故障诊断技术在煤矿机电设备中的应用.pdf

140/矿业装备 MINING EQUIPMENT管 理0 引言在网络信息时代，将计算机技术与信息传感技术相结合，对故障诊断技术的发展起到了积极的促进作用。煤矿机电设备的运行效率与稳定性是保障机电系统正常运行的关键。由于煤矿行业的高风险性，煤矿机电设备运行时间长、易发生老化故障等。因此，必须重视故障诊断技术的应用，以提高机电设备维护检修工作的效率，减少事故的发生，并对设备故障进行有效的处理。1 故障诊断技术的原理及优势由于以往的机电诊断方法都是手工操作，不仅耗费时间，而且对诊断结果的准确性也不高。因此，在故障诊断方面，人工诊断技术相对落后，无法迅速做出正确的判断。当前，在设备维修方面，故障诊断技术已成为一种既能提高诊断速度又能节约大量时间的新技术。在进行故障判定时，通过温度、电流、转速等信号传递给机电设备，当设备信号出现异常时，就必须收集到足够的数据，以便做出正确的判断1。然而，从正常状态到失效状态的设备，将会出现某些状态的改变。在运行时，如果电流增加，说明设备发生了故障，通过对其特征的分析，可以找到故障的根源。在进行故障点识别时，要根据故障数据库中的故障类型来进行匹配，而且对数据库完整性也有一定的要求，数据库中的数据类型和细节越多，就越能做出正确的判断。一旦出现故障，要想在最短的时间内修复，就必须要制定出相应的维护计划，因此，就需要故障诊断技术的运用。2 对煤矿机电设备进行故障检测的目的2.1 增加机电设备的使用年限早期的机电设备故障诊断是机电设备维护的关键。在设备失效的全过程，都要对其进行及时的维护，从而确保机电设备的寿命得以延长，并在相当长的一段时期内保持良好的运行。运用故障诊断技术能够在设备早期诊断出其存在的安全风险，从而为其提供有针对性的应急方案。同时，将故障诊断技术运用于机电设备的整个使用寿命，可以减少维修费用。2.2 保证煤矿开采工作的顺利开展为了保障煤矿开采工作的安全进行，必须对煤矿机电设备进行全面的监测，使之能够及时发现和解决设备运行中的潜在问题，能够有效保障煤矿的正常运转；同时，也能防止对煤矿资源开发工作产生不利的影响，从整体上改善机电设备的维修质量，使其具备更好的稳定性，并对其内部结构、安装结构、外部结构等进行定位。针对煤矿开采作业情况、机电设备运行状况、运行特性等，应采用现代设备的结构诊断方法。3 煤矿机电设备出现故障的原因3.1 机电设备出现磨损故障由于部件磨损，部件间工作的不协调，给设备带来磨损故障。例如，内部零部件发生故障，设备仍一直处于工作状态，长时间的使用会造成零部件老化和磨损，使各个部件之间不协调，从而影响到设备正常使用。若某一产品部分规格尺寸严重受损，无法在使用中达设计要求，就会增加设备的失效几率。所以，在故障诊断中，故障诊断技术在煤矿机电设备中的应用高强（山西煤炭运销集团和尚嘴煤业有限公司，山西大同 037000）摘要：当前，煤矿行业利用现代化的机电设备，有效改善了煤矿资源的品质，但煤矿机电设备在恶劣环境下长时间使用，更易发生机械故障。一旦机械故障发生，就必须查明其原因，进行检修、调试，以保证设备的正常运转，确保工人的生命财产安全。煤矿机电设备故障诊断技术是提高诊断速度，又能节约大量时间的新技术，该技术的运用可对煤矿行业机电设备的发展提供宝贵的经验。关键词：煤矿机电设备；故障诊断；技术调试2023.7 矿业装备/141必须加强对内部部件的检查2。3.2 机电设备更换速度较为缓慢煤矿机电设备的使用状况关系到煤矿行业的生产效益和质量，而有的煤矿企业却忽视了检修，长期保证设备运转，从而导致其报废；有的煤矿企业因资金不足，对机电设备的更换不重视，长期处于运行状态机电设备存在很大的安全隐患。4 常见煤矿机电设备故障诊断技术4.1 神经网络技术这是一种网络依靠系统，通过调整内部大量节点之间相互连接的关系，从而达到处理信息的目的。在进行故障诊断时，首先要建立一个数字模型，然后确定故障发生的位置，进而做出判断。但在网络自学习的过程中，必须要有经验丰富的技术人员，对这些问题进行分析，然后根据这些问题，给出相应的维修建议，建立网络自适应的维修环境。4.2 数字模型技术在故障诊断技术中，采用数字模型技术可以精确判断故障的位置，这在故障诊断中起着十分关键的作用，根据设备的特殊情况和特点，选用合适的故障诊断技术，可以节约很多的诊断时间。在故障诊断方面，数字模型技术具有其它诊断技术所不具备的优势，能够通过对设备的温度和轴向的参数，对故障做出正确的判断。4.3 信息采集技术所谓“信息采集”，就是对机电设备在使用中的有价值数据进行采集，从而为以后的检修工作打下基础。然而，在机电设备运行中，机电设备在发热、受力、振动等因素的作用下，也会产生大量的数据，维护人员要采取积极、有效的措施，确保信息的真实性和准确性，并充分利用信息采集技术，收集相关的资料，为今后的检修工作打下良好的基础。4.4 红外热成像技术自然界中许多物体都能发出红外光，红外热成像技术是一种用于煤矿机电设备的有效故障检测技术。煤矿机电设备在长时间使用中，其内部温度比外界温度高得多，维护人员利用红外热成像技术对机电设备内外温度进行测量，将红外光转换成标准的图像，再通过维护人员对其进行分析，从而可以更好的识别出机电设备是否有故障。4.5 智能诊断技术智能诊断技术是以自动化技术为基础，对机电设备的运行进行实时、自动的采集，再由电脑进行处理，并将其反馈到操作员的手中3。而机电设备维护人员则能根据电脑的反馈信息，判断出机电设备有无故障，从而确定故障的种类及具体部位，为维护人员提供了方便，有利于提高维护工作的质量和效率。目前，煤矿机电设备的智能诊断技术已成为发展的主要趋势，其具有广阔的应用前景。5 煤矿电机设备常见的运行故障5.1 煤矿排水系统的设备故障排水系统是煤矿的一个重要组成部分，有些老式的煤矿，其排水系统十分陈旧，排水效率也十分的低下，因为水泵使用的时间过长，其排水能力就会降低，同时煤矿受到环境的影响，其排水系统十分庞大，安全隐患也很大，如此庞大的排水系统，其维护和保养也是一个巨大的工程，因此工程造价和维护成本也会较大。5.2 供电系统的故障煤矿生产主要依靠机电，在生产中供电系统是最有可能出现故障的。当煤矿开采深度较浅时，供电压力会很小，不会太复杂，供电线路也很简单，一旦出现故障，就能及时的进行维修；但当煤矿开采深度很深时，由于其线路的复杂性，负载会随之增大，会导致供电系统电源失效问题，进而制约生产的有序进行，这也是影响煤炭产量的一个重要因素。5.3 煤矿设备系统失效故障设备系统失效对机电设备的影响也很大。然而，煤矿作业中的故障来源通常具有一定复杂性，难以及时判断准确，且多见于外部设备，维修工作难度很大，需要用专门的技术方法来解决。因此，煤矿开采具有安全隐患，会降低煤矿的产量，应对其出现的问题予以关注，以防止其发生故障，以免影响其经济效益。6 故障诊断技术的具体应用6.1 在采煤机维修中的应用采煤机是煤矿机电设备的关键组成部分，其作业时受的冲击很大，造成了采煤机被污染、磨损，从而大大缩短了工作寿命。在煤矿设备检修中，采用正确、科学的故障诊断技术，能够及时发现和排除故障。目前，市场上新推出的左右摇臂式采煤机，对设备故障进行全面的监测的方法是：维护人员通过信息采集技术，获取采煤机的有关工作数据，然后将数据传输到142/矿业装备 MINING EQUIPMENT管 理电脑上，维护人员通过与电脑数据进行比较，得出相应的故障诊断结果，从而采取有效的措施来维护设备4。在机电设备的维护过程中，根据故障的严重程度，可以设置不同的颜色，方便维护人员进行有效的故障处理，避免因故障导致更大损失。6.2 在煤矿提升机中的应用一般说来，煤矿提升机经常是软件或是硬件出现故障。在设备检修中，要运用科学的故障诊断技术实时对煤矿提升机的运行状况进行检测，并参考正常运行参数对其一般性能进行比较和评价。具体步骤如下：对故障类型和编码进行分析，再进行故障树的设计，考虑到故障信息的详细、准确记录，采用排队的形式保存故障代码。根据PLC 的部分地址用于存储故障码，通过故障进行分析，发现有可能出现的故障超过 60种。所以，需要设计一个 80 位元组的位元来储存失效码，设定一个 DBW2-DBW82 的位址。在出现故障的时候，故障信息的上升边缘是一个触发信号，将这个队列写入一个地址指示器，并且设置一个地址指示器，每次写入一个错误代码，这个地址标志“+1”，然后等待下一个错误代码的存储，使得根据出现的时间顺序，将错误代码详细而准确地存储在队列中。故障代码的队列存储流程如图 1 所示。6.3 在煤矿高压异步机电动机中的应用在对高压异步机电动机进行故障诊断时，一般说来，采用高阶电流法进行高阶谐波诊断的效果要好于传统的高阶谐波诊断法，但由于实际应用中的实例很少，且缺乏实际的应用经验，且相关技术还不成熟，很难确保其准确性。7 故障诊断技术的应用方法7.1 煤矿机电设备的故障诊断顺序技术人员应主动学习新技术，创新现有的故障诊断技术，并能灵活运用故障诊断技术，对已出现的问题进行现场检测。另外，技术人员可以参考有关公司利用诊断技术的成功经验，对煤矿的特定采矿工艺进行优化和创新，在对煤矿机电设备进行检查时，及时掌握机电设备的具体情况，采取科学、有效的方法进行故障诊断，从而解决实际问题。在这个过程中，技术人员可以通过传感器和采集设备，准确地获得故障信息。7.2 诊断电动机故障的技术电动机是煤矿机电设备中的一个关键部件，在煤矿电动机的运转中，很容易发生定子绕组和放电。对于这类问题，要用常规方法来解决和分析这些故障。因此，必须采用高频检测器，利用电流互感器，即便对故障信号进行检测，也要在实际的设备故障诊断中，通过与正常参数的比较，找出故障的根源，并提出合理的解决办法。8 结束语总之，在煤矿生产中，机电设备的使用是无法取代的。煤矿机电设备出现故障会给煤矿企业带来不可挽回的经济损失。因此需要运用故障诊断技术，在进行故障点识别时，根据故障数据库中的故障类型来进行匹配，建立完备的数据库，数据类型和细节越多，就越能做出正确的判断，一旦出现故障，故障诊断技术在最短的时间内进行判断，制定出相应的修复和维护计划。在保证煤矿机电设备安全、稳定运行的前提下，有效提升煤矿的生产效率，为煤矿行业的长远发展打下良好的基础。参考文献1 林占巍,徐明辉.影响煤矿机电设备故障因素及诊断技术的应用分析 J.内蒙古煤炭经济,2022(13):147-149.2 卢燃.故障诊断技术在煤矿机电设备维修中的应用分析J.中国设备工程,2021(21):168-170.3 李晓强.故障诊断技术在煤矿机电设备维修中的应用探讨J.中国设备工程,2021(20):145-147.4 郑茂举,陈振,顾晨晨.故障诊断技术在煤矿机电设备维修中的应用 J.设备管理与维修,2021(20):143-145.图1 故障代码的队列存储流程图结束地址指针初始化清零？写故障代码地址指针加1NNYY故障发生？读取地址指针开始