提升机运行监测及故障诊断方法的研究

赵晋

摘 要：提升机作为矿山开采工作中较为大型的机械设施，主要工作是进行物料和工作人员的提升和下放，所以提升机能否安全顺利的运转，不但直接影响着煤炭开采的成效，更是直接影响着工作人员的生命安全。提升机运转状态线上监控和问题诊断系统，可以提供提升机运转情况直观化的监控平台和稳固牢靠的问题诊断方式，从而为提升机安全稳固的工作提供有效支持。基于此本文主要对提升机运行监测及故障诊断方法进行了综合的分析，以供参考。

关键词：提升机;运行监测;故障诊断;方法研究

1 提升机运行监测内容分析

第一，对于虚拟设备技术的推广和运用，不但能够使提升机检测诊断程序的构造变得更加简化，便于检测修理，还可降低对于实物仪器设备的应用，减少系统的建立成本，此外，针对引进的新程序，系统不用做过多的修正和改变，系统在做升级和更新时非常快捷。

第二，可针对系统内所有的重要部分实施随时的检测，比如：减速器、电机、主轴和制度程序等等，随时检测与调节钢绳是否保持在平衡的状态中，有效规避因为钢绳张力不均而造成安全事故的出现，还能够对系统中所有重要的运行数据进行检测并且显示出来，为工作人员提供便利，及时了解提升机程序的运转状态，为操控管理工作提供便利。

第三，运用神经网络构成了超强的数据分析性能，可对故障问题实施诊断与警示，预先分析出有可能会出现的故障，预先实施治理预防故障的出现。同时，如果已经出现了故障，实时对故障进行警示，明确提出出现故障的方位、类别等讯息与修理意见等等。进行对应性的检测修理，更加方便快速，从而将经济亏损降到最低，也规避了人员伤亡事故的产生。

2 提升机运行常见故障

2.1 主轴装置常见故障

包括：轴瓦的温度太高而被烧坏、辊皮开裂没法运行、卷筒偏摆异常、卷筒出现噪音、轴承的温度太高不能正常运行、主轴因为没法承载工作动力而断裂。

2.2 齿轮常见故障

齿轮间的配合失去平衡致使齿轮出现误差而干扰系统正常运行，齿轮误差包含齒轮偏离中心、齿轮不同轴、有均匀性的磨损情况均能导致其无法顺利运行。

2.3 减速器常见故障

驱动轴出现弯曲或者断裂情况、齿轮微颤或者出现较大的噪音、轴承运行异常时热度较高、滑动轴承承载不了力度出现断裂情况、齿轮运行异常时出现磨损等普遍的电机问题。电机运行过快致使电机的轴承温度过高，轴承出现异常噪音，还有温度太高、不匹配或者滚动太快以及太慢、电机时速、电机过流等。

2.4 液压制动系统常见故障

液压系统的压力不够稳固、液压系统的压力突然失控、剩余的压力太高、制动油带来的压力无法到达标准值、制动器长时间空转、在刹车时刹车油未能提供足够的压力、刹车扭矩不达标、制动时长未在正常范围内。

3 提升机运行监测及故障诊断方法的研究

3.1 粒子群优化算法的参数选择

在运用PSO对SVM的参数c，g进行寻优时，以下数据对于结果会带来干扰：种群数量N，加速常数c1，c2，性权重系数w，最大飞行速度Vmax，收缩因子x和最大位置Xmax。PSO参数的选取，例如表1所示。

3.2 故障诊断模型建立

在进行开采期间，安全问题是最为关键的，所以规定采用的设施均需要拥有更高的牢靠性。就拿提升机的系统来讲，出现故障的几率太小，能够获得的故障样本也会过少。因为SVM在对小样本问题进行治理时效果比较好，故而此系统会应用SVM创建提升机的故障诊断模型。想要提升其精准度，有效降低诊断误差，系统会采用PSO寻优SVM的c，g参数，详细的故障诊断模型创建程序为：

以副斜井提升机单元偏摆1诊断为例，建立偏摆1故障诊断模型如图1所示。

①采集故障会形成训练数据，主要用在训练SVM上。非故障样本会形成测试数据，主要对故障诊断模型分类时的精准度来进行测试，想要提升其精准度，在情况准许时尽量利用多组参数进行训练;②利用PSO来获取训练参数，得到最为优质的SVM参数c，g;③把通过PSO寻优以后得到的c，g数据代入SVM;④应用训练参数对SVM进行训练，获得最为优质的分类超平面，实现对于故障诊断模型的创建;⑤对测验数据进行读取同时输出测验成果，实现对于故障诊断模型精准度的检测。就以副斜井提升机单元偏摆1诊断为例子，对偏摆1故障诊断模型进行创建，如图1所示。

3.3 提升机单元故障诊断

此系统将副斜井提升机单元当作例子来检测故障诊断系统。在提升机单元的情况数据中，像偏摆1和偏摆2、径向振动X、液压站压力、轴向振动、液压站油温、径向振动Y、润滑站油温、闸瓦间隙九路参数数据能够展现出提升机系统中的液压系统、提升机主轴、滚筒和润滑系统是否正常，所以，必须从这九个方面展开故障的检测。将近几年中提升机的运转情况进行汇总，同时和现场的工作人员进行交流沟通，最后明确出三十组故障参数，三十组正常参数均为提升机单元的故障诊断训练参数，三十组正常参数和三十组故障参数属于检测数据。将副斜井提升机单元偏摆1的数据当作例子，表明了故障诊断系统针对提升机偏摆情况的诊断流程。此系统将MATLAB当作故障诊断的平台，用PSO寻优SVM的最优质数据c，g，来对故障诊断模型6U进行创建，同时运用检测参数检测诊断模型的精准度。一般来讲对SVM核函数的选取差异会致使诊断模型的精准度产生差异，根据表1对PSO的参数进行建立同时把迭代次数设置成100，将SVM核函数分别设置成线性核函数、RBF核函数、多项式核函数和sigmoid核函数来创建故障诊断模型，对应获得数据寻优成果和诊断模型精准度。

此系统内还包含径向振动X、润滑站油温、径向振动Y等各个方面的诊断和偏摆1诊断流程相似，对应的PSO寻优成果和诊断模型检测成果可以从故障诊断成果中显示出来，虽说参数样本太小，但以粒子群优化为基础的支持向量机故障诊断系统拥有良好的故障诊断能力，其故障诊断的精准度更高。

4 结束语

综上所述，笔者针对提升机单元故障诊断模型的创建流程，对于PSO与SVM的基础原理进行了讲解，PSO怎样寻优SVM中的c，g参数和SVM根据训练参数寻求最优超平面的方式，讲解了PSO数据的选取根据和SVM核函数的选取流程，实现了故障诊断模型的创建，同时利用检测数据针对故障诊断系统的性能展开检测，检测成果说明，此系统拥有更高的故障诊断精准度。

参考文献：

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