矿山机电技术范文

导语：如何才能写好一篇矿山机电技术，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：矿山机电设备；检测

中图分类号：TD40；TD60 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 20-0000-01

现阶段，我国大多数的矿山设备所采用的维修方法以及设施，通常应用计划经济体制模式，和国外发达的国家相比，差异较大，其中部分模式已无法适应当前市场经济的需要。而在矿山机电设备维修应用故障检测诊断技术，不仅结合我国的国情，还吸收了先进技术及经验，有效提高矿山的生产管理水平，改变传统的维修体制，以便适应当前市场经济的体制。

一、提升机检测技术

矿井开采以及实际运输过程中，提升机为铁矿石、岩石、材料以及人员等提供了输送系统。提升机的安全和可靠对矿山的实际生产产生了深远的影响。提升机有两种故障类型：“硬故障”和“软故障”两种类型。硬故障是由于特定参数超过限制而导致的故障类型，这种故障可根据保护装置进行调整和解决。而软故障则需要更多实际状况参数，同时仍需要对收集到数据的处理才能诊断。矿井中双滚筒单绳残绕式容易产生松绳现象，将对生产的运行和生产安全产生极大的危害。对提升机的故障，可通过一种简单而实用松绳检测装置，这种装置由单片机以及霍尔传感器组成，其检测的原理在于，在提升机的天轮在一侧安装一圈小磁钢，同时在恰当的位置安装上霍尔传感器检测天轮两边的转速，在提升机正常运行过程中，天轮的转速是相同的，那么所安装的两个霍尔传感器所输出的技术脉冲的数值基本上保持一致。而检测装置中的单片机计算值的行程之间的差距几乎为零。当钢丝绳存在松绳现象时，两个天轮的之间行程之间并不相同，致使相应的检测装置能计算出两个天轮之间的差别。当行程之间的差达到一定的数值时，报警装置将发出报警的信号，而当行程差达到保护值时，相应的检测系统将发出控制的信号，使正在运行中的提升机及时刹车，从而能保护提升机的运行。

二、采煤机检测技术

交流电牵引采煤机在矿井的开采中得到了广泛的应用，然而国内的采煤机与国外相比具有相当的差距，不仅检测的范围不全面，检测的参数较少外，基本上无法对采煤机的检测故障进行判断。为了有效改变当前国内采煤机检测水平较低且无系统化故障检测诊断功能。可在当前的煤矿开采系统中可采用电牵引采煤机工况检测及故障诊断技术。通过采用这个系统，能实现对采煤机的工作状况和故障诊断，通过将诊断的单元嵌入微型计算机，同时采用了Window操作系统。这个检测单元能与采煤机结合起来，建立点对点的通信方式。一旦故障诊断单元检测，诊断出设备存在的故障，并将其显示在屏幕上，同时向检测的控制中心发出了故障信号，由控制中心进行操作控制。系统具有的故障显示功能，能显示采煤机工况检测参数、实际的操作和运行状况的报警显示以及故障的诊断结果等，同时还具有左右摇臂检测单元、机身的检测单元以及高压控制箱单元等三个主要单元。该采煤机的通过变频器通信单元，通过相应参数的输入，对输送机进行温度、过压、欠压、过流和过载等多种形式的保护功能等。通信单元将信号传送到故障检测和诊断中心，通过检测中心进行控制和管理。

三、故障诊断技术在煤矿机电设备中的应用

（一）矿井提升机检测与故障诊断

提升机是矿井生产、运输的基础设备之一，在矿山生产中的地位及其重要，它担负着提升原煤、矸石，下放相关材料、升降人员等任务。提升机的运行是否安全，直接关系到的一个煤矿能否正常运作，关系到煤矿工作人员的生命安全，其重要性不容忽视。有学者提出矿井提升机故障有“软故障”和“硬故障”之分。文章以下将对“软故障”和“硬故障”进行定位分析。“软故障”涉及到工况参数，实践中需要对工况参数进行测量，对相关数据进行分析和处理才可以得出。“硬故障”是指由一些特定的参数超限表现的故障“，硬故障”的出现往往以“软故障”为前提，从这一点定位来看，对“软故障”的及时预诊和定位检修极为重要。由于该项基础设备关系到矿山运作的安全，属于重要基础性设备之一，为了确保这一领域的安全性，我们国家许多科研机构和科研人员都进行了大量的研发工作，如中国矿业大学研制的KJ46型矿井提升机状态监护系统、ASCC型全数字提升机控制系统等都包含了故障诊断技术的功能，取得了比较好的效果。

（二）采煤机工况检测和故障诊断

与国外先进采煤机相比，国产采煤机的整机水平还是比较低的，与国外先进水平存在着极大差距。譬如检测范围狭窄、检测参数满足不了需要，对故障检测的功能基本上是缺失的。为了从根本上改变国产采煤机检测水平低的落后状况，原煤炭部将“电牵引采煤机工况检测及故障诊断系统”的研制列入了“九五”重点科技攻关计划。该故障检测诊断系统主要有：（1）左、右摇臂检测单元；（2）机身检测单元；（3）高压控制箱检测单元；（4）变频器通信单元；（5）工况检测及故障诊断单元；（6）检测152.4mm显示单元。目前来看已经取得显著的效果，在此领域获得较大突破，有望彻底解决这一难题。

（三）通风机的检测诊断技术

文章通过研究相关产品，发现目前用于通风机故障检测诊断的产品寥寥无几，比较典型装置是江西煤炭工业研究所研制的KFCA型通风机集中检测仪、煤炭科学总院重庆分院研制的FJZ型矿井主风机在线监测与故障诊断仪。其主要特点是：16位中央处理器、丰富高效的指令系统、四通道10位A/D转换器、高速输入/输出接口、8个中断源、两个16位定时器、16位监视定时器和具有多用途的接口。由于通风机的检测诊断技术在国内的研究较少，可以借鉴的东西不多，希望通过自己的研究可以起到抛砖引玉的作用，尽快促进该问题的解决。

（四）矿用高压异步电动机的检测及诊断技术

矿用高压异步电动机在矿山生产中的地位也及其重要，一旦发生故障，不仅会给煤矿带来较大的经济损失，还会影响到煤矿正常的生产运营。现代信号处理技术和人工智能技术的出现和应用使得异步电动机的故障诊断变得较为得心应手，取得了较好的效果。通说认为异步电动机故障检测与诊断方法主要有：（1）局部放电检测；（2）电流高次谐波检测；（3）磁通检测。

参考文献：

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关键词：矿山机电设备；变频控制技术；原理；应用研究

1研究矿山机电设备变频控制技术的必要性

变频控制指的是通过对变频控制的工频信号进行转化，对交流电进行有效控制。矿山机电设备变频控制技术的提出主要是针对实现机电设备自动化，通过设置变频控制操作模式，为矿山机电设备的开发提供依据。实现矿山机电设备变频控制技术的前提条件，是建立矿山机电设备控制目标，一般情况下，在逆变器中引进矿山机电设备变频控制技术，利用该技术可直接增强矿山机电设备控制性能，进而提高矿山开采效率。目前，我国已针对矿山机电设备变频控制技术的应用进行研究，证明矿山机电设备变频控制技术对提高机电设备性能方面的有效性。为了提高矿山机电设备的安全系数，本文提出了矿山机电设备变频控制技术原理及应用研究。

2矿山机电设备变频控制技术原理

矿山机电设备变频控制技术的具体原理，如图1所示。根据图1所示，通过图1过程就可以利用变频控制技术对机电设备进行无级调速，变频控制机电设备，减少不必要的能耗。因此，在进行矿山机电设备变频控制工作过程中，通过逆变器将变频控制技术引进矿山机电设备的操作流程中，为实现变频控制提供技术支持。从而就能够发现矿山机电设备变频控制技术在操作中存在的问题，通过矿山机电设备变频控制技术，有针对性地解决以上问题。

3矿山机电设备变频控制技术应用

矿山机电设备变频控制技术的具体应用，如表1所示。结合表1所示，下文将对以上矿山机电设备变频控制技术的应用进行阐述，具体内容如下。3.1皮带设备中变频控制技术的应用。由于皮带设备在启动时会产生巨大的电流，导致经常出现断裂现象。将变频控制技术应用在皮带设备，能够通过布拉格波长，直接反映采集与处理皮带设备故障信息，通过调节布拉格波长变化，对皮带设备进行变频控制，从而保证皮带设备的稳定性能。变频控制技术在皮带设备中的应用目的，是将皮带设备出现故障的概率降至最低，尤其是在矿山开采时，可通过变频控制技术，实时控制皮带设备运行中的工作状态，确保皮带设备的正常运行。皮带设备中变频控制技术的应用主要包括3部分，数据采集部分、数据传输部分以及技术化处理部分。数据采集部分主要是通过变频控制技术采集皮带设备运转时的正常信息数据以及异常信息数据；数据传输部分主要是通过变频控制技术的数据通讯功能，对采集的数据进行传输通讯；技术化处理部分是变频控制技术的核心功能，通过对数据进行智能化分析，提前预测皮带设备可能会出现故障的时间及精确位置。通过变频控制技术得出的变频控制结果，确保皮带设备的正常运行，避免过载生产可能造成的危险，大大提高矿山机电设备使用的安全性。3.2提升设备中变频控制技术的应用。提升设备中变频控制技术的应用主要体现在控制决定提升设备电源频率的相关参数。由于变负载状态下，提升设备超声驱动工作中的频率主要由电源电阻与电容容量决定，因此，可根据提升设备元件的实际电阻值，调整电源固定频率，输出占空的脉冲信号。将缓冲区域的电源值作为超声驱动装置的输入电压，控制在变负载状态下的角度参数，改变与电阻串联的等效电流，建立频率校正模型。采用相对简单的双线性结构，将电阻频率与电源频率重合的问题列入模型的构建中，探索电源频率转换的发生点。设计每组超声装置中至少3个跟踪点，输入/出端各一个，同时在电流流经区域，采用调整电容的方式，设定中间跟踪点，检索电流频率值，证明此时状态下为提升设备超声驱动的最佳工作状态。根据上述提出电源频率跟踪点，以提升设备超声驱动电阻单机片为频率跟踪的核心，控制A/D转换输出电压值的递减趋势，根据正常运行状态下的电压值控制，改变输出频率的电压值，将波形器产生的信号作为时钟信号，则变负载状态下电流频率之间呈现负相关关系，因此，其最小值便为跟踪点电流频率的最大值。计算计数器电流频率，并在电路中显示，则其计算公式，如公式（1）所示：（1）在公式（1）中：表示为变负载状态下提升设备电压频率最小值；R表示为提升设备超声驱动电容；f0表示为电源放电能力；c0表示为提升设备电能储能量。根据上述计算公式，将提升设备滤波电流频率转换成平整电流信号，记录每次计算数据电压值，以此获取电路的实效电流值，若存在当次记录值高于上次记录值，保留此次数值，反之，保留上一次数值，当电流频率增加超过驱动电源变负载状态下的额定值时，记录在额定范围内的最大电压值。假定超声驱动振动谐波频率在此范围内，此时，电压对应的频率值即为电源振动能力，以此实现对变负载状态下的提升设备超声驱动电源频率的变频控制。3.3通风设备中变频控制技术的应用。在应用变频控制技术进行通风设备调试过程中，考虑到通风设备远程变频控制自动化能力较差，为了提高通风设备的控制效率，应使用变频控制技术进行如下的要点控制：在实施对于通风设备的调试控制过程中，一旦发现通风设备存在的故障，则立即对通风设备的工频信号进行控制，保证调试能够继续进行。若调试失败，则立即停止操作，确保通风设备处于完全关闭状态的情况下，再进行后期的变频控制。因此，针对变频控制技术在通风设备中的应用研究：要了解变频控制技术对通风设备的控制程度。对通风设备进行资源化的区域变频控制改进，实现通风设备的变频控制基于通风设备对变频控制提出的要求，根据GPIS实时定位，保障变频控制技术在通风设备中的合理应用。综上所述，通过通风设备中变频控制技术的应用研究，证明了变频控制技术的有效性。

4结语

通过本文研究可知，变频控制技术不仅可以延长矿山机电设备的使用寿命，还能够降低生产成本，从根本上提高机电设备运行的稳定性。虽然目前矿山机电设备变频控制技术已经广泛应用于矿山机电设备变频控制中，但是，要想进一步提高变频控制技术的应用力度，还要加强对变频控制技术的进一步研究，从而推动变频控制技术在矿山机电设备中的使用频率。本文没有对矿山机电设备变频控制技术的具体使用方案进行深入研究，可以作为矿山机电设备变频控制技术以后研究重点内容。

参考文献：

[1]高崎山.矿山机电设备变频控制技术分析[J].建材与装饰,2017(42):171-172.

[2]孙金龙.矿山机电设备变频控制技术[J].科技风,2017(17):144.

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1矿山机电设备的应用现状

1.1煤矿机电设备的隐患存在。在机电设备的运行中，存在的主要隐患有：防腐措施不到位，井简装备有锈蚀现象，且比较严重；井下的电气设备未按照规定对其做电气测试，真空表、电流表、压力表及安全阀等均未按照规定进行定期的检查；煤矿的机电设备普遍存在带病运转的现象，其设备杂、老、旧，拥有不齐全的安全设施保护装置；输送棚保护与漏电保护、照明信号综合保护等记录不规范；机电设备的绞车设计提升力低于实际提升力的负荷；煤矿的提升系统、电控系统与制动系统保护不足，并缺少缓冲与托罐装置。

1.2不完善的机电设备管理机构。大多数的企业其管理体系形成都不完善，机电设备的维修与保养都是由电工完成的。在实际的操作过程中，电工的注意力主要集中于实际的生产，而对其维护与保养的工作只能说是捉襟见肘。就目前来说，矿山企业负责人对其管理理念没有足够的重视，因此造成企业员工在机电设备的管理工作上力度不到位，认识上也不成熟。在大部分的企业中没有专门的机电管理部门，也就更不用说对其进行维护与保养的工作。

1.3煤矿的设备存在老化的现象比较严重。煤矿的设备在煤矿建设时要成套投入使用，这就造成其资金在投入时的数目是非常庞大的，在实际的生产中，造成其设备老化比较严重的原因为：煤炭产量在我国急速增加，大多数的企业在利益的驱动下，只注重产量，而忽略了其运行的安全；在煤炭行业中，由于其设备制造业的检测手段、零件设计、加工制造及工艺设计等综合的配套能力不足，其整体的装备也相对落后，造成其维护工作的工作量很大；在部分的煤矿企业中，机电设备存在欠账问题，并且存在老绞车、旧的防爆开关、老主扇等老化设备；大多数的煤矿企业在资金的投入上都是重视产量，致使其设备在更新换代上的速度较慢，造成设备的严重老化。

2矿山机电设备中故障检测的诊断技术

在其应用的过程中，是为了防止矿山在生产过程中因其发生故障而致使经济受到损失，故而在实际运用中有预防检测的作用。机电设备的诊断与检查在矿山生产中的目的性较强，并且已向信息化的方向发展。诊断技术在目前的应用中主要有几下的几种：

2.1主观的诊断技术。在对其设备进行维修时，工作人员是依据实际情况与工作经验来主观判断的，其诊断的准确性与可靠性的降低是实际问题的局限性所造成的。在实际诊断的过程中，要避免运用主观的诊断技术，机电设备产生故障问题要给予正确诊断技术，才可得到解决。

2.2信息化的诊断技术。矿山的机电设备诊断技术由于不断运用与推广的信息技术，在对其进行故障维修时，受到维修人员的青睐与推崇，这也促使故障检测的诊断技术在矿山的机电设备应用中向着现代化与智能化及自动化的方向发展。该技术主要是利用计算机软件完成的，对其系统进行操作与控制，并全程检测其故障的产生与耗损的程度及运行的情况，其传递信息形式是以数据为主对故障进行分析，可促进问题得到有效的解决，机电设备恢复运行。

2.3数据的诊断技术。数据诊断在矿山的机电设备中对故障问题的处理是通过信号进行的，依据其故障产生数据，对实际情况进行分析，为保证其分析的结果具有有效性，矿山机电设备进行测量指定数据，促进故障问题尽快得到解决。

2.4仪器的诊断技术。仪器的诊断技术在矿山的机电设备中主要有三种：综合型与通用型及专有型，其机电设备故障问题的检测是通过测量其内部的液压系统参数来完成的，根据具体情况，仪器显示出其故障产生的原因。

3矿山机电设备中故障检测的诊断技术的应用

矿山生产为保证正常运行，机电设备要尽量避免故障发生，在实际运行的过程中，要保证对其进行有效得诊断检测。矿山机电设备随着现代的信息技术运用与推广，使其故障检测的诊断技术以向现代化与智能化及自动化发展，其诊断技术在矿山机电设备中主要有几下几种：

3.1诊断与检测通风机。诊断矿山机电设备中，诊断与检测通风机的产品不多，对其在诊断与检测中产生了极大的影响。检测与诊断通风机仪器的主要使用特点为：八个中断源、十六位的监视定时器、十六位的中央处理器、两个定时器十六位、丰富且高效的指令系统等，这些特点都具备了鲜明的时代特征，促使诊断技术在矿山机电设备中向现代化与智能化及自动化的方向发展。

3.2采煤机的故障诊断与工况的检测。诊断采煤机故障主要为检测工况的故障、检测机身的、检测左右摇臂、检测变频器的通信及检测高压的控制箱等，以保证矿山可正常生产。现阶段的采矿机检测的水平在我国呈现的趋势较低，需给予重视，近几年随着政策的扶持与重视的力度加深，其基础技术已在实际的生产中得到提升，提高了工作效率。

3.3诊断与检测矿井提升机的故障。矿井机在正常的运行中与煤矿生产的工作人员及矿山的正常生产有着直接的联系，故此，诊断与检测矿井提升机的故障尤为重要，其故障主要有重故障与轻故障。由于严重的原因产生的故障为重故障，其原因需检测人员进行深入的调查，依据实际的参数规定与所查数据进行分析对比，以免造成安全事故与经济损失的发生。故障出现的问题对其生产的影响比较下品且比较简单为轻故障，只需对工况参数与实际情况的检测进行分析，故障产生原因就可被检测出，可及时给予问题故障的处理。

4结束语

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关键词：自动化技术；矿山工程；机电控制

1自动化技术的概述

1.1自动化技术的必要性

随着科技和经济的不断发展，社会上对矿山的产出无论是数量还是质量都提出了更高的要求，这就需要矿山工业技术对自身体系进行升级，才能满足日益增长的需求。就矿山机电控制这方面来说，机电控制的升级能够有效提升矿山的采出量，提升整个矿山的工作效率。机电控制的自动化可以优化控制体系中的操作，将整个操作流程简化并且固定化，一旦形成一个完整的体系并且流动起来，只需要较少的人手就能维持整个体系的运作，对于矿山的运作成本也是一次优化[1]。另外，从工作安全方面来说，自动化降低了工作体系中的人员参与度，虽然固化的体系会造成整个体系的僵化，但是无可否认的是它同时也降低了失误发生的概率。即使有事故发生，自动化作业也保证了至少人员遭受灾害的伤害性会降低，较少的工作人员也有助于疏散和搜救。

1.2PLC技术

在自动化控制技术中，PLC是一种较为普遍运用的技术，其以成熟的运用方法、便捷的操作方式、可靠的工作质量而被广泛接受。起先PLC技术被称作为可编辑逻辑控制器，在投入使用之后，其高质量的工作效果使它逐渐替代了继电器进入机电控制体系中，时至今日被成为可编辑控制器已经越发精良，在自身的优势上又增加了继电器的功效，作为一种半导体技术存在。PLC技术的优势在于它是可编辑的，能够执行一些逻辑运算并且将其储存，与此同时还可以将顺序控制、计算、时间设定等命令一同完成，对于属于其逻辑范围内的问题能够较为灵活地应对并且解决。

2自动化技术在矿山机电控制中的应用

2.1自动化技术在风门中的应用

在矿山作业中，井下风门的开关问题一直是一个难题，其难点不在于风门的关闭难度，而是在开关风门的过程中伴随着的风险。在以往的矿山作业中，风门的开关一直是依靠人工来进行，在进行的过程中带来的巨大风险一直是造成矿山事故发生的原因之一，对于工人的人身安全有威胁，同时也是对工人技术熟练度的一种考验，虽然有关风门的问题难点不在于开关的难度，但是在开关风门的时候仍然要求技术人员有相当成熟的操作技术，而且有时候工人的操作不当就会使得风门损坏，延误矿山的工程持续进行。而自动化技术的发展，使得风门的开关问题得到了解决[2]。只需要用自动化技术对PLC技术进行编辑，让PLC技术去控制机械来进行风门的开关，就能够有效提高风门开关的效率。具体的工作过程是运用遥感技术对进出的车辆进行检测，先后开启窗口和风门，使得气体的速率趋于平稳，防止由于内外压强差增大而引发事故。这种应用极大地便捷了矿山开采的进行，从人力方面来说提高了工作人员的安全，响应了近些年我国工业提出的安全矿山作业的要求。而从矿山工程进行的角度看，自动化技术无疑提升了矿山工程的开采效率，通过对工作人员技术等级要求的降低，节省人力物力，一定程度地保障矿山开采的顺利进行。

2.2自动化技术在提升机中的应用

在提升机方面，自动化技术着重与对运行速度的控制。之前的提升机在使用的时候运行速度基本上口处于2~3m/s之间，功率也保持在20kW左右，这种情况下的提升机遭受的负载压力较大，造成的后果是提升机的耗能持续增加，而且对提升机本身的也是一种损耗，降低了提升机的使用寿命和使用效率。而自动化技术对提升机的优化则主要是通过添加重力传感器的方式进行，将重力范围控制在2.3t到3.5t之间，让提升机始终保持了3m/s的速率，对比之前的提升机速率，数据更加高而且稳定，首要的效果就是稳定了提升机的使用功率并且降低了提升机的自身损耗，保障提升机的使用寿命能够最大程度的达成。与此同时，PLC技术也有一定的可调控性，在提升机的负载过载时，PLC就会启动推动系统，将提升机维持在一个稳定的工作范围内，既能够保障整个工作体系的进行，也可以有效降低提升机过载造成的损耗，有些安装了监控系统的PLC技术还可以因此留下记录，或者当时就对操作单位提出警告，报告这部分的问题以便之后对提升机进行维修和保养，降低事故发生的可能性和危害性。

2.3自动化技术在下运胶带机中的应用

在自动化技术进入矿山机电控制体系之前，整个控制体系对于人工的依赖性较强，即使勉强完成也达不到高级的完成率。但是自动化的投入和设备的更新发展使得以前无法完成的工作产生了可能性，在这其中，机电一体化就是在自动化技术出现之后才逐渐完善得以出现的其中一种。实现了机电一体化有赖于KZP系列盘式可控制装置的运用，其由液压站、制动装置、电控系统等部分组成，这种装置的运用可以对整个设备进行有效的监控，使得运用过程中的效果以数据的形式展示出来，使得整个工作体系成为可以检测的存在[3]。与此同时PLC技术也参与到计局监测中去，如果PLC检测到了在合适范围内的设定值，就会发出指令使得电流降低，因此带动了制动系统的油压，达到使胶带减速的目的。相反的情况下，其指令就会变成将电流增大，使得闸瓦开放，以此来维持胶带运送机的正常运行。

3结语

无论是出于提高工程工作效率还是提高工人安全的考虑，自动化技术都能够在矿山机电控制中占有一席之地，其中以PLC技术为代表，在机电控制中发挥了卓越的功效。其中，本文着重探讨了自动化技术在风口、提升机、下运胶带机几个方面的运用，希望能为自动化技术在机电控制方面的发展做出贡献。

参考文献：

[1]莫克明.对PLC技术在矿山机电控制中的应用研究[J].科技创业家,2014(06):43-46.

[2]任林.自动化技术在矿山机电控制中的应用[J].机械工程与自动化,2017,02(11):29-31.

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自进入21世纪以来，信息技术为广大居民的生产生活带来了很大的变化，机电设施也在整个生产过程发生着变化。在机械采矿中，添加了多种智能、自动化设施。由于是机械设施，在生产与运行中很容易出现各种问题，从而影响矿业发展。因此，在现实工作中，必须将诊断与维修技术作为研究重点，在将要发生或者发生故障时，对其进行预警，控制故障延伸，确保工作人员安全。

1故障诊断技术的总体概括

1.1设备诊断技术概念

从整体来看：故障诊断技术属于防护方式，它是在确保生产过程的条件下，让各个设备的参数满足最佳状态，然后再通过精密的仪表、仪器检测设备是否满足运行要求，是否有数值变化和破损现象。如果有异常，明确出现异常的原因，破坏程度，能否持续利用，能够持续利用的时间，然后再结合设备的受损度，看能否利用代替性的设备延伸时间，减小成本消耗。当然，这一切工作都是在正常的运行状态中才有效。

1.2故障诊断的技术原理

目前，应用在矿山机电设备智能故障诊断的技术主要包含：数字建模、数据采集、识别分析、状态预测和信息处理。数字建模是诊断智能故障的总规划和原则，它要求展现智能分析优势。例如：在数学模糊诊断中，A是可能发生的事实案例，B是数据库事例，通过对比A与B，在分析权值与特征的条件下得到准确的结果。数据采集，是矿山机电设备事先制定好参数值，然后再诊断设备，进行数值采集，用建模的方式对两份数值进行比对。一旦数值参数大于预设范畴、曲线变化，那么说明机电设备还存在问题。识别分析，是在掌握机电设备测试参数与原始参数的情况下，结合参数变化，从故障库中找到类似样本，再确认产生故障的原因。也只有智能分析与识别，机电设备诊断与检测才能达到智能要求。状态预测，是在预测、识别现有参数后，结合相关资料，验证机电设备运行状态，同时这种结果具有很好的可信性与真实性，该预测结果同时也是深入机电设备运行的有效条件。信息处理，则是一份有效的测试参数，它要求将数据模型变成参数模型，再通过分析等形式进行处理。它能准确分辨无用与有用信息，通过综合处理信息，找准诊断结果和过程分析后，最后得出一份理想的分析报告。

2矿山机电设备出现故障的原因

2.1配合关系

从检查已有设备故障反馈的信息来看，大多数故障都是零件原配变化或者损伤造成的。在这期间，零件损伤是零件原设计与形态出现偏离，这种偏离多数是机械使用或者内部因素所致。常见的零件损伤体现为：意外和老化损伤所致。

2.2超出设备负荷

在相关设备设计之前，工作人员都会对参数极限进行限制，一旦其输出参数超过设计极限时，它的运行状态就会遭到破坏，甚至出现不同程度的故障。如果是超负荷造成的故障，就必须对技术参数和相关设备进行调整，并且采用适当的方式，以帮助其改善承受力。

2.3设备损耗

设备损耗是在内外因素的共同作用下，随空间与时间的改变，其综合能力不断降低。造成这种情况的主要原因是：机件刚性不够、间隙过大、部件磨损与老化、相关设施磨损、系数过大、负荷增加、关键负荷的联接发生磨损与变形等。

3故障诊断在矿山机电维修中的运用

3.1诊断类别

从故障诊断的目的来看：它是对机电设施的计划与检修，以此保障各种生产设施运行的连续性。大致分成：事后检修、根据周期检修和状态检修。事后维修是机电设施发生故障的治理方案，不属于主动对策的范畴，而是大多数机电设施在没有准备的状态下采用的方法。因此，将事后诊断应用在矿山机电设施中的效果并不太理想，其检修质量也有待提高。周期检修相对固定，并且带着强制的特征，同时也是负责的展现。该方式方便易操作，大多数情况下是结合维修或者使用周期操作，从外看这种似乎会增加工人成本，事实上它是不可缺少的打基础部分，从某种角度来看它也是节约成本的体现，通过积极防护设施，延长相关设备的使用年限和周期，并且及时发现和修复问题，最大程度的避免问题带来的停产损失。因此，固定维修对矿山机电设备具有很好的作用，它能最大程度的做到防患于未然，从而降低经济损失。状态检修，是在数据分析的条件上，让每个工作人员负起对应的责任，然后再结合各种部件出现问题的时间推断故障时间。虽然这种预测不能准确捕捉时间，甚至还存在误差，但是能给企业警告的作用，避免措手不及的状况发生。在争取将设备控制在萌芽阶段的过程中，帮助其延长使用周期，减小安全隐患，以确保生产正常进行。

3.2诊断方法

首先是参考历史进行诊断记录，通过对局部系统和元器件进行排查，找出问题症结，这也是矿山机电设施诊断与维护的主要方法之一。一旦出现故障，对相关结论进行精细归纳，最后生成诊断集。第二次出现类似故障时，就能借用诊断路径与经验对其进行处理与诊断。它的优点是相同故障发生时，定位快速。其次是智能诊断，在控制系统、模拟人脑的基础上，获取、再生、传递、利用相关信息，最后利用已经准备好的经验策略。其具体包含灰色系统、模糊诊断、专家诊断、神经网络等方法。当前，应用最广的是神经网和专家体系，让诊断更加智能化。矿山机电设备故障诊断具有隐蔽性与复杂性，通过传统的方法进行精确、迅速的诊断。同时，专家系统能精确的应用专业知识与经验，通过模拟思维，对故障进行求解，最后得到结论。在人工智能诊断的基础上，借助计算机系统与已有经验解决故障。

4矿山机电设备故障监测的步骤

从整体来看：矿山机电设施故障诊断主要包含以下步骤：信息采集、处理、识别、建模和预测。在信息采集中，对机电设施运行参数、状况与数据信号进行有效监测，利用传感器传输的信息数据进行整理，最后放进网络进行存储，以备后续利用。信息处理，是对设备运行状态进行数据整理和识别。当然，在这期间，存在有用与无用信息之分，因此必须对相关信息进行区分与整理，剔除无用信息，并且转换数据，对具体信息进行有效分析，最后将数据变成设备能接受的信息与数据。信息处理与识别是在信息采集后，对相关信息进行识别与分析，包含数据分类、识别与分析，然后再将信息与之前得到的数据进行比对，最后得出设备运行中可能存在故障的区域、故障原因与类型。在矿山机电生产中，机电设施由多种信息数据和参数，并且和设施状态、是否存在隐患有着直接的关系。对此，必须建立起良好的模型，以确定和反映设备状态与故障之间的数学关系。预测技术是对机电设施的故障状况以及剩余使用时间进行预测，它能作为机电设施故障维修与保养的条件，从而避免机电设施出现不必要的故障。

5.结语

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关键词：矿山机电设备；故障诊断技术；矿井提升机；通风机

中图分类号：TD5文献标识码：B 文章编号：1009-9166（2010）032(C)-0089-01

一、前言

随着科学技术的不断发展，工业生产的自动化水平越来越高，机电设备在现代生产中的作用和影响越来越大。设备的运行费用也越来越高。机电设备运行中发生的故障或失效不仅会造成重大经济损失。甚至还可能导致灾难性的人员伤亡和恶劣的社会影响．因此设备或者系统的安全、可靠性极为重要。提高安全、可靠性的途径有很多，其中采用故障检测诊断技术是一个重要、有效的措施。

二、故障诊断技术的基本内涵

（一）故障诊断技术的5个基本环节

运用故障诊断技术，主要有5个环节，即设备运行信息的采集、信息的整理与分析、通过与标准的对比、确定故障状态和部位、提出诊断决策方案和诊断结论。

（二）故障诊断技术的五项基本技术

1、数学模型的建立。设备运行中有很多参数，这些参数设备状态和产生故障密切相关，必须建立一个数学模型来准确反映出设备状态与产生故障的各种参数间的相互关系。这种数学模型的建立，对设备状态监测的计算机系统非常重要。2、信息采集技术。准确地采集和测量反映设备状态的各信号和参数的技术。一般来说它是靠各类安装在设备上的传感器来实现的，传感器所产生的各种信息传人数据贮存器或计算机。3、信息处理技术。现场采集的设备各种信息，并不能直接用来判别设备的状态，其中存在着有关和无关的2种信息，因此必须将这些信息经过适当的转换，变成人或机器能读懂、有用的信息。才能达到信息采集的目的。信息处理技术就完成这个功能。4、分析与识别技术。它是对处理后的信息进行识别和分析，并与设备运行的标准参数进行比对，以确定设备的状态和故障类别，判断具体故障并找出原因。5、预测技术。在分析与识别各类信息的基础上，对设备障的发展和部件的剩余寿命进行预测。

（三）矿井机电设备的诊断

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、升降人员和运送设备的任务。提升机运行的安全可靠性状况不仅直接影响煤矿的生产，还影响到煤矿生产人员的生命、财产安全。提升机的故障可分为“硬故障”和“软故障”两类。硬故障是指由一些特定的参数超限表现的故障．该类故障应由保护装置来解决；而“软故障”需要许多工况参数的测量，并经过一定的数据处理才能诊断出来。由于软故障牵涉变量多，导致故障诊断的准确率较低。但“软故障”往往是“硬故障”的前兆。因此对“软放障”的及时诊断和预报极为重要。为了确保提升机的安全运行．许多科技人员开展了大最的研究工作，取得了一些成果．开发出了不少提升机的检测诊断装置．生。而松绳现象常常带来很大的危害。

2、通风机的检测诊断技术

目前用于主风机故障检测诊断的产品还不多，比较典型装置是江西煤炭工业研究所研制的KFCA型通风机集中检测仪、煤炭总院重庆分院研究的FJZ型矿井主风机在线监测与故障诊断仪。FJZ型矿井主风机在线监测与故障诊断仪是一个以809机为核心的通风机在线检测与故障诊断系统，它将主风机在线监测与机械故障诊断一体化。8098单片机系统是目前面向控制应用领域性能价格比最高的单片微型计算机系统．其主要特点是：16位中央处理器、丰富高效的指令系统、四通道10位A，D转换器、高速输入输出接口、8个中断源、两个16位定时器、16位监视定时器和多用途的接口。

系统的主要功能：（1）实时检测，主要检测量：风机振动烈度、轴心轨迹、轴温、量、负压、通风机电流，并可巡回显示。（2）报警、打印。各种参数报警值可任意设定．超限时即可进报警并随机打印。（3）进行加速度时域和频谱分析。（4）智能诊断。利用主机内专家系统，对通风机常见的“转子心”等机械故障进行诊断。故障诊断采用灰度理论．对风机故障类型进行快速定位。首先利用高精度加速度传感器测出通风机敏感部位的振动加速度，并计算其烈度值和功率谱。根据功率谱的分布与存入专家系统中的设备标准故障模式进行灰色关联度分析．依据关联度的大小．诊断通风机的机械故障类型。

结语：诊断技术是以计算机技术、传感器技术、信号处理技术等多学科为基础的综合技术，其在工业发达国家起步最早，发展最为迅速。从而可以得出以下几个结论：（一）设备故障是随机的，应当采用概率统计方法分析故障的分布规律。（二）复杂系统和复杂的故障可以采用逐步分的方法进行分析，以找出故障发生的机理，从而找出故障的发生和发展的过程。并为设备维修管理和使用的科学性提供依据。（三）设备维修已不仅仅是只限于对设备故障的修理和平时的一般性保养；现代的设备维修概念是对产品的不断改造和更新才是设备维修的最佳选择。

作者单位：山西焦煤汾西矿业集团公司河东矿

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,2000.

[2]蔡捷.故障检测诊断技术在矿山机电设备中的应用,2001.

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关键词：PLC技术 自动化控制 矿山机电

中图分类号：tp273.5 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）03（b）-0086-01

PLC是我国工业自动化领域的一大重要设备，其于矿山机电领域的应用，使得矿山机电领域于自动化的方向获得了更长远的进步，也为煤矿企业的生产提供了更大的安全保障，更是为我国经济的稳定发展提供了不可动摇的基础。由此可见，PLC技术于矿山机电控制领域的积极作用不言而喻。该研究者通过结合该文经验，于该文中对PLC技术进行阐述。

1 何为PLC技术

PLC的产生源于工业方面的需求，本质是一种可编程存储器、通过数字运算来进行操作的电子装置。PLC装置于内部可以做逻辑运算、算术运算、顺序运算，并将结果储存并依照数字模式或模拟模式来输出执行命令，控制其他机械。PLC的分类有组合式和固定式两个分支。其中组合式PLC包括以下部件：I/O模块、内存、CPU模块、底板、机架、电源模块等；而固定式PLC的组成部分有：内存块、显示面板、CPU板、电源还有I/O板，需要注意的是，固定式PLC的各个组成元素构成的PLC装置是一个整体，无法拆卸。综合固定式PLC和组合式PLC的组成，可以发现PLC系统具有非常灵活的组合方式，在抗干扰方面、柔韧性方面、在线修改方面都具有非常明显的优越性，再加上PLC编程简单、命令语句容易理解等多个优点，目前已经于工业自动化领域获得越来越广泛的发展。

2 PLC技术于矿山机电领域中的具体应用

2.1 井下风门的自动控制应用

在PLC技术应用于矿山机电领域之前，在矿山开采的过程中，井下风门的开启和关闭都要通过人力操作来实现。但是，风门内外存在着非常大的压力，这导致风门的开启和关闭需要耗费非常大的力才能做到，在操作性方面非常不方便。此外，人工开启和关闭风门时，由于力的不确定性，非常容易导致风门损坏。而PLC技术的引入，使得风门的开关控制实现了自动化，操作性非常好。相关工作人员于矿山中安置远红外线传感器，在车辆进出时检测到信号，传送至PLC装置中，PLC在输出开启命令，利用机械控制，开启风门为车辆放行。可以说，PLC技术既节省了人力，也提高了安全性。另外，为了降低风门内外的压力，许多矿山企业于风门上设定一个开窗，风门开启前先开窗，降低压力后，就可以更加容易更加省力地控制风门了。

2.2 下运胶带机的控制应用

自动化技术于工业中的迅速发展使得矿山实现了机电液一体化，KZP系列盘式可控制装置也开始于机电控制领域广泛应用。KZP装置的组成部分有三：一为液压站，二为电控系统，三为制动装置。其中尤以制动装置最为重要，是提供制动力的主要动力源。首先，闸瓦和制动盘在运行过程中相互摩擦，从而产生了制动力矩，在通过液压站对制动力进行调节和改变，进而对设备进行控制。若设备的正常工作压力为零，则系统油压将升至最高，制动闸处于放松状态，闸瓦与制动盘的距离为1.3 mm，这时，制动指令发出，输出至设备，电液控制系统将对下属的设备发出执行命令，设备将即时自行改变油压，控制设备。KZP装置的一大优越性是，可以借助电动机上输出轴与输送机上的传感器实时监控运胶带的数据，从而实现PLC装置对数据的监测。PLC的自动控制体现在以下情况：PLC测得数据若高于正常值，则自动降低电流，改变油压，使胶带降低速度；若低于正常值，则自动提高电流，开启闸瓦，提高胶带速度，使胶带机可以正常运行。

2.3 改造矿山提升机

矿山提升机在从前是由继电器进行控制的，PLC技术的引入使得工矿企业开始选择可编程控制器以及大功率晶匣管变流器来控制提升机，传统的继电器模式已经被取代。借助PLC技术改造矿山提升机，于当前的矿山机电领域已经相当常见。改造过程如下：移走之前的操作台，安装好新的操作台（为了不影响系统的正常运行，升级期间依然可以使用旧操作台），并将新旧系统转换电闸安装好，以供旧系统的正常使用。安装完毕后要对系统进行仔细检查，尤其是质量方面必须进行核检，以保证系统不会因为安装不当埋下安全隐患。为了方便日后的维护，安装过程要安排运行设备的相关人员积极参与，以免日后发生故障而不知如何解决。

3 结语

鉴于篇幅有限，于该文中，该研究者仅结合了自身经验，对PLC控制技术于矿山机电领域中的几项应用做了简单的分析，发现PLC自动化控制技术，于我国工业尤其是矿山企业中，获得了非常现实的应用。PLC的引入对于工矿企业具有非常重要的意义。

参考文献

[1] 李志强.自动化技术在矿山机电控制中的应用[J].能源与节能，2014（1）.

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关键词：PLC技术；矿山机电控制；应用

中图分类号： TU85文献标识码： A

引言

随着我国能源需求量的提升，矿山事业在不断的发展，人们对于矿山机电自动化的需求也日益剧增。PLC作为重要的自动化控制器，系统组合十分灵便，并具备一系列的优势，在矿山机电控制中发挥了巨大的作用。

一、PLC技术

PLC自动控制系统的编程模式主要以梯形图为主，操作的难度较低，因此很容易作人员所掌握，而且其自身设计的控制方案往往都十分简单，对日常运行和维护方面的要求不高，与当前我国工业生产自动控制技术的要求很适合。另外，PLC自动控制系统本身的体积较小，在拆卸和连接方面具有较为灵活的特点，能够在不同的场合进行应用。在现代工业生产中应用PLC技术，利用梯形图编程方式对传统的继电器控制进行替代，同时通过内存和程序编制来完成对机电设备的逻辑控制，能够使控制效率极大的提升，与输出设备连接后便能实现对机电设备的整体控制。因此，在矿山机电控制中应用PLC技术，不仅能够有效地节约控制系统的所占的空间，同时也有效地提升控制系统的工总效率，使用一台PLC控制系统便可以实现对整个机电系统的控制，而且能够满足连续控制要求，从这一方面来说，PLC技术的应用实现了能源和资源的节约，促进了矿山开采效率的提升。

二、PLC技术控制煤矿机电的原理

一般来讲，使用PLC技术控制煤矿机电系统的流程可以划分成以下几方面内容：1）采样输入。对于PLC技术来讲，采样输入是进行机电系统控制的基础阶段，同时也是影响控制质量的重要内容。在此过程中，PLC技术应用扫描的形式收集信息，同时把信息录入内部系统响应的单元内，在系统完成采样输入后，后续结果的改变也无法对内部系统的信息造成影响，所以，相关工作人员需要对该阶段予以特殊关注，如果信息收集录入完毕，则不可以轻易改变；2）执行环节。在信息收集、录入结束后，PLC技术通过梯形图的模型遵照上一流程的信息对用户的程度实施扫描活动，期间进行上下、左右的计算，之后把新获取的逻辑结果刷新到计算机体系内。在执行环节，相关工作人员应确保输入采样的信息状态及大小维持一致，从而高效确保体系控制命令可以获取有关指令，实现控制活动；3）刷新输出。对于PLC技术来讲，刷新输出是其最终的环节，在其期间，控制体系应遵照显影的信息输出并存储控制结果，同时利用输出电路高效控制机电设备。

三、PLC技术在矿山机电控制中的应用

1、利用PLC技术改造矿山老旧提升机

随着PLC技术的不断发展，人们利用可编程控制器以及大功率晶闸管变流器实现了对矿山老旧提升机的原继电器控制改造，主要操作步骤如下：首先，保留直流主电机以及部分提升机机械，保证矿山老旧提升机的老系统持续运行；搬移原有操作台，设立新操作台，调整电枢回路，添加转换刀闸，利用新旧系统转换刀闸，实现对新老系统的转换工作；利用多路航空插头来控制新老系统的切换，进而实现提升机制动系统油泵的控制工作。同时，在新系统调试期间，老系统仍旧可以继续工作，以备新系统调试的不时之需，且在特殊情况下，老系统需要永久保留。其次，进行改造安装时，尽可能的选用将来的维护技术人员进行安装，实现全过程参与，严格控制安装质量。且在安装的过程中，要实现电控监测，密切监测井筒位置开关、行程以及不同的机械制动系统的状态等，科学有效的缩短新系统调试时间；利用在线送电测试来监测和校准传感器，保证其每个测量参数都和提升系统的实际相对应；检验老系统提升时每一部分持续的运行过程，实现一次性无误地切换。然后老系统以及可编程控制器系统来提升装卸载系统的在线调试工作，能够实现装卸载及提升信号系统控制的一次性调试，有效的减少了全面调试工作量。然后，动态试验传动回路中闭环系统的稳定性，确定系统的动态响应各参数，促进全系统空载以及重载测试运的实现。最后，全矿井机电设备停产两天，进行全系统空载试运行，合格之后进行装煤重载试运行，最终成功改造矿山老旧提升机，实现全载全自动方式的提升。

2、PLC技术在矿山机电控制其他领域的应用

下运胶带机里应用KZP系列的可控制动装置，KZP盘式的可控制动装置作为机电液设备，主要由配套电控体系、液压站和制动装置构成，其特点是可控，可通过胶带其输送机上速度传感器和主驱动其电动机输出轴来讲胶带速度和电动机转速读出。

空气压缩机群组微机监控系统，空气压缩机群组微机监控系统作为P L C核心，有效解决了对以工业控制机或单片机作为中心空气压缩机微机监控系统整体抗干扰性差和测试不准等问题，并健全空气压缩机运转途中安全保护。空气压缩机作为煤矿生产主要动力设备，在我国目前还依旧使用继电器控制系统，因而拥有较大维护量和故障率，虽然部分矿井使用了自动微机控制但也因难以使用现有环境而不可正常使用。

3、PLC技术用于故障诊断

中断方式故障诊断的原理主要就是利用PLC的输入中断源，接收系统或者设备的故障信号，其最大特点就是系统发生故障时，CPU会立即作出响应，系统程序发生停止，但是主程序处于正常运行。一般而言，下面这几种情况都主要用到PLC中断方式：间隔定时器：在程序运行中，由间隔定时器来实现中断，并且可以保证一定的精度；输入中断：简单来讲，就在off转换为ON的时间内，进行中断处理；高速计数器：这种方法的中断，中断快、可以当前执行。

4、利用PLC技术实现井下风门的自动启闭

现阶段，大多井下风门都是由人工操作的。但是因为井下负压大，导致风门的开启、关闭十分困难，且容易损坏风门。研究者通过研究PLC技术，利用远红外传感器用来检测车辆的动态信息，可编程控制器实现井下风门的自动启闭，一方面节省了人力、物力，另一方面保证了车辆和行人的安全。通常情况下，风门两侧的空气存在一定的压差，且风门的面积很大，开启压力大约为40kg左右，当风门开启时，压力促减小为5kg，无法继续开启，增加了风门开启的困难。然而为了避免这一情况发生，另外有研究者通过设计了气缸传动带动风门，在小风窗的帮助下实现风门的开启。但是，分析我公司的井下风门开启情况发现，和气缸传动带动风门开启的工作原理类似，我公司利用电动风门，其主要工作原理：系统首先发出控制信号，电磁阀带动油缸活塞运动，进而实现电动风门开启，当风门开启角为90度时，停止开启，车辆和行人可以通行。关闭风门时，系统依旧发出控制信号，电磁阀换向转动，带动油缸活塞向回运动，继而带动风门转动，直至关严。另外，PLC技术在空气压缩机的微机监控系统以及选煤厂集控系统中等都发挥了重要作用。其都是利用可编程控制器实现自动控制，有效的降低了矿山的人力、物力投资，促进了矿山的发展。

结束语

综上所述，PLC技术已经在潜移默化中渗透了整个矿山机电控制工作，为矿山带来了巨大的经济效益，当前PLC技术在矿山工作中具有广阔的发展前景，值得人们继续研究。

参考文献

[1]赵斌.PLC应用现状及发展前景概述[J].佳木斯教育学院学报，2012（04）：10--12.

[2]王继江.浅谈PLC技术在矿山机电控制中的应用[J].科技信息，2010（26）：89--71.

[3]苏淑芝，刘志维.软PLC开发系统的设计与实现[J].现代电子技术，2012（10）：24--26.

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[关键词]煤矿井；矿山机电设备；故障检修技术

中图分类号：F426.21 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）36-0064-01

矿山机电设备故障检修的诊断技术是一项基于信息技术、计算机技术和传感技术为一体的、以预防设备出现事故为的目的一个涉及多学科的综合技术。由于煤矿井下环境恶劣，机电设备自身性能缺陷，工作人员操作不当等因素影响，煤矿井下矿山机电设备容易出现相应的故障，对设备运行产生负面影响。因此，在检修过程中，我们应该根据故障类型，合理选择相应的检修技术，及时排除存在的故障，促进机电设备正常运行，进而提高整个煤矿生产作业效率。

一、矿山机电设备故障检修的诊断技术概述

矿山机电设备故障检修技术是通过相关技术对机电运行状况进行诊断和掌握，对机电设备工作性和安全可靠性进行检测，以及时找出存在于机电设备中的质量隐患，排除故障，促进机电设备正常运行。矿山机电设备故障检修的诊断技术主要包括两个方面的内容：一是对设备的运行状态进行检测；二是在发现异常情况后，对故障进行诊断和分析。故障诊断技术主要包括以下五项基本技术：1）构建数学模型。机电设备运行中会生成很多参数， 这些参数能够反映设备的运行是否正常，因此必须构建一个数学模型来准确反映设备运行状况与产生故障的各种参数间的相互关系。2）采集各种信号和参数。通过安装在设备上的各类传感器，可以准确地采集和测量反映设备状态的各种信号和参数，传感器所产生的各种信息将会传人计算机或者数据存储器。3）对采集的各种信息进行处理。现场采集得到的各种设备信息，并不能直接反映设备的运行状况，其中存在着无关信息，因此必须对采集的各种信息进行处理，变成人或机器能够读懂的有用信息。4）对处理后的信息进行分析和识别。通过对处理后的信息进行分析和识别，并与设备运行的标准参数进行比对，从而确定设备的状态和故障的类型，寻找故障发生的原因。5）预测。在对采集到的各类现场信息进行分析和识别后，对设备故障的发展和零部件的剩余寿命进行预测。

二、矿山机电设备故障检修的诊断技术

1.主观诊断技术

在矿山机电设备故障诊断的过程中，维修人员会利用其实际经验来对故障进行判断和检修，但是这种技术一般只能用于简单的故障，而且可靠性较低。主观诊断技术有以下几种方法：直觉经验法、参数测量法、逻辑分析法、堵截法、故障树分析法。直觉经验法指维修人员凭感官和经验 通过看、听、摸、闻、问等方法判断故障原因；参数测量法通过测得系统回路中所需点处工作参数，将其与系统工作正常值比较，即可判断出参数是否正常、是否有故障及故障所在部位；逻辑分析法通过逻辑关系和故障的显性现象进行逻辑分析，从而找到发生故障的原因和部位；堵截法指根据液压系统的组成及故障现象选择堵截点，堵截观察系统压力和流量的变化，从而找出故障点的方法；故障树分析法指对系统做出故障树逻辑结构图，系统故障事件画在故障树的顶端为顶事件，形成系统故障的基本事件画在故障树下为底事件，根据各元件部件的故障率数据，最终确定系统故障。

2.智能诊断技术

在矿山机电设备故障诊断的过程中，维修人员会模拟人脑的特征有效地获得、 传递、处理、分析、判断故障的信息，利用合理的数据处理和比对技术来将采集的信息与数据库中的特征值进行比较，从而完成故障的诊断。

3.数学模型诊断技术

在矿山机电设备故障诊断的过程中，维修人员会利用测量机电设备的特征参数 ， 然后进行分析和处理判断，分析特征值的改变从而判断故障的类型和位置。

4.仪器诊断技术

在矿山机电设备故障诊断的过程中， 维修人员会利用监测仪器来对机电设备的各个系统进行检测，从而判断故障的情况。

三、煤矿井下矿山机电设备故障检修技术的运用

故障检修技术满足机电设备故障检修需要，在实际工作中运用具有重要意义。同时也有着较为广泛的运用范围，能取得良好效果。

1.参数检测及分析

检测机电设备的温度、电流、电压等参数，及时掌握设备运行的基本情况。并根据这些检测参数，寻找机电设备故障可能发生的部位。找出症结所在，并采取措施及时排除故障。还可以利用点检仪、传感器等检测设备，采集机电设备运行状态的数据信息。然后通过分析这些数据和相关信息，进而实现对故障的有效判断。

2.通风机故障诊断

煤矿采矿一般在井下进行，但井下存在瓦斯，给采煤安全工作带来巨大危害。在煤矿开采过程中，一旦通风机出现故障，井下通风存在问题，会影响煤矿采矿正常的生产秩序，甚至造成巨大的安全生产事故。因此加强对通风机故障的检测与诊断，确保通风机正常运行和工作，对保证煤矿井下安全具有重要作用。进行通风机检测时，主要检测内容包括轴承座的温度、机身、流量、压差等参数指标，及时了解这些组成部分的参数指标，掌握通风机运行状态。同时还要利用检测显示单元来检测通风机的故障，对运行参数指标进行分析，判断通风机运行状态，确保其性能良好。对出现故障的部位，也应该及时采取措施处理，保证其性能良好，为煤矿安全生产创造良好的通风环境 。

3.采矿机故障诊断

主要检测内容包括变频器通信设备、工况故障检测装置、综合检测故障诊断装置等。在采矿机故障诊断系统的支持下，对机电设备运行状态进行检测和控制，掌握其运行状态和数据。然后分析系统运行状态，并将这些数据与采矿机正常运行状况参数情况进行对比分析，从而找出故障所在，及时诊断故障所在部位，分析成因，并采取措施处理和应对，从而保证采矿机正常运行。

4.异步电动机诊断

煤矿井下矿山机电设备是否正常运行，电流、电压、功率是十分重要的参数指标，同时也是判断异步电动机性能的主要指标。当这些参数出现异常时，则证明设备存在故障，不能正常运行和工作。事实上，在对异步电动机故障进行诊断时，一种重要的策略是信号处理、参数识别。在运用这些方法的基础上，再结合电流、电压、功率等指标，测试电流高次谐波、磁通等指标与参数，就可以准确判断故障的所在位置，分析故障成因，为采取措施处理故障提供依据，进而确保异步电动机正常运行和工作。

5.信息采集

故障诊断技术利用点检仪或传感器等多种仪器准确地采集信息，对矿山机电设备的实际运转状态和数据进行分析和处理。信息收集主要包括现场考察和性能检测。现场考察是对机电设备表面部位的观察和分析， 是现场分析采用的一般方法。例如：在矿山机电设备的实际工作中通过对发动机和电机发出的声响进行故障预测，观察轴承温度变化来进行机电设备故障的预判。如果发现有异常声响和异常物，油液的外泄等情况可能是设备的机械零件损坏。同时， 也可以应用其他的外部检测方法，如超声波探伤仪和着色渗透仪等检测仪器。

总之，设备故障诊断技术综合了多门学科的知识，是对矿山机电设备故障进行准确分析和判断的重要工具，但其在我国的起步较晚，在理论和技术上仍然存在一定的缺陷，需要依靠大家的共同努力才能不断得以完善。

参考文献

[1] 韩海云.故障诊断技术在矿山机电设备维修中的应用[J].山东煤炭科技，2011（04）.

篇10

关键词：矿山机电；智能故障；故障检测诊断

中图分类号：TD4 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）14-0097-02

近年来由于矿山机电设备故障造成的安全事故屡见不鲜，矿山机电设备的安全性问题日益凸显，并得到了高度重视。针对该安全问题，只有加大对矿山机电设备的故障检测和安全诊断，采用合理的故障诊断理论，建立科学的机电设备故障预测、预警系统，提高矿山机电设备运行安全可靠性才能从根本上减少甚至避免矿山机电设备故障造成的安全事故。

1 故障检测诊断技术

故障检测诊断技术是以信号分析处理技术、计算机技术和传感器技术等为基础的综合性技术。现代工艺理论、相关基础学科理论和检测技术与理论的快速发展促进了故障检测诊断技术的不断发展和完善。

故障检测诊断技术主要通过检测矿山机电设备运行状态的各信号数据和参数，从而对矿山机电设备的运行性能和安全可靠性进行预测，以识别设备故障的原因和判断危害等级等问题，从而提出针对性的处置对策和技术方法。

2 矿山机电设备故障检测诊断技术的步骤

矿山机电设备故障检测诊断技术的主要步骤分为信息采集、信息处理、分析识别、数学模型和预测。

2.1 信息采集

准确测量反映矿山机电设备状态的信号数据和参数，采集机电设备上安装各类传感器的实时信息数据，并及时将测量和采集的数据存入数据存储器或计算机，以方便

调用。

2.2 信息处理

现场采集的煤矿机电设备的数据信息，并不能直接用来判别设备的状态，其中存在着有用信息和无用信息，因此必须将采集的信息进行转换，提炼出有用信息并做出数据分析，转变成人或机器能读懂的信息。

2.3 分析识别

对处理后的煤矿机电设备数据信息进行分类、识别和分析，与机电设备正常运行时的标准参数进行比对，确定当前设备状态及可能出现的故障部位、故障类别以及故障原因。

2.4 数学建模

矿山机电设备在运行中很多的参数和数据信息，与机电设备的状态以及机电设备是否存在故障隐患有一定关系。因此，需要建立数学模型来准确反映出机电设备状态与产生故障的参数间的数学关系。

2.5 预测技术

对机电设备部件的剩余寿命和机电设备的故障情况等方面进行预测，可以为日常机电设备的保养工作和故障维修工作提供可靠依据，能够有效避免矿山机电设备故障的发生。

3 矿山机电设备智能故障检测诊断方法分类

矿山机电设备故障诊断技术分为主观诊断、仪器诊断和智能化诊断三个阶段。下面主要介绍五种矿山机电设备智能诊断方法。

3.1 模糊诊断法

矿山机电设备的模糊诊断法是将数学集合论的概念，包括模糊关系矩阵以及隶属度函数，应用到机电设备的故障诊断中，从而解决机电设备征兆与故障间的不确定关系。矿山机电设备的模糊诊断法的优点主要表现为模糊推理逻辑严谨，能有效地解决矿山机电振动故障中遇到的模糊性问题。但是，由于在很多情况下，较难确定相应的模糊关系，获取模糊诊断知识也非常困难，因此机电设备模糊诊断方法的应用还缺乏一定的准确性和普遍适用性。

3.2 故障诊断专家系统

矿山机电设备故障诊断专家系统是用计算机将采集到的机电设备信号数据和参数，通过专家经验进行推理，运行过程中可以随时索取相关信息数据和参数。矿山机电设备故障诊断专家系统的优点是适应于人的思考方式，不用输入非常多的知识细节，个别事实发生变化时也很容易修改。但是，矿山机电设备故障诊断专家系统目前存在一定的局限性：机电设备故障诊断的准确度与专家诊断系统中专家知识的水平高低以及丰富程度有很大的关系；而且有些矿山机电设备的故障很难通过具体的方式描述，使得建立准确的知识库也会非常的困难。

3.3 人工神经网络故障诊断法

利用人工神经网络进行矿山机电设备故障诊断的基本思想是：以矿山机电设备的故障特征信号作为神经网络输入，矿山机电设备的诊断结果作为神经网络输出。通过调整人工神经网络节点间的权值和阈值，利用训练好的人工神经网络，来实现矿山机电设备故障的诊断等，并且由于人工神经网络诊断法自身所具有的自学习、自适应和并行性能力等优点，因此该故障诊断法在矿山机电设备智能故障诊断中的应用越来越广泛，并且也逐渐得到相关专家学者的深入研究。

3.4 基于仿生算法的故障诊断法

遗传算法是一种随机优化算法，它的两个重要特点是群体搜索策略和群体中个体之间的信息相互交换，其本质是模拟由个体组成的群体之间的学习过程，其中每个个体表示给定问题搜索空间中的一个解。该算法具有并行计算、快速寻找全局最优解等优点。

将生命科学中的免疫概念及其相应的理论应用于遗传算法中，并进行有目的性地抑制遗传算法在优化过程中出现的退化现象，这种算法被称之为免疫算法。通过理论分析，免疫算法具有全局收敛特性，能够更好地抑制遗传算法出现的退化现象。

3.5 信息融合智能诊断方法

信息融合智能诊断方法是一种新型的矿山机电设备智能诊断技术。该诊断方法是通过多传感器测量和采集矿山机电设备的多种相关信息数据和参数，利用计算机对有关矿山机电设备运行状态的不同信息进行自动分析，准确并及时地预测矿山机电设备的运行状态。

4 结语

矿山机电设备的故障检测诊断技术可以为矿山机电设备的相关维护人员和维修人员及时并有效地进行机电设备的故障预测，发现机电设备的故障源头，分析并找到机电设备的故障原因以及给出机电设备的故障解决方案，防止并预防煤矿机电设备安全事故的发生。因此煤矿企业应该大力推动矿山机电设备智能诊断检测技术的研究和发展，以保证矿山机电设备的安全性与可靠性，减少并力争避免安全事故的产生。未来，将多种人工智能检测诊断技术相结合，开发应用的矿山机电设备混合智能检测诊断系统，将会逐渐成为数字化矿山机电设备智能故障检测诊断技术研究的一个重要方向。

参考文献

[1] 孙新城.浅析煤矿机电设备维修中故障检测诊断技术的应用[J].企业技术开发，2011，（17）：70-71.

[2] 井学庆.矿山机电设备故障诊断技术的研究与探讨

[J].黑龙江科技信息，2012，（2）：34.

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