卡特推土機(jī)故障檢測和數(shù)據(jù)傳輸遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)在實(shí)際工作的應(yīng)用

摘要：隨著我國工業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程的加快，在工業(yè)生產(chǎn)過程中，先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)和設(shè)備已廣泛應(yīng)用于安全生產(chǎn)領(lǐng)域，極大地提高了生產(chǎn)效率。在我國露天煤礦的開采建設(shè)中，先進(jìn)的設(shè)備故障檢測與數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)也得到了廣泛應(yīng)用，具有重要經(jīng)濟(jì)意義和實(shí)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：卡特推土機(jī)故障檢測；數(shù)據(jù)傳輸

遠(yuǎn)程智能監(jiān)控；故障檢測在露天礦煤炭生產(chǎn)中，卡特推土機(jī)是重要的生產(chǎn)輔助設(shè)備，設(shè)備故障會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)的滯后，從而造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。故需要對卡特履帶推土機(jī)設(shè)備故障情況進(jìn)行及時(shí)的檢測與修理，以避免不必要的經(jīng)濟(jì)損失。本文引入的是一種利用智能化裝置來進(jìn)行故障檢測和數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程監(jiān)控的方案?？ㄌ赝仆翙C(jī)是一種重要的工程機(jī)械，主要用于土地平整、道路建設(shè)和土石方工程建設(shè)。該設(shè)備廣泛應(yīng)用于鐵路、公路、礦山、水利等行業(yè)。設(shè)備故障對工作效率造成了很大影響，因此需要對其進(jìn)行實(shí)時(shí)的檢測與維修。該方案通過網(wǎng)絡(luò)智能化技術(shù)與監(jiān)控中央數(shù)據(jù)相連接，對卡特履帶推土機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)故障診斷和維修等功能。目前，我國在此領(lǐng)域研究相對滯后，因此有必要對其進(jìn)行深入研究，并加以推廣應(yīng)用。本文通過分析卡特推土機(jī)作業(yè)基本規(guī)律和應(yīng)用狀況，創(chuàng)立問題檢測和數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的基本框架，并使用計(jì)算機(jī)軟件對設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，確保了設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

1卡特履帶推土機(jī)的故障診斷與分析

在露天煤礦生產(chǎn)過程當(dāng)中，卡特履帶推土機(jī)一旦出現(xiàn)問題，將會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，甚至?xí)绊懙饺柯短烀旱V企業(yè)的進(jìn)展。在實(shí)際工作中，由于卡特推土機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工作環(huán)境惡劣，故障發(fā)生概率高，所以很難依靠自身經(jīng)驗(yàn)判斷出故障發(fā)生的部位和原因［1］。因此，為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理故障，采取科學(xué)、有效的措施來降低設(shè)備的故障率顯得尤為重要。

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅速，對推土機(jī)故障診斷的研究也取得了長足的進(jìn)步。在實(shí)際工作中，主要是利用儀器儀表對工程機(jī)械進(jìn)行診斷和監(jiān)測。例如：使用各種傳感器、監(jiān)測儀表等來對機(jī)械設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測和監(jiān)控。通過對所獲得數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理和判斷等操作過程，實(shí)現(xiàn)對機(jī)械設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測，從而能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備存在的問題，及時(shí)解決故障，保障整個(gè)工程建設(shè)進(jìn)度［2］。

1.1發(fā)動(dòng)機(jī)故障

一般發(fā)動(dòng)機(jī)故障的原因是：緊急開關(guān)不閉合，速度調(diào)節(jié)閥故障、進(jìn)氣管路漏氣、配氣相位不對、噴油器滴漏或堵塞、排氣系統(tǒng)故障、水溫傳感器故障等。

針對以上故障，需要根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際對故障進(jìn)行逐步排查分析并采取以下保養(yǎng)維護(hù)措施：

（1） 清洗油道

用專用工具在油道內(nèi)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，清除油道中的雜質(zhì)、銹斑等，直至油道內(nèi)無任何雜質(zhì)；將洗滌油倒入裝有專用洗滌劑的盛器中，用玻璃棒翻拌洗滌劑，將洗滌劑倒入油道內(nèi)。用干凈的布或毛刷慢慢擦拭油道內(nèi)外表面，直到洗滌油滲透金屬外表，最后再將清洗液注入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)。在洗滌過程中，要留意不要讓洗滌劑進(jìn)入氣缸；引擎運(yùn)轉(zhuǎn)2 h后，怠速運(yùn)轉(zhuǎn)10 min熄火，再啟動(dòng)引擎，讓引擎怠速運(yùn)轉(zhuǎn)15 min左右，然后再閉鎖引擎，此時(shí)，假如引擎還處于溫度高的狀態(tài)，那么可以將廢油放出；再啟動(dòng)一次，待機(jī)油溫度正常后再關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)；將洗滌油和機(jī)油一同倒入油箱中并添加適量的機(jī)油；當(dāng)新的潤滑油加入油道中后再啟動(dòng)一次發(fā)動(dòng)機(jī)，怠速運(yùn)轉(zhuǎn)15 min左右即可。之后再用機(jī)油保養(yǎng)機(jī)濾［3］。

（2） 保養(yǎng)冷卻液

冷卻液是發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的重要構(gòu)成部分，它對發(fā)動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行起著關(guān)鍵作用。但是，由于冷卻液長期在高溫下工作，而且會(huì)受到各種有害物質(zhì)的侵蝕，必須對冷卻液進(jìn)行定期保養(yǎng)。

（3） 清除發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部積炭

清除發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部積碳是日常保養(yǎng)中必須做的工作。積碳會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部磨損，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)斐苫钊B桿組、曲軸等部件的毀傷。所以，定期使用除碳劑來清除積碳是很有必要的。

（4） 更換機(jī)油濾芯

機(jī)油濾芯是用來過濾機(jī)油中的雜質(zhì)，如果在使用過程中機(jī)油濾芯不能有效地過濾雜質(zhì)，那么就會(huì)對發(fā)動(dòng)機(jī)造成很大的傷害。一般每過250～500 h就要更換一次。

（5） 清洗空氣濾清器

空氣濾清器是發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣的第一道防線，如果空氣濾清器不能及時(shí)得到清潔，就會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)一系列問題，例如動(dòng)力不足、油耗增加、積碳等?？諝鉃V清器梗塞會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)供油不正常，如氣門早啟、噴油嘴霧化異常等，造成發(fā)動(dòng)機(jī)工作異常。在維修中，我們應(yīng)將空氣濾清器拆卸下來清洗干凈或及時(shí)更換［4］。

（6） 更換燃油濾清器

燃油濾清器是柴油機(jī)燃油系統(tǒng)中關(guān)鍵的部件，它對過濾柴油中的雜質(zhì)、維持噴油器優(yōu)良的工作形態(tài)、減少機(jī)械故障、延長發(fā)動(dòng)機(jī)使用壽命具有非常關(guān)鍵的作用。在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，當(dāng)柴油中含有較多雜質(zhì)時(shí)，這些雜質(zhì)會(huì)附著在噴油器表面，使噴油器不能正常工作，甚至堵塞噴油器，影響柴油的正常燃燒。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作一段時(shí)間后，要及時(shí)更換新的柴油濾芯。在安裝燃油濾清器時(shí)要留意各部件銜接處的緊固狀況和管路中是否有雜質(zhì)等。要確保每一個(gè)燃油濾芯都有充分的燃油，以消除雜質(zhì)堆積。

（7） 更換空氣濾清器濾芯

空氣濾清器濾芯必須經(jīng)常檢查，必要時(shí)及時(shí)更換。如濾芯堵塞，會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降、燃油消耗增加、油耗增大等。

1.2推土機(jī)內(nèi)部系統(tǒng)工作不正常

推土機(jī)在使用過程中內(nèi)部系統(tǒng)出現(xiàn)不正常主要是：一是液壓系統(tǒng)污染嚴(yán)重，造成閥芯堵塞卡頓；二是電氣線路故障，傳感器損壞等；三是液壓系統(tǒng)出現(xiàn)了走漏現(xiàn)象，系統(tǒng)壓力失衡。

1.3推土機(jī)行走不穩(wěn)定

推土機(jī)行走不穩(wěn)定是由以下幾個(gè)原因引起：一是在作業(yè)過程中，由于受到?jīng)_擊負(fù)荷或者是自身重力的作用；二是推土機(jī)在作業(yè)過程當(dāng)中存在著速率過快的狀況；三是推土機(jī)在作業(yè)過程中，履帶的速度太快或者太慢；四是在作業(yè)過程中，推土機(jī)變速不正常；五是推土機(jī)的履帶出現(xiàn)了打滑現(xiàn)象。

1.4推土機(jī)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)故障

推土機(jī)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)出現(xiàn)故障有以下幾種狀況：一是轉(zhuǎn)向時(shí)車身晃動(dòng)較大；二是推土機(jī)在行駛過程當(dāng)中出現(xiàn)著跑偏的情況。

在安全生產(chǎn)中，難以發(fā)現(xiàn)的故障點(diǎn)將會(huì)對露天煤炭生產(chǎn)帶來影響，所以我們將數(shù)據(jù)傳輸遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)作為故障點(diǎn)檢測的輔佐辦法。

2數(shù)據(jù)傳輸遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)

在實(shí)際工作中，由于卡特推土機(jī)的作業(yè)環(huán)境較為復(fù)雜，很難在現(xiàn)場對設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，因此將設(shè)備運(yùn)行信息傳送到遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中是非常必要的。在數(shù)據(jù)傳輸遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中，首要采取的是數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，這類技術(shù)經(jīng)過無線通信網(wǎng)絡(luò)將設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況和故障信息通報(bào)給遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)通過對現(xiàn)場數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集和處理，再將處理后的數(shù)據(jù)信息反饋給現(xiàn)場操縱系統(tǒng)，從而完成對推土機(jī)的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控。該系統(tǒng)在應(yīng)用無線通信技術(shù)的基礎(chǔ)上可以完成對推土機(jī)Task形狀的實(shí)時(shí)監(jiān)測，同時(shí)還可以對故障點(diǎn)信息進(jìn)行快速診斷和處理，確保設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的安全性、可靠性和高效性。因而該系統(tǒng)在實(shí)踐使用中具有操作容易、運(yùn)用靈敏等長處，極大地提高了設(shè)備操作人員的工作效率，對提升企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益具有重要意義。

Producl link是一種遠(yuǎn)程監(jiān)控解決方案，可以高效地管理設(shè)備。Producl link通過蜂窩S和DNA衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)傳送信息Producl Link通過緊密集成的EMCP發(fā)電機(jī)組控制器和機(jī)器控制系統(tǒng)提供基于位置的特性和基于事件和診斷的特性。PLE641和PLE631可以在Producl Link網(wǎng)站或Visionlink中進(jìn)行訂閱。每個(gè)用戶界面可以方便地查看設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)狀況和狀態(tài)。在基于Web的安全應(yīng)用中查看所有設(shè)備故障信息，可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的高效管理。

卡特推土機(jī)問題檢測和數(shù)據(jù)傳輸遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)大部分會(huì)結(jié)合傳感器技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)分析技術(shù)，以完成實(shí)時(shí)監(jiān)測、問題診斷和遠(yuǎn)程操縱。以下是用于卡特推土機(jī)問題檢測和遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的相關(guān)措施和技術(shù)。

2.1傳感器安裝

在卡特推土機(jī)上安裝各類傳感器，如溫度傳感器、壓力傳感器、速度傳感器等，用于及時(shí)監(jiān)測機(jī)械各部件的形態(tài)。傳感器一般使用PL641蜂窩無線電傳感，是整個(gè)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中至關(guān)重要的部分。當(dāng)使用帶內(nèi)置天線的PL641無線電時(shí)，必須在水平方向安裝內(nèi)置無線電；當(dāng)使用帶外置天線的PL641無線電時(shí)，必須在水平方向安裝外置天線；無線電或天線必須有一個(gè)非常好的仰望視野，要應(yīng)用GPS信號(hào)，可將蜂窩無線電或天線安裝在非金屬蓋的下面。定位無線電和天線，使無線電和天線接頭不會(huì)出現(xiàn)在高壓噴霧或浸入水下。定位發(fā)送無線電信號(hào)的導(dǎo)線之間的距離不得小于500 mm（19.68 in）。PLE601網(wǎng)絡(luò)管理器和PL641蜂窩無線電之間的以太網(wǎng)布線不得超過100 m（328.08 ft），PL641無線電與外天線之間的同軸延長線不得超過4.5 m（14.76 ft）。

2.2數(shù)據(jù)采集

傳感器采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)據(jù)采集裝備實(shí)行采集，并傳輸至數(shù)據(jù)處置系統(tǒng)。

2.3數(shù)據(jù)傳輸

應(yīng)用無線通信技術(shù)，如LTE、WiFi等，將采集到的數(shù)據(jù)傳輸至云端Server或數(shù)據(jù)中間。

2.4數(shù)據(jù)處理

在云端Server或數(shù)據(jù)中間，經(jīng)過數(shù)據(jù)剖析算法對采集到的數(shù)據(jù)實(shí)行處置，實(shí)行及時(shí)監(jiān)測、故障診斷和猜測剖析。

2.5故障診斷

通過對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和比對，系統(tǒng)可以檢測出卡特推土機(jī)各部件的異常狀況，從而診斷可能存在的故障。

2.6遠(yuǎn)程監(jiān)控

經(jīng)過手機(jī)App或電腦界面，用戶可以隨時(shí)隨地監(jiān)控推土機(jī)在任務(wù)中的形態(tài)，包含任務(wù)效率、能耗等數(shù)據(jù)。

2.7卡特推土機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的特征

（1） 可靠性高。遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)組成，具有很強(qiáng)的可靠性和穩(wěn)定性。

（2） 兼容性好。遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)可以與其他裝備兼容，這是其他裝備所沒法比擬的。

總之，卡特推土機(jī)問題檢測和數(shù)據(jù)傳輸遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)必須使用傳感器技術(shù)、云計(jì)算和數(shù)據(jù)分析技術(shù)，以完成對機(jī)械形狀的實(shí)時(shí)監(jiān)測和遠(yuǎn)程操縱，提高Task效能和降低問題發(fā)生的可能性。

3設(shè)備管理和維護(hù)

做好設(shè)備日常檢測與保養(yǎng)工作。在露天煤礦生產(chǎn)過程中，為了保證卡特推土機(jī)安全運(yùn)轉(zhuǎn)，做好設(shè)備日常檢測與保養(yǎng)十分重要。露天煤礦要落實(shí)好檢驗(yàn)與保護(hù)機(jī)制，并做好相關(guān)的記載，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理設(shè)備相應(yīng)問題，防止設(shè)備帶病運(yùn)轉(zhuǎn)。此外，要定時(shí)組織員工對設(shè)備進(jìn)行計(jì)劃檢修以及學(xué)習(xí)管理方面的常識(shí)，使員工充分了解應(yīng)用的設(shè)備，做好設(shè)備的保護(hù)和保養(yǎng)工作。

做好故障處理工作。在設(shè)備發(fā)生故障后，露天煤礦要做好相關(guān)的技術(shù)培訓(xùn)任務(wù)，讓員工了解問題處置辦法，并提升維修人員的技術(shù)。露天煤礦要依據(jù)不同類型、不同故障、不同品種制訂不同的維修方案。在維修過程當(dāng)中要依據(jù)實(shí)踐狀況對維修方案實(shí)行調(diào)整，使設(shè)備盡快恢復(fù)正常運(yùn)行。露天煤礦還要建立故障處理跟蹤制度，記錄好故障處理過程中存在的問題和解決方法。

4實(shí)際應(yīng)用效果

由于該系統(tǒng)可以對推土機(jī)各系統(tǒng)數(shù)據(jù)履行實(shí)時(shí)采集和處理，準(zhǔn)確辨別出推土機(jī)各故障形態(tài)，完成對推土機(jī)的故障類型監(jiān)測與問題診斷，有效減少卡特推土機(jī)故障率，減少推土機(jī)的停機(jī)率，延長推土機(jī)的使用壽命，降低設(shè)備的維修與保養(yǎng)費(fèi)用。因此運(yùn)用該系統(tǒng)后，可有效地避免由于設(shè)備故障問題而造成的經(jīng)濟(jì)損失。

降低維修人員工作強(qiáng)度，減少人員不足引起的問題。該系統(tǒng)可以對各數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，對推土機(jī)各系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)狀況進(jìn)行科學(xué)分析與評(píng)價(jià)，從而可以很好地掌握各系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)情況。

提高設(shè)備可靠性。該系統(tǒng)可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，對推土機(jī)各系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)狀況實(shí)時(shí)檢測，通過對數(shù)據(jù)的分析處理，完成了對推土機(jī)配備Task形態(tài)的科學(xué)分析與評(píng)價(jià)。在此基礎(chǔ)上，對設(shè)備實(shí)行保護(hù)檢驗(yàn)或?qū)嵭屑夹g(shù)改革都可以做到有的放矢。

減少能耗、降低排放、節(jié)約成本。該系統(tǒng)在對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理后，可得到推土機(jī)設(shè)備工作狀態(tài)的綜合評(píng)估結(jié)果，從而可以確定設(shè)備運(yùn)行狀況及性能狀況。該系統(tǒng)是一種先進(jìn)、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、高效的監(jiān)測和診斷工具。

5結(jié)語

伴隨著我國產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化，推土機(jī)設(shè)備技術(shù)也愈來愈龐雜，在施工作業(yè)中，因?yàn)橐恍┎僮鞑划?dāng)，造成了推土機(jī)無法運(yùn)行等問題，增加了維修人員的負(fù)擔(dān)。如何對這些故障進(jìn)行快速診斷和有效維修成為一個(gè)新的課題。為了解決這一問題，遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。通過計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對推土機(jī)進(jìn)行監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和維護(hù)，提高維修效率。經(jīng)過現(xiàn)場試驗(yàn)證明，該系統(tǒng)可以對推土機(jī)的故障進(jìn)行有效檢測和診斷，提高了工作效率，同時(shí)也為企業(yè)減少經(jīng)濟(jì)損失。

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