矿山机电设备自动在线监测与故障诊断系统

文/毋鹏程

机电设备稳定运行是保证矿山安全稳定生产的基础保障，机电设备运行水平对矿山开采效率有着直接影响。在实际使用过程中受到环境、人为因素、技术工艺等各方面的影响，机电设备本身会产生一定的消耗，出现各种各样的故障，在这种环境下对矿山机电设备的管理提出更高的要求。机电设备在线监测与故障诊断系统在这方面发挥了重要作用，通过对各个部件或整体进行状态监测，帮助工作人员准确的判断机电设备运行状态，及时发现潜在的故障隐患，并采取针对性的补救措施，降低机电设备故障问题的发生概率。

1 矿山机电设备发生故障的原因分析

由于矿山开采所处环境较为复杂，机电设备在运行过程中需要面对恶劣的工作环境，并且负荷较大的机电设备相比其他设备更容易产生故障问题，通过对以往机电设备故障进行分析，造成设备故障的原因主要有以下几方面：

（1）设备运行负荷过大，机电设备在生产制造中都会对其核定功率与工作负载极限有一定的要求，而矿山开采往往需要大量高负荷的工作内容，对于一些常用机电设备的使用频率较高，机电设备在此环境下容易产生高负荷、超负荷的现象，长时间作用下就会对机电设备造成极大的损伤，从而引发各种故障问题。

（2）机电设备运行能力下降，机电设备运行能力下降的原因有很多种，首先，设备在使用过程中由于时间长、负荷大出现内部构件过热，而矿山开采环境作用下，机电设备散热受到很大影响，如果得不到及时的处理就会由于设备过热而降低工作效率，甚至引发机电设备故障。其次，设备在安装过程中没有按照规范要求与安装标准进行作业，机电设备组装零件存在缺失或者替换使用的情况，由于矿山机电设备内部构造较为复杂，其中含有很多的零件，如果零件相互之间连接不紧密或配合关系发生变化，机电设备就会出现振动、异响，影响工作效率。

2 矿山机电设备在线监测与故障诊断系统分析

2.1 系统架构

矿山机电设备在线监测与故障诊断系统主要目的是为了实现机电设备故障的警示、预防、维护工作，通过对矿山机电设备常见故障进行分析，对整体和局部部门进行温度、振动频率等方面的监测，能够降低故障问题的发生。从理论角度出发在线监测与故障诊断系统功能主要体现在设备运行状态的实时监测，在机电设备出现故障的时候能够实现自动报警处理、在设备运行状态下各方面达到临界点的时候给予警告提醒、针对设备故障问题自动在线诊断，确定故障部位、评估故障程度，为设备维修提供全面、准确的指导和参考信息。在传统机电设备管理的基础上加入在线监测与故障诊断系统模块，能够实现设备运行状态的实时监测、评估设备性能，通过对运行数据的收集、比对，以数据波动为依据风险设备异常现象，切实提高机电设备故障的诊断、维修水平。

2.2 硬件系统

在线监测与故障诊断系统系统能够实现对矿山机电设备运行状态的监测与故障诊断，以每个机电设备为载体，对设备整体或局部振动幅度、温度变化进行实时检测，从系统构成来看矿山机电在线监测采用矿业专用的本安型振动分析仪、振动传感器与数据采集分站，在共同作用下由数据采集系统将所收集到的信息传送至分析模块，实现对机电设备振动情况的实时监测，工作人员只需要保证传感器的稳定性，信息采集设备就会将所采集到的信息上传到分析系统中，通过数据对比分析掌握振动幅度变化，实现设备监测的目的，。

2.3 软件系统

软件系统一可以看做是人类的大脑，虽然我们手脚都具备一定的能力，但是如果没有了大脑的支配，这些功能也就失去了意义，软件系统的设计水平对实际操作效果有着直接影响，由于矿山机电设备所处环境较为复杂、专业性高，需要结合行业特点与实际情况选择使用的软件。通过建立信息化的工作平台，能够实现在线监测下机电设备信息数据的交互，具有动画模拟、报警、用户管理等多项工功能。

3 矿山机电设备在线监测与故障诊断的实例分析

矿山开采过程中所应用到的机电设备较多，比如：提升机、采掘机或其他电机设备，针对不同的机电设备故障诊断方法也不尽相同，以提升机为例，提升机在应用过程中经常出现松绳故障，当机械运行出现差异达到一定极限就有可能引发安全事故，为了降低由此造成的影响，可以在提升机设备适当位置安装霍尔传感器装置，并在天轮边缘密集排列小磁钢，利用传感器实现松绳差的实时测量，在出现偏离或者故障现象是及时做出预警。其次，采掘机，采掘机在矿山开采中的应用频率可谓是相当高，当前采掘机在线监测系统已经有了广泛的应用，比如：高压控制箱检查系统、变频器通讯系统、左右移动检查系统等等，这些在线监测与故障诊断系统的应用能够提高采掘机的运行水平，并且实现温度、压力等方面的监测，为工作人员提供科学的依据和帮助。除此之外，矿山机电设备中还包括很多故障诊断手段，比如：主观诊断、仪器诊断、智能系统诊断等多方面内容，主观诊断是机电设备检修人员根据自身经验，对设备故障问题进行判断与检修的一种行为。仪器诊断通过诊断仪器对工作人员无法察觉的异常振动、温度变化、压力波动等进行准确测量，保证设备的稳定运行。智能系统诊断是当前智能化发展的一种诊断技术，依托于计算机所具有的逻辑运算与数据库存储功能，实现机电设备自动化的监测与诊断。

4 结语

综上所述，矿业是我国经济发展的重要产业支柱，随着科学技术水平的提高，矿山机电设备也逐渐朝着自动化、智能化的方向发展，在实践操作中机电设备故障问题对矿山开采效率与质量所造成的影响是不容忽视的，在这种环境下加强矿山机电设备在线监测与故障诊断系统的研究与应用，能够提高机电设备运行的安全水平，希望通过文章的论述能够提高矿山机电设备自动管理的整体水平，保证矿山开采工作的顺利进行。