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采煤机在线故障诊断与预报专家系统 第六图书馆 在采煤机工况监测基础上,根据灰色邓预测理论,对采煤机参数进行数值预测,根据预测值利用故障诊断专家系统来推理采煤机可能出 现的故障,从而把握最佳维修时机,提高维修有效率和准确性。在采煤机工况监测基础上,根据灰色邓预测理论,对采煤机参数进行数值 预测,根据预测值利用故障诊断专家系统来推理采煤机可能出现的故障,从而把握最佳维修时机,提高维修有效率和准确性。采煤机 监测系统 故障诊断 灰色预测 专家系统煤矿机械叶铁丽 徐向东 [1]山东科技大学 [2]济宁二号煤矿2000第六图书 馆 ④ 文章编号 1 0 0 3 ． 0 7 9 4 2 O O O O 7 - 0 O 4 9 - 0 3 采煤机在线故障诊断与预报专家系统 叶铁丽 ．棣 ．林金钟。 ．朱启建 1 ． 山 东科技太 学， 安 i 石 瓦 2 ． 济宁二号煤矿，山东济宁2 7 2 0 0 0 摘要在采煤机工况监删基础上， 根据灰色 预测理论， 对采煤机参数进行数值预测． 根据预 测值利用故障诊断专家系统来推理采煤机可能出现的故障， 从而把握最佳维修 时机， 提 高维修有效 率和堆确性。 关键词t采煤机；监测系统；故障诊堑；灰色预测；专家系统 中图号T I M2 1 ． 6 1 0 6 ． 3 文献标识码A 1前 育1 _厂／ 。 B 目 前． 国内采煤机的突出问题是可靠性差， 故障 率高。 采煤机可靠性差的主要原因 一是采煤机性能 不过关； 二是采煤机使用维修不够科学。 虽然不少单 位采用预防维修方式， 但这种 以时间为基础按计划 的维修制度 ． 有大约 1 ／ 3的工作是由于时机不准而 造成无效维修 ， 有时还加剧 了设备失效。 因此， 提高 采煤机使用和维护的可靠性和科学性 ． 应有效地把 握采煤机维修时机， 提高维修有效率和准确性。 笔者 认为 ． 在采煤机工况监测系统的基础上 ． 根据数据序 列灰色预测理论 ， 建立各参量 的 G M 1 ． 1 模型， 对 采煤机参数进行数值预测 ， 根据预测值利用采煤机 故障诊断专家系统来确定采煤机未来工作状态及其 可能出现的故障． 从而预报故障部位和把握 最佳维 修时机． 对采煤机正确地使用和维护， 安全可靠地运 行具有重要的指导作用。 2 采煤机运行参数的监测系统 根据采煤机 的工作特点 ， 监测系统的总 体方案 如 图 l 所 示L 2 J 。 1 传感器 为提高抗干扰能力， 增加 系统 的 通用性， 所有传感器的输出均为2 0 0 1 0 1 3 0H z 的方 渡信号。 系统共设置了7只传感器． 图中 6 和 7为 2 围 1监刮 系统 Fi g ． 1 M o n i t o r i n g s y s t e m 只矿用本质安全型电流传感器，用于检测采煤机左 右 电动机的负荷， 检测电流范围为 0 4 5 0 A ， 安装 在工作面端头顺槽 的开关中t l 5为矿用本质安 全型液压多功能传感器 ， 其中5安装在工作 面端头． 用于检测供水压力和流量 ， 其余 4只安装在采煤机 身上， 用于检测牵 引部 液压系统的压力、 流量和温 度。 2 信息采集与传输 信息采集主要由分站来 完成 ， 信息传输主要是在分站、 传输 电缆、 传输接 口 和主机串行通讯口之间进行。 根据采煤机工作的特 点和传感器采集信号的数 量． 该系统暂设置 2个分 站 根据需要可予扩充 ． 1 分站安装 在采煤机上 ． 共连接 4只液压多功能传感器， 主要负责 采 煤 机 牵 -■‘- ■‘- ■‘- ■‘- ■‘- ■‘。 ■●-■‘- 士- ■‘- ■‘。 ■‘。 ■‘■ ■ - 士。 士■ ■ 。 士。 ■‘。 ■‘-。士- ■‘ 。士。士。 士■ 9 。■‘- 士- ■‘■ 。士。 ■‘。 士。■‘- 士- 士■ - 士- 士■ -士- Tr o ub l e t e s t i ng a n d d i a g n o s i n g o f r o l l i ng b e a r i n g s o f t r a n s p o r t i n g m a c h i n e r y und e r gr o un d YAO zI I dI a ． XU Ma o - f e n g I ， TA NG Xi a o - x l ， YANG Z h i - y i I ， GUO xu e _ g ， GAO Ya n - c h j ． C h i n a U n i v e r s i t y o f Mi n i n g＆T e c h n o l o g y ， X a o a 2 2 1 0 0 8 ， C h i n a 2 ． Ma l a n C o a l Mi n e o f X i s h a n C o a l ＆ E l e c t r i m y G rou p L t d ． ． G u j i a o 0 3 0 2 0 5 ． C h i r Ab s t r a c t On t h e c o n d i t i o n t h a t t h e c i r c u ms t a n c e i s b a d a n d i n t e r f e r e d s t r o n g l y u n d e r g r o u n d ， i t i s t h e mo s t e f f e c t i v e a n d p r o b a b l e f o r a c c e l e r a t i o n t r a n s d u c e r t o d i a g n o s e t h e p r o b l e m o f r o l l i n g b e a r i n g s o f t r a n s p o r t i n g m a c h i n e D “ wi t h t h e t e c h n o l o g y o f h i g h f r e q u e n c y res o n e n c c d e mo d u l a t i o n ． Af t e r s i t e t e s l i n g ， we fin d a k i n d o f p r o b l e m d i a g n o s i n g c r i t e r i o n for r o l l i n g b e a r i n g s o f d a ma g e a b l e r e t a r d e r ． Ke y wo r d s v i b r a t i o n； res o n a fl c e d e mod u l a t i o n ； a c c e l e r a t i o n t r a n s d u c e r ； rol l i n g be a t i n g s ； p r o b l e m d i a gn o s e； c tit e r ／ o n 维普资讯 第六图书馆 煤 矿 机 械 2 O 0 O年第 7期 引部主辅液压系统压力、 流量和温度的数据采集与 发送； 地面计算机发送的故障指示信息， 亦 由 1 分 站显示。 2 分站安放在顺 槽内， 接有 2只电流传感 器和 1 只液压多功能传感器 ， 主要负责电动机电流 及冷却水压力和流量的数据采集 与发送。 分站采集 的数据通过两芯电缆向地面传输接 口传送 ， 最大传 输距离可达 1 5 k m。 分站为矿用本质安全型 ， 可以用 于煤矿井下有滴水和 瓦斯、 煤尘等爆炸性气体混合 物的场合。 传输接 口用于主机与远距分站之间的信 息交换 ， 其功能是将分站采集的数据传递给主机 ． 井 将主机发送给分站的故障信息反馈给分站。 3 信息处理 主要由主机 、 显示器、 打印机等 外设组成。 其主要功能是接收井处理各种数据信息 ， 负责数据存贮 ， 实时显示井打印， 同时对监测数据进 行预测与分析 ， 通过专家系统进行故障诊断 ， 及时显 示井向井下发送故障信息。 3 采煤机运行参数的灰色预测 根据灰色预测理论， 对能够反映采煤机状态的 有关参数 如压力、 流量、 时间、 温度等 进行预测。 本文采用数列灰色 预测 方法⋯ ， 其模型 为 G M 1 ， 1 。 具体步骤如下 1 给出原始数据序列 设采煤机参数序列有 m个 iCo { 。 ’ 1 ， I 。 ’ 2 ， - 一 ， I 。 n f l ， 2 ， ⋯ ， m， 下同 2 对 做一次累加 ， 求得一次累加生成数列 } I ” 1 ， I ” 2 ， ⋯， { ” n 3 构造矩阵 B 一 { t 1 I 2 一 { { ’ 2 I t ’ 3 一 一1 1 4 求解参数 向量 峨 d x ／ d k 4 ‘ [ {。 2 ， 。 ’ 3 ， ⋯， 。 ] 口 [ 。 i u i ] ．日 f 。 ．日 5 建立 G M 1 ， 1 模型， 得时问响应函数式 { ’ 后1 ’ 1 一I1 i ／ a ‘ e - U i／ a f 6 还原模型 { 。 k 1 ’ k 4- 1 一X { 。 ’ 7 模型精度检验 残差々 { 。 ’ k l。 ’ k 一 。 ’ k 相对误差 e k 口 {0 ／ k 8 利用模型进行数值预测。 4 采煤机故障诊断专家系统 4． 1 知识 库 以A MS 0 0采煤机主泵、 补油泵 、 滤油器、 液压马 达、 辅助泵故障为例 J 。 主泵泄漏主要原因是配流盘和转子的磨损。 如 果主泵正常， 采煤机割煤与空机时泄漏变化不大 ， 补 油压力变化不大， 基本上为低压溢流阀的调定压力 1 ． 7 M P a 。 如果主泵磨损严重 ， 当采煤机空机时主泵 泄漏小， 不影响补油压力； 而采煤机加载时主泵泄漏 量会大大增加， 一旦泄漏量大于补油泵补油量时， 低 压溢流阔关 闭， 使补油压力低于 1 ． 7 M P a 。 因此主泵 故障判断方法 为 如果采煤机空载时低压大于 1 ． 7 MP a ， 加载时低压小于 1 、 7 M P a ， 那么． 主泵泄漏严 重 。 补油泵损坏、 滤油器被堵都会引起补油不足。 使 得采煤机空机补油压力达不到 1 ． 7 M P a 。 另一方面 ， 由于补油泵和辅助泵共用 同一组滤油器 ， 滤油器被 堵还会引起辅助泵出 口压力降低， 直至低于高压安 全阀调定压力 2 4 ． 1 MP a 。 于是 如果采煤机空载时补 油压力低于 1 ． 7 MP a ， 辅助 系统压力大于 2 4 ． 1 M P a ． 那么朴油泵补油不 足； 如果采煤机空载时补油压力 低于 1 ． 7 M P a ， 辅助系统压力低于 2 4 ． 1 MP a ， 那么滤 油器被堵 。 液压马达故障多是磨损造成的泄漏， 单个马达 泄漏量不得大于 7 L ／ rai n ， 于是只要测得 2个马达总 进回液口流量． 即可判断马达泄漏。 因此， 如果马达 总进液流量与总 回液流量之差 大于 l 4 l ／ mI n ， 那 么 马达漏损严重。 辅助泵故障多是拄塞磨偏造成的泄漏。 当辅助 泵泄漏严重时 ． 辅助系统压力低 ， 辅助作用动作慢 ， 规定升臂时问不得超过 1 ． 5 m ； n ． 于是， 如果辅助系 统压力小于 2 4 ． 1 MP a ， 摇臂升起时间大于 1 5 ra i n ， 那 么辅助泵泄漏严重。 4 ． 2推理机制 采用数据驱动的正向推理机制， 其推理流程图 如图 2所示 。 图 2正 向推理流程 Fi g ． 2 F l o w c h a r t o f f o r wa r d r a t i o c i n a t i o n 5 应 用实例 为讨论方便， 我们取采煤机空载时补油压力 、 加 载时补油压力、 辅助泵压力 、 升臂时问、 液压马达泄 漏量等 5 个数据序列， 即 m 5 o 取前 7 个循环的监 维普资讯 第六图书馆 _ ， z ／ 煤 矿 机 械 5 I 文章编号 1 1 3 0 7 9 4 { 2 0 0 0 0 7 ． 0 0 5 1 ． 0 2 浅析加强机电设备管理的一些措施 王小姐 西山煤 电集团公司 屯兰矿 ，山西 太原 O O O 2 O O 摘要从 4 个方面阐述了强化机电设备管理的措施度其重要性。 关键词 ． 扭虫蘧盎；管理；可靠 生；诊断一；壁主 一 中图号1 1 4 ；T D 6 3 ；F 2 7 3 、 1 文献标识码c 1 前言 加强机电设备管理是保证设备维持完好状态的 重要手段 ， 尤其是当今现代化企业管理中， 设备管理 越来越重要。 因此 ， 机电管理人员只有加强设备制度 的管理和设备维修方面的管理 ， 才能保证机电设备 的完好率 ， 使事故率降低到最小限度， 保证企业高产 高效 ． 安全生产， 提高企业的经济效益。 2 提高设备的可靠性 尽管设备制造厂家在进行设计制造产品时， 都 大大提高了设备制造质量和设备的适应能力， 还增 加了许多保护功能， 但是 ， 煤矿井下环境复杂、 恶劣， 对设备的性能总会带来一些不利的影响。 而且有些 队组还存在人为甩保护现象 。 降低设备的可靠性 ， 给 机电设备的完好和安全生产带来不利的因素， 因此 ， 机电管理人员要加强各项设备管理制度的管理。 除 了队组 日常检修设备外 ， 还应加强设备组、 四专业组 对各机电设备的完好检查 ， 提高设备的完好率 ， 降低 事故停机率。 3 加强设备的配套管理 各矿务 局 公 司尽量 使用几套适 台本 局 公 司 条件且通用性强的相同设备， 使每个矿租 赁的 重要设备基本一致 ， 长期使用可使设备操作人员加 深对设备性能的熟练程度， 提高检修人员的技术水 平 ， 减少事故停机率。 提高设备正常运行周期 也减 少 了配件库存 ， 降低了企业配件资金消耗， 同时电避 免 了企业设备闲置不用 ， 减少企业设备资金消耗。 4 强化设备的状态监副和故障诊断 从设备管理内容分析， 可分为动态管理和静态 管理 ， 而动态管理尤为重要 ， 因为运行中的设备状态 是不断变化的 ， 只有预先了解掌握设备的动态信息 ， ★ _ ★ _ 女★★★★★★ ★★★★★★★★★★★★ ★● 钡 l 数据 见表 1 。 ； 。 8 3 ． 4 5 0 2 。 表 1 原始 数据序列 T曲 ． 1 P i r n i l i v e d a t a 根据原始数据 ， 得计算模型 f 1 一7 5 1 ． 6 2 e - O ． 7 5 3 ． 3 5 5 ’ 1 一 4 9 4 ． 2 1 m 4 9 5 ． 9 4 { 1 一2 2 2 9 6 ． 4 0 e 1 0 - 加 I l 2 2 3 2 0 ． 9 0 1 1 3 8 2 9 ． 2 7 e O ． “一3 8 2 7 ． 7 5 ； ” k 1 I 4 I 5 ． 3 5 e 0 “一l 4 1 2 ． o 0 根据计算模型及还原模型 ， 可得 5个参数的预 测值为 空载时补油压力 [ 0 8 1 ． 7 0 3 l ， 加载时 补油压力 { o 8 1 ． 6 9 0 8 ， 辅助泵压力 5 。 8 2 4 ． 3 5 l 3 ， 升臂时问 j 0 J 8 1 ． 5 3 5 7 ， 马达泄漏量 将预测 值代人专家系统 ， 经专家系统推理得下 一 循环采煤机工作状态及故障如下 主泵泄漏严重 ， 应准备更换； 补油泵、 滤油器、 辅助 泵、 马达工作正 常 实际上 ， 在下一个循环里， 采煤机割煤 时补油压 力一直低于 1 ． 7 M P a ， 且油温上升， 噪音加大， 更换 主泵后正常。 参 考 文 献 [ 1 ] 束启建． 孙凤花 ． 采煤机运行状态及其故障的灰色预测[ J ] ． 山东 矿业学院学报． 】 g g “／ ． { I [ 2 ] 曾庆息． 钱均城 ． 采憔机_ f 况监刮系统的软件设计『 J ] ． 煤矿机 械． 1 9 9 4 ． f 5 [ 3 ] 牵金良． 米启建 ． A M S O 0采堞机常见故障的分析『 J ]矿t l I 机槭． 1 9 9 5． 4 作者筒舟叶铁丽． 女． 3 I ． 讲师． 工掌硕士． t 9 9 5 年毕业于I l l 东矿业学院矿 ⋯机械工程专业 ． 现从事攥 矿机槭设计 、 现代虮艟设计 方浊等方新的教学 与研究 工作 收稿 日期 ； 2 0 0 - 0 2 1 8 M i n i n g ma c hi ne o n l i ne f a ul t di a g n o s e s a n d pr e d i c t i o n e x p e r t s y s t e m Y ET i e - l l ， X UXi a n g - d o n g 2 ， L I NJ l z l ∞ 。 Z H UQg j h a 0 { 1 ． s h 日 r Id 0 n s U n i v e r s i t y 0 f s c j e _ l c e a n dT e c h n o l o g y ， T a i ’ a n 2 7 1 0 1 9 ， C h i n a ； 2 ． N o ． 2 C o a l Mi n e o f J i n i n g ， J i n l n g 2 7 2 0 0 0 ， C h i n a Ab s t r a c t B y g r a y c a l c u l a t i o n t h e o r y ， r u n n i n g n u me r l c a l p r e d i c t o f mi n i n g - ma c h i n e p a r a me t e r s o n t h e b a s i s of mo n i t o rin g s y s t e m， t h e n i n p u t t h e c a l c u l a t e d p a r a me t e rs i n t o mi n i n g - ma c h i n e f a u l t d i a g n o s t i c e x p e r t s y s t e m t o d o f a u l t i ri f e r e n c e ， t h e r e f o r e s e i z e t h e e x a c t o p p o r t u n i t y t o r e p a i r a n d rai s e rep a i r i n g e f f i e i e n e y a n d a e c u r a c y ． Ke y wo r d s ； mi n i n g ma c h i n e ； mo n i tor i n g s y s t e m； f a u l t d i a g n o s e s ； g r a y c a l c u l a t i o n ； e x p e r t s y s t e m ～ 蔷一 维普资讯 第六图书馆