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摘 要 矿山机电设备在运行过程中所发生的故障是不可忽视的，它极有可能造成非常严重的危害和恶劣的社会影响。每次故障的产生都会给企业带来重大的经济损失，更为严重的是，它还还可能导致人员伤亡。因此矿山机电设备的故障诊断工作在整个工程中起到了至关重要的作用。对矿山机电设备进行早期诊断，找出其故障发展趋势，采取合适的手段避免矿山机电设备的突然损坏，是保证机电设备安全经济运转的重要因素。本文主要介绍了矿山机电设备故障检测诊断的内容、方法及发展趋势等。
关键词 矿山机电设备；故障诊断技术；检测诊断
中图分类号 TD 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2011)082-0104-01
矿山机械企业的发展离不开先进的科学技术，以实现机电设备能够安全可靠运行的目的。诊断技术是以信号处理技术、传感器技术、计算机技术等多学科为基础的综合技术，它最早应用于工业发达国家，随着科学技术的发展，其应用也越来越广泛。随着矿山机电设备的发展，矿山设备故障诊断技术得到了广泛的应用。
1故障诊断技术的基本原理
1.1数学模型的建立
设备运行过程中包括很多参数，这些参数直接反应了设备的状态和产生故障的可能性，因此必须建立一个数学模型来精确反应出设备的正常状态与发生故障时的参数间的对应关系。这种数学模型的建立，对负责监测的计算机系统有重大的作用。
1.2信息采集技术
总的来说，矿山机电设备信息的采集是靠安装在设备上的各种传感器来完成的，传感器接收到感应后，将产生的各种数据传入贮存器或计算机。因此先进的信息采集技术是准确地收集和测量反映设备状态的各种信号和技术参数的基础。
1.3分析与识别技术
该技术是指对设备对采集的信息进行识别和鉴定，并与设备运行的标准参数进行对比，以确定设备的状态和故障种类，判断具体故障并找出原因。
1.4信息处理技术
机电设备在现场采集的各种信息，并不可以直接用来判别设备所处的状态，其中包含着有关和无关的信息，因此必须对这些信息进行适当的处理，转换成人或机器能读懂、有利用价值的信息，才能实现信息采集的目的。信息处理技术最重要的就是完成这个功能。
2当前常用的几种检测技术
2.1矿井提升机检测与故障诊断
提升机是矿井生产、运输的主要设备之一，它担负着提升原煤、矸石、下放材料、运送设备和升降人员等重要任务。提升机运行的安全系数不仅直接影响矿山的生产，还和矿山生产人员的生命、财产有极大的关系。矿井双筒提升机松绳现象时有发生，而松绳现象常常具有很高的危害性。这里介绍一种简单实用的松绳检测装置。该装置的主要组成部分是单片机和霍尔传感器，这种装置在提升机每个天轮一侧安装一周小磁钢，并在恰当的位置安装霍尔传感器来测定天轮的转速，在无松绳情况下运行时，两天轮的转速相同，则两个传感器输出的计数脉冲个数大致相同，该装置内单片机计算出的两天轮的行程差几乎为零；当钢丝绳发生松绳事故时，两天轮的行程不同，该装置可测定两天轮之间的行程差，行程差达到设定的报警值时就会发出松绳报警信号；当行程差与设定的保护值相同时，该检测装置发出控制信号，提升机立即刹车，起到保护作用。
2.2采煤机工况检测和故障诊断
为了从根本上解决国产采煤机检测水平低、故障检测诊断功能不够系统的落后状况，原矿山机电设备部门将“电牵引采矿机工况检测及故障诊断系统”的开发。该故障检测诊断系统主要包括：1）变频器通信单元；这个变频器能够检测27个工况参数，并有独立的显示器，能显示包括采矿机的牵引速度和牵引电机电流、变频器输入电压在内的各种参数，并具有温度保护、过压、欠压、过流、过载等多种保护功能。变频器通信单元的重要作用是将变频器工述检测信号反馈到工况检测及故障诊断中心，由检测中心对其进行相应的处理，并用中文或图形方式对其集中显示。2）工况检测及故障诊断单元；该单元嵌入微型计算机中，采用Windows 操作系统，通过接点通信方式与采矿机控制中心进行联系，一旦故障诊断单元检测出故障或事故时，屏幕立刻显示出故障类型，并向控制中心反馈相应信号，由控制中心进行相应的控制操作，包括声光报警或故障保护等。3）检测152.4 mm显示单元；该显示单元由一块480×640线的彩色液晶显示屏及相关电路组成。显示内容主要有采矿机所有工况检测参数、操作及运行状态报警提示和故障诊断结果等。此外还包括左、右摇臂检测单元；机身外围检测单元；高压控制箱检测单元。
2.3通风机的检测诊断技术
对于通风机的检测主要就是把握住主风机这一关键装置。我国对主风机的故障诊断检测机器研制的还比较少，目前应用最广泛的是FJZ 型矿井主风机在线监测与故障诊断仪，以及KFCA 型通风机集中检测仪。FJZ 型矿井主风机在线监测与故障诊断仪是由煤炭科学总院重庆分院研制成功的，它将主风机的机械故障诊断与在线监测一体化联合起来，主要用由8098 单片机为核心的通风机进行在线检测和故障诊断，是目前性价比最高的单片微型计算机系统。KFCA 型通风机集中检测仪是由江西煤炭工业研究所的专家研制出的，它相比于FJZ 型故障诊断仪来说，具有更强大的功能。主要有：1）智能诊断。主要针对通风机常见的“转子偏心”等机械故障进行诊断，常常依靠主机内的专家系统进行处理。2）加速度故障诊断。采用灰度理论，当机械设备进行加速时，对加速时域进行频谱分析，對风机故障进行准确快速的定位。3）采用随机打印的形式进行报警诊断。对机械设备设定各种参数报警值，超过这一值就进行报警并随机打印出来进行报警提示。4）实时监测。这是测量诊断最有效并且最合理的一种监测方法。主要对通风机电流、负压、风量、轴温、轴心轨迹、风机振动烈度的进行实时巡回监测。
3重视技术改造工作
设备的故障诊断是延长设备寿命的有效措施，而技术改造能很好的提高设备的故障诊断技术，提高设备使用年限。在对设备进行技术改造时，要注意机电共同参与，为了达到机械系统的有效使用，在机械设备的改造过程中，要充分考虑电气部分的运营可行性。
参考文献
[1]王琳.机械设备故障诊断与监测的常用方法及其发展趋势[J].武汉工业大学学报,2000,3:62-64.
[2]张建文,丁恩杰,谭得健.国产电牵引采煤机工况监测和故障诊断技术的发展现状与前景[J].煤矿机电,2000,5.
[3]张世洪,何敬德,管亚平.电牵引采煤机的技术现状和发展趋势[J].煤矿机电,2000,5:40-45.
[4]郭年琴,王庆,吴陆恒.矿山机电设备维修CAD系统[J].矿山机械,2000,1.
作者简介
周洋（1976—），男，汉族，河南平顶山人，本科，助理工程师，研究方向：采掘机电设备。
关键词 矿山机电设备；故障诊断技术；检测诊断
中图分类号 TD 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2011)082-0104-01
矿山机械企业的发展离不开先进的科学技术，以实现机电设备能够安全可靠运行的目的。诊断技术是以信号处理技术、传感器技术、计算机技术等多学科为基础的综合技术，它最早应用于工业发达国家，随着科学技术的发展，其应用也越来越广泛。随着矿山机电设备的发展，矿山设备故障诊断技术得到了广泛的应用。
1故障诊断技术的基本原理
1.1数学模型的建立
设备运行过程中包括很多参数，这些参数直接反应了设备的状态和产生故障的可能性，因此必须建立一个数学模型来精确反应出设备的正常状态与发生故障时的参数间的对应关系。这种数学模型的建立，对负责监测的计算机系统有重大的作用。
1.2信息采集技术
总的来说，矿山机电设备信息的采集是靠安装在设备上的各种传感器来完成的，传感器接收到感应后，将产生的各种数据传入贮存器或计算机。因此先进的信息采集技术是准确地收集和测量反映设备状态的各种信号和技术参数的基础。
1.3分析与识别技术
该技术是指对设备对采集的信息进行识别和鉴定，并与设备运行的标准参数进行对比，以确定设备的状态和故障种类，判断具体故障并找出原因。
1.4信息处理技术
机电设备在现场采集的各种信息，并不可以直接用来判别设备所处的状态，其中包含着有关和无关的信息，因此必须对这些信息进行适当的处理，转换成人或机器能读懂、有利用价值的信息，才能实现信息采集的目的。信息处理技术最重要的就是完成这个功能。
2当前常用的几种检测技术
2.1矿井提升机检测与故障诊断
提升机是矿井生产、运输的主要设备之一，它担负着提升原煤、矸石、下放材料、运送设备和升降人员等重要任务。提升机运行的安全系数不仅直接影响矿山的生产，还和矿山生产人员的生命、财产有极大的关系。矿井双筒提升机松绳现象时有发生，而松绳现象常常具有很高的危害性。这里介绍一种简单实用的松绳检测装置。该装置的主要组成部分是单片机和霍尔传感器，这种装置在提升机每个天轮一侧安装一周小磁钢，并在恰当的位置安装霍尔传感器来测定天轮的转速，在无松绳情况下运行时，两天轮的转速相同，则两个传感器输出的计数脉冲个数大致相同，该装置内单片机计算出的两天轮的行程差几乎为零；当钢丝绳发生松绳事故时，两天轮的行程不同，该装置可测定两天轮之间的行程差，行程差达到设定的报警值时就会发出松绳报警信号；当行程差与设定的保护值相同时，该检测装置发出控制信号，提升机立即刹车，起到保护作用。
2.2采煤机工况检测和故障诊断
为了从根本上解决国产采煤机检测水平低、故障检测诊断功能不够系统的落后状况，原矿山机电设备部门将“电牵引采矿机工况检测及故障诊断系统”的开发。该故障检测诊断系统主要包括：1）变频器通信单元；这个变频器能够检测27个工况参数，并有独立的显示器，能显示包括采矿机的牵引速度和牵引电机电流、变频器输入电压在内的各种参数，并具有温度保护、过压、欠压、过流、过载等多种保护功能。变频器通信单元的重要作用是将变频器工述检测信号反馈到工况检测及故障诊断中心，由检测中心对其进行相应的处理，并用中文或图形方式对其集中显示。2）工况检测及故障诊断单元；该单元嵌入微型计算机中，采用Windows 操作系统，通过接点通信方式与采矿机控制中心进行联系，一旦故障诊断单元检测出故障或事故时，屏幕立刻显示出故障类型，并向控制中心反馈相应信号，由控制中心进行相应的控制操作，包括声光报警或故障保护等。3）检测152.4 mm显示单元；该显示单元由一块480×640线的彩色液晶显示屏及相关电路组成。显示内容主要有采矿机所有工况检测参数、操作及运行状态报警提示和故障诊断结果等。此外还包括左、右摇臂检测单元；机身外围检测单元；高压控制箱检测单元。
2.3通风机的检测诊断技术
对于通风机的检测主要就是把握住主风机这一关键装置。我国对主风机的故障诊断检测机器研制的还比较少，目前应用最广泛的是FJZ 型矿井主风机在线监测与故障诊断仪，以及KFCA 型通风机集中检测仪。FJZ 型矿井主风机在线监测与故障诊断仪是由煤炭科学总院重庆分院研制成功的，它将主风机的机械故障诊断与在线监测一体化联合起来，主要用由8098 单片机为核心的通风机进行在线检测和故障诊断，是目前性价比最高的单片微型计算机系统。KFCA 型通风机集中检测仪是由江西煤炭工业研究所的专家研制出的，它相比于FJZ 型故障诊断仪来说，具有更强大的功能。主要有：1）智能诊断。主要针对通风机常见的“转子偏心”等机械故障进行诊断，常常依靠主机内的专家系统进行处理。2）加速度故障诊断。采用灰度理论，当机械设备进行加速时，对加速时域进行频谱分析，對风机故障进行准确快速的定位。3）采用随机打印的形式进行报警诊断。对机械设备设定各种参数报警值，超过这一值就进行报警并随机打印出来进行报警提示。4）实时监测。这是测量诊断最有效并且最合理的一种监测方法。主要对通风机电流、负压、风量、轴温、轴心轨迹、风机振动烈度的进行实时巡回监测。
3重视技术改造工作
设备的故障诊断是延长设备寿命的有效措施，而技术改造能很好的提高设备的故障诊断技术，提高设备使用年限。在对设备进行技术改造时，要注意机电共同参与，为了达到机械系统的有效使用，在机械设备的改造过程中，要充分考虑电气部分的运营可行性。
参考文献
[1]王琳.机械设备故障诊断与监测的常用方法及其发展趋势[J].武汉工业大学学报,2000,3:62-64.
[2]张建文,丁恩杰,谭得健.国产电牵引采煤机工况监测和故障诊断技术的发展现状与前景[J].煤矿机电,2000,5.
[3]张世洪,何敬德,管亚平.电牵引采煤机的技术现状和发展趋势[J].煤矿机电,2000,5:40-45.
[4]郭年琴,王庆,吴陆恒.矿山机电设备维修CAD系统[J].矿山机械,2000,1.
作者简介
周洋（1976—），男，汉族，河南平顶山人，本科，助理工程师，研究方向：采掘机电设备。