提高煤礦企業(yè)的綜合運營效益，有助于煤礦企業(yè)生產(chǎn)效率質(zhì)量的提高。人工智能技術(shù)主要應(yīng)用于煤礦機電設(shè)備的故障預(yù)測方面以及煤礦機電設(shè)備維護管理的大數(shù)據(jù)分析方面。煤礦機電設(shè)備的故障問題是影響煤礦運行質(zhì)量和工作效果的關(guān)鍵因素，利用人工智能技術(shù)進行煤礦機電設(shè)備的智能化建設(shè)，能夠在故障開始前就進行科學(xué)預(yù)測與合理分析，從而在造成工作損失前進行及時有效的處理，全面助力煤礦機電設(shè)備工作效率的優(yōu)化提升。大數(shù)據(jù)分析，是指利用人工智能技術(shù)拓?fù)潇`活、適應(yīng)性強的優(yōu)點，通過煤礦機電設(shè)備運行中的真實數(shù)據(jù)參數(shù)信息，進行人工智能大數(shù)據(jù)分析處理，利用信息手段進行海量運行數(shù)據(jù)的處理，判斷煤礦機電設(shè)備在各項工作過程中的最優(yōu)作業(yè)模式，有效實現(xiàn)煤礦企業(yè)的智能化作業(yè)生產(chǎn)。

3.3 云計算技術(shù)

云計算技術(shù)是數(shù)字化時代背景下利用信息技術(shù)手段進行運算處理的重要技術(shù)手段，旨在利用智能化手段將煤礦機電設(shè)備的生產(chǎn)信息進行搜集整合與分析處理，在保障運行施工信息安全的同時，實現(xiàn)資源的合理分配，將線下數(shù)據(jù)儲存計算轉(zhuǎn)化為網(wǎng)絡(luò)儲存分析，從而有效降低了機電設(shè)備的運行成本，助力機電設(shè)備多維數(shù)據(jù)的高能力計算分析。通過云計算結(jié)果，能夠有效提高煤礦機電設(shè)備提升系統(tǒng)的安全系數(shù)，為設(shè)備的正常運行提供合理幫助，降低設(shè)備故障概率，促進煤礦機電設(shè)備智能化管理水平的進一步提升。

3.4 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是煤礦機電設(shè)備智能化建設(shè)中常見的技術(shù)手段，旨在利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互與運行分析，有助于提高煤礦機電設(shè)備運行的安全程度、穩(wěn)定程度和精準(zhǔn)程度。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠應(yīng)用到傳感器設(shè)備，對設(shè)備的相關(guān)信息參數(shù)進行動態(tài)監(jiān)控和適當(dāng)調(diào)整，有助于工作人員立足整體資源規(guī)劃視角，對各個子系統(tǒng)中的資源進行科學(xué)合理的內(nèi)部生產(chǎn)調(diào)度。在煤礦機電設(shè)備維護工作中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠推動設(shè)備的智能化創(chuàng)新研發(fā)，降低和減少機電設(shè)備的使用成本，有助于煤礦機電設(shè)備安全穩(wěn)定運行，并對煤礦機電設(shè)備運行中的潛在分線進行實時預(yù)測，助力落實和完善科學(xué)全面的網(wǎng)絡(luò)安全體系，有助于煤礦機電設(shè)備智能化運行效果的優(yōu)化提高。

4 煤礦機電設(shè)備智能化維護常見體系

4.1 設(shè)備智能化診斷體系

煤礦機電設(shè)備智能化診斷體系是煤礦行業(yè)設(shè)備維護智能化建設(shè)的重要組成部分，信息化時代背景下，煤礦機電設(shè)備的智能化診斷體系應(yīng)當(dāng)以收集大量可信數(shù)據(jù)為前提，需要依托設(shè)備傳感器的有效監(jiān)測，主要分為檢測系統(tǒng)和評估診斷兩大板塊。檢測系統(tǒng)主要是利用智能化技術(shù)手段對故障設(shè)備性能、傳感器數(shù)據(jù)、影響因素等內(nèi)容進行整合分析，再利用智能化診斷系統(tǒng)和大數(shù)據(jù)分析手段，進行系統(tǒng)的故障診斷。三相異步電動機、變頻器等常見的煤礦機電設(shè)備在運行中會基于實際情況形成不同的高次諧波，智能化建設(shè)背景下利用診斷系統(tǒng)能夠?qū)容^高的諧波信號進行監(jiān)測分析，再通過人工智能技術(shù)中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法、大數(shù)據(jù)分析技術(shù)等等進行狀態(tài)診斷，從而實現(xiàn)高質(zhì)量、高效率的機電設(shè)備檢測與故障識別。

4.2 設(shè)備智能化監(jiān)測體系

新時代發(fā)展背景下，煤礦生產(chǎn)工作中既要注重煤礦產(chǎn)量產(chǎn)能的發(fā)展提高，更要注重煤礦機電設(shè)備在運行過程中安全穩(wěn)定的控制管理。煤礦機電設(shè)備的智能化監(jiān)測體系，能夠利用人工智能技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等多元新興技術(shù)手段，對機電設(shè)備的運行狀態(tài)以及煤礦生產(chǎn)運行過程中的安全狀態(tài)進行全方位實時監(jiān)測。傳統(tǒng)模式下，煤礦機電設(shè)備的監(jiān)測工作普遍采取專人負(fù)責(zé)的方式進行管控，采取定期抽查維護的方式保障設(shè)備運行穩(wěn)定性和安全性提升。但由于不同工作人員自身能力水平和工作水平的差異，難以充分保障機電設(shè)備的安全穩(wěn)定運行，因此，智能化煤礦機電設(shè)備監(jiān)測體系應(yīng)運而生。一方面，智能化監(jiān)測體系通過增設(shè)設(shè)備傳感器、數(shù)據(jù)采集裝置、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)等內(nèi)容進行構(gòu)建，能夠及時準(zhǔn)確地掌握機電設(shè)備運行狀態(tài)，為機電設(shè)備的故障診斷和預(yù)測分析提供良好的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。另一方面，智能化檢測系統(tǒng)能夠有效調(diào)整和控制煤礦機電設(shè)備的動態(tài)化運行方案，由于煤礦工程施工過程復(fù)雜多變，需要基于煤礦開采實際情況進行調(diào)整變動，利用智能化監(jiān)測體系能夠促使機電設(shè)備及時進行相應(yīng)的變化調(diào)整，從而有效促進整體運行效果和質(zhì)量的提高，滿足煤礦機電設(shè)備就地分析、靈活布置的施工需求。

5 結(jié)語

綜上所述，隨著信息技術(shù)水平的不斷發(fā)展提高，煤礦機電設(shè)備應(yīng)當(dāng)充分落實和積極開展智能化維護手段研究，將科學(xué)高效的智能化維護技術(shù)應(yīng)用到設(shè)備檢測維護工作中。智能化煤礦機電設(shè)備維護應(yīng)當(dāng)健全完善智能化設(shè)備維護管理機制，研究分析面向復(fù)雜設(shè)備的智能化維護處理措施，利用信息技術(shù)手段進行模擬實驗促進設(shè)備智能化維護發(fā)展，促進煤礦企業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展提升。