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[摘 要]本文首先提出了设备故障诊断技术的概念，然后介绍了矿山机电设备故障诊断技术分类、程序及原理，最后就矿山机电设备故障诊断技术的实际应用展开分析，旨在降低因矿山机电设备故障而导致的生命、财产损失。
[关键词]矿山机电设备 故障诊断技术 分析
中图分类号：TD75 文献标识码：TD 文章编号：1009―914X（2013）25―0325―01
对于矿山生产企业而言，机电设备的地位和作用是十分重要的。为了保证机电设备能够长期、稳定、安全运行，相关故障诊断技术受到了人们的普遍重视。机电设备故障诊断技术是基于计算机技术、信号处理技术以及传感器技术而发展起来的，通过对设备工况进行检测，对故障发展趋势进行早期诊断，找出故障原因，采取措施避免设备的突然损坏，使之安全经济地运转。
1.矿山机电设备故障诊断技术概述
1.1概念
矿山机电设备在长期的工作过程中必然会发生一些物理变化以及化学性能的转变，继而对自身的正常运转造成一系列不良的影响。为了将这些不良影响扼杀在萌芽状态或者初级阶段，故障诊断技术便应运而生且获得了迅速的发展。所谓的故障诊断技术指的是根据参数的实时变化规律，对故障的存在与否以及具体位置进行预判，以便于采取相应的处理措施，从而将损失降至最低，并保证矿山机电设备的生产效率及安全性。[1]
1.2分类
设备故障诊断的内容包括状态监测、分析诊断和故障预测三个方面，其具体实施过程为信息采集、信号处理、状态识别、诊断决策。故障诊断技术可归纳为以下三大类：1）主观诊断。在主观诊断技术运用过程中，主要依靠维修人员的经验来实现对故障的诊断，所以，要求维修人员不仅要具有丰富的工作经验，而且要具有较高的工作能力。该种方法最大的优势在于简单快捷，但在面对某些复杂故障时表现出了一定的局限性，只能起到参考作用，因此，常用于一些小故障的诊断；2）仪器诊断。所谓的仪器诊断指的是通过仪器完成对机电设备的诊断。诊断过程分为三个阶段，一是参数采集，二是仪器分析，三是得出故障诊断结果。对于机电设备诊断仪器类型而言，有通用、专用、综合之分；3）智能型系统诊断。智能型系统诊断指的是利用计算机技术模拟人脑工作方式将收集到的信息和预存的诊断方案做对比，从而做出分析和判断。该种诊断方案具有一定的复杂性，因此，大多情况下被用来做复杂故障的诊断。[2]
1.3程序及原理
1.3.1建立数学模型
在矿山机电设备的整个运行环节，时刻都伴有大量的运行参数。这些运行参数不仅能够反映设备的运行状态，还能够对故障隐患的存在与否进行提示。若想实现对这些参数的有效分析和总结，判断设备是否正常，则需要建立一个相应的数学模型。对于矿山机电设备的监控系统而言，该数学模型具有十分重要的意义和作用。
1.3.2采集信息
在矿山机电设备中，信息采集主要是通过传感器实现的。矿山机电设备在运行过程中会向传感器发送相关的感应信号，继而形成信号数据，并传输、储存到计算机中。对于矿山机电设备故障诊断技术而言，信息采集技术是保证参数准确的基础所在。[3]
1.3.3分析和识别
利用分析和识别技术对接收到的相关参数进行识别，然后和标准参数（矿山机电设备处于正常工作状态时）做对比、分析，从而了解设备的工作状态，发现并确定那些可能的故障部位。[4]
1.3.4信息处理
利用传感器从设备处获取的相关运行参数，在成分方面较为复杂（有用信息和无用信息共存），无法通过它对设备的运行状态进行直接判断。因此，这里面涉及到一个信息处理的问题，保留有价值的，去除无意义的。以上这些需要利用信息处理技术予以实现。
1.3.5预测
经过信息处理之后，便可对矿山机械设备的故障进行一个大致的预测，为后续的维修工作以及保养工作奠定基础。[5]
2.矿山机电设备故障诊断技术的实践分析
2.1用于矿井提升机的松绳故障检测
矿井提升机通常用于人员、设备和材料的运送，其运行状态的好坏与否不仅关系着矿山的生产效率，还关系着工作人员的安全问题。对于双筒矿井提升机而言，松绳状况较为常见，有鉴于此，可通过安装自制松绳监测装置予以解决。具体的做法是，在双筒提升机天轮一侧设置小磁轮，利用霍尔传感器对天轮的转速进行实时测量。当发生松绳问题时，监测装置便会收集到相应的行程差距，当这个差距达到一定标准时便会发出报警；当这个差距超出预设的保护值时，提升机便会接到刹车指令，并完成自动刹车。[6]
2.2用于采煤机的故障检测
为了促进采煤机检测水平的进一步提升，我国对“电牵引采煤机工况检测及故障诊断系统”的建设给予了足够的重视和支持。该系统具有如下特点和优势：1）在变频器通信单元这一部分，能通过独立显示屏对相关工况参数（如采煤机速度）进行实时显示，并将检测信号送至检测中心，经过一系列处理，最终以图文的形式显示出来；2）把工况检测和故障诊断单元植入计算机系统，并实现和控制中心的互通，一旦检出故障信息，便可借助计算机屏幕将故障情况显示出来，同时将信号信息发送给控制中心，由控制中心展开下一步处理；3）由显示屏以及电路等构成的检测显示单元，一方面能够准确显示采煤机的工况参数，另一方面还能够准确显示相关的故障诊断情况。
2.3用于通风机的故障检测
到目前为止，在通风机故障检测装置的研制方面我国还处于起步阶段，成果有限，其中比较有代表性的是FJZ型矿井主风机在线监测及故障诊断仪和KF—CA型通风机集中检测仪（它们分别由煤炭科学总院的重庆分院、江西煤炭工业制造研究所设计、制造）。该类装置在做故障检测时，执行以下过程：1）发出指令；2）诊断仪接收到指令后执行诊断；3）处理器执行分析检测动作；4）定时器给出时限规定；5）将诊断结果输入、处理、输出。以上五步便实现了对了通风机的故障检测。
2.4用于电动机的故障检测
在科技迅猛发展的带动下，矿井高压异步电动机故障诊断技术取得了长足的发展。该技术的诊断方法包括以下几个方面：1）局部放电检测。对于高压异步电动机而言，其定子部分发生故障时，一般伴有放电，所以，可通过高频检测仪对定子放电强度进行检测，从而做出相关判定；2）电流高次谐波检测。当定子绕组发生故障时，将会导致定子电流高次谐波的逐渐增加，最终在定子绕组匝之间形成短路，所以，可将高次谐波列为检测对象，并根据检测结果展开故障诊断；3）磁通检测。电机故障时，通常会对内部磁通的径向分量以及横向分量造成影响。根据这个特性，可对两个方向的磁通量进行检测，从而对定子故障作出诊断。[7]
3.结语
对于矿山机电设备的维护及检修工作而言，故障诊断技术具有相当积极的作用和意义，可以帮助检修人员及时、正确地对各种异常状态或故障状态做出诊断，预防或消除故障，提高设备运行的可靠性、安全性和有效性，为企业争取更大的经济效益和社会效益。
参考文献
[1] 彭广宇，边博，褚庆梅.浅谈故障诊断技术在矿山机电设备维修中的应用[J].科技致富向导. 2012（09）.
[2] 李庆领.矿山机电设备故障诊断技术探析[J].科技资讯.2012（05）.
[3] 孔亚录.矿山机电设备中的故障检测诊断技术[J].China’s Foreign Trade.2011（24）.
[4] 车明福.浅析故障诊断技术在矿山机电设备的应用[J].中小企业管理与科技（下旬刊）. 2010（12）.
[5] 卢宾.矿山机电设备故障诊断技术的研究[J].黑龙江科技信息.2011（21）.
[6] 程凤芹.浅议故障检测诊断技术在矿山机电设备中的应用[J].中国新技术新产品. 2011（14）.
[7] 王勇.故障诊断技术在矿山机电设备维修中的应用[J].企业技术开发.2011（12）.
[关键词]矿山机电设备 故障诊断技术 分析
中图分类号：TD75 文献标识码：TD 文章编号：1009―914X（2013）25―0325―01
对于矿山生产企业而言，机电设备的地位和作用是十分重要的。为了保证机电设备能够长期、稳定、安全运行，相关故障诊断技术受到了人们的普遍重视。机电设备故障诊断技术是基于计算机技术、信号处理技术以及传感器技术而发展起来的，通过对设备工况进行检测，对故障发展趋势进行早期诊断，找出故障原因，采取措施避免设备的突然损坏，使之安全经济地运转。
1.矿山机电设备故障诊断技术概述
1.1概念
矿山机电设备在长期的工作过程中必然会发生一些物理变化以及化学性能的转变，继而对自身的正常运转造成一系列不良的影响。为了将这些不良影响扼杀在萌芽状态或者初级阶段，故障诊断技术便应运而生且获得了迅速的发展。所谓的故障诊断技术指的是根据参数的实时变化规律，对故障的存在与否以及具体位置进行预判，以便于采取相应的处理措施，从而将损失降至最低，并保证矿山机电设备的生产效率及安全性。[1]
1.2分类
设备故障诊断的内容包括状态监测、分析诊断和故障预测三个方面，其具体实施过程为信息采集、信号处理、状态识别、诊断决策。故障诊断技术可归纳为以下三大类：1）主观诊断。在主观诊断技术运用过程中，主要依靠维修人员的经验来实现对故障的诊断，所以，要求维修人员不仅要具有丰富的工作经验，而且要具有较高的工作能力。该种方法最大的优势在于简单快捷，但在面对某些复杂故障时表现出了一定的局限性，只能起到参考作用，因此，常用于一些小故障的诊断；2）仪器诊断。所谓的仪器诊断指的是通过仪器完成对机电设备的诊断。诊断过程分为三个阶段，一是参数采集，二是仪器分析，三是得出故障诊断结果。对于机电设备诊断仪器类型而言，有通用、专用、综合之分；3）智能型系统诊断。智能型系统诊断指的是利用计算机技术模拟人脑工作方式将收集到的信息和预存的诊断方案做对比，从而做出分析和判断。该种诊断方案具有一定的复杂性，因此，大多情况下被用来做复杂故障的诊断。[2]
1.3程序及原理
1.3.1建立数学模型
在矿山机电设备的整个运行环节，时刻都伴有大量的运行参数。这些运行参数不仅能够反映设备的运行状态，还能够对故障隐患的存在与否进行提示。若想实现对这些参数的有效分析和总结，判断设备是否正常，则需要建立一个相应的数学模型。对于矿山机电设备的监控系统而言，该数学模型具有十分重要的意义和作用。
1.3.2采集信息
在矿山机电设备中，信息采集主要是通过传感器实现的。矿山机电设备在运行过程中会向传感器发送相关的感应信号，继而形成信号数据，并传输、储存到计算机中。对于矿山机电设备故障诊断技术而言，信息采集技术是保证参数准确的基础所在。[3]
1.3.3分析和识别
利用分析和识别技术对接收到的相关参数进行识别，然后和标准参数（矿山机电设备处于正常工作状态时）做对比、分析，从而了解设备的工作状态，发现并确定那些可能的故障部位。[4]
1.3.4信息处理
利用传感器从设备处获取的相关运行参数，在成分方面较为复杂（有用信息和无用信息共存），无法通过它对设备的运行状态进行直接判断。因此，这里面涉及到一个信息处理的问题，保留有价值的，去除无意义的。以上这些需要利用信息处理技术予以实现。
1.3.5预测
经过信息处理之后，便可对矿山机械设备的故障进行一个大致的预测，为后续的维修工作以及保养工作奠定基础。[5]
2.矿山机电设备故障诊断技术的实践分析
2.1用于矿井提升机的松绳故障检测
矿井提升机通常用于人员、设备和材料的运送，其运行状态的好坏与否不仅关系着矿山的生产效率，还关系着工作人员的安全问题。对于双筒矿井提升机而言，松绳状况较为常见，有鉴于此，可通过安装自制松绳监测装置予以解决。具体的做法是，在双筒提升机天轮一侧设置小磁轮，利用霍尔传感器对天轮的转速进行实时测量。当发生松绳问题时，监测装置便会收集到相应的行程差距，当这个差距达到一定标准时便会发出报警；当这个差距超出预设的保护值时，提升机便会接到刹车指令，并完成自动刹车。[6]
2.2用于采煤机的故障检测
为了促进采煤机检测水平的进一步提升，我国对“电牵引采煤机工况检测及故障诊断系统”的建设给予了足够的重视和支持。该系统具有如下特点和优势：1）在变频器通信单元这一部分，能通过独立显示屏对相关工况参数（如采煤机速度）进行实时显示，并将检测信号送至检测中心，经过一系列处理，最终以图文的形式显示出来；2）把工况检测和故障诊断单元植入计算机系统，并实现和控制中心的互通，一旦检出故障信息，便可借助计算机屏幕将故障情况显示出来，同时将信号信息发送给控制中心，由控制中心展开下一步处理；3）由显示屏以及电路等构成的检测显示单元，一方面能够准确显示采煤机的工况参数，另一方面还能够准确显示相关的故障诊断情况。
2.3用于通风机的故障检测
到目前为止，在通风机故障检测装置的研制方面我国还处于起步阶段，成果有限，其中比较有代表性的是FJZ型矿井主风机在线监测及故障诊断仪和KF—CA型通风机集中检测仪（它们分别由煤炭科学总院的重庆分院、江西煤炭工业制造研究所设计、制造）。该类装置在做故障检测时，执行以下过程：1）发出指令；2）诊断仪接收到指令后执行诊断；3）处理器执行分析检测动作；4）定时器给出时限规定；5）将诊断结果输入、处理、输出。以上五步便实现了对了通风机的故障检测。
2.4用于电动机的故障检测
在科技迅猛发展的带动下，矿井高压异步电动机故障诊断技术取得了长足的发展。该技术的诊断方法包括以下几个方面：1）局部放电检测。对于高压异步电动机而言，其定子部分发生故障时，一般伴有放电，所以，可通过高频检测仪对定子放电强度进行检测，从而做出相关判定；2）电流高次谐波检测。当定子绕组发生故障时，将会导致定子电流高次谐波的逐渐增加，最终在定子绕组匝之间形成短路，所以，可将高次谐波列为检测对象，并根据检测结果展开故障诊断；3）磁通检测。电机故障时，通常会对内部磁通的径向分量以及横向分量造成影响。根据这个特性，可对两个方向的磁通量进行检测，从而对定子故障作出诊断。[7]
3.结语
对于矿山机电设备的维护及检修工作而言，故障诊断技术具有相当积极的作用和意义，可以帮助检修人员及时、正确地对各种异常状态或故障状态做出诊断，预防或消除故障，提高设备运行的可靠性、安全性和有效性，为企业争取更大的经济效益和社会效益。
参考文献
[1] 彭广宇，边博，褚庆梅.浅谈故障诊断技术在矿山机电设备维修中的应用[J].科技致富向导. 2012（09）.
[2] 李庆领.矿山机电设备故障诊断技术探析[J].科技资讯.2012（05）.
[3] 孔亚录.矿山机电设备中的故障检测诊断技术[J].China’s Foreign Trade.2011（24）.
[4] 车明福.浅析故障诊断技术在矿山机电设备的应用[J].中小企业管理与科技（下旬刊）. 2010（12）.
[5] 卢宾.矿山机电设备故障诊断技术的研究[J].黑龙江科技信息.2011（21）.
[6] 程凤芹.浅议故障检测诊断技术在矿山机电设备中的应用[J].中国新技术新产品. 2011（14）.
[7] 王勇.故障诊断技术在矿山机电设备维修中的应用[J].企业技术开发.2011（12）.