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        煤礦采煤機(jī)故障診斷系統(tǒng)知識庫及推理機(jī)設(shè)計(jì)

        2019-07-22 01:39:34康麗瑩
        山東工業(yè)技術(shù) 2019年19期
        關(guān)鍵詞:推理機(jī)知識庫采煤機(jī)

        康麗瑩

        摘 要:為了提高煤礦采煤機(jī)故障排除能力,設(shè)計(jì)了一套故障診斷系統(tǒng),重點(diǎn)針對知識庫及推理機(jī)展開了設(shè)計(jì),本研究對后續(xù)的采煤機(jī)故障診斷整個(gè)系統(tǒng)的進(jìn)一步完善奠定了一定的理論基礎(chǔ)。

        關(guān)鍵詞:采煤機(jī);故障診斷;知識庫;推理機(jī)

        DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.19.076

        1 故障診斷系統(tǒng)簡介

        采煤機(jī)是煤礦井下生產(chǎn)的主要設(shè)備,型號種類較多、故障現(xiàn)象差別很大,采煤機(jī)在故障診斷過程中,針對性強(qiáng)、應(yīng)用范圍窄,所以探索一種適用于各種類型采煤機(jī)的故障診斷方法就顯得尤為重要。不僅可以在設(shè)備檢修故障過程中提供指導(dǎo),還有助于故障的快速排查,提高檢修效率,在煤礦安全生產(chǎn)中有重要意義。

        故障診斷專家系統(tǒng),是較為有效的故障分析和診斷的方法。故障診斷專家系統(tǒng)是在人們長年累月的故障分析和診斷的過程中,通過知識的和經(jīng)驗(yàn)的積累而得到的。雖然故障診斷專家系統(tǒng)存在著很多的優(yōu)點(diǎn),但其也存在設(shè)計(jì)過程中系統(tǒng)不夠全面的問題,所以我們需要故障樹分析方法來進(jìn)行輔助,通過對故障的全面分析,設(shè)計(jì)出故障診斷模型,克服了系統(tǒng)知識不夠全面的問題,提高了故障診斷的效率,再結(jié)合故障診斷專家系統(tǒng)進(jìn)行判斷,這是一種有效簡便的故障診斷方法。

        2 故障診斷系統(tǒng)設(shè)計(jì)

        2.1 故障診斷系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

        故障診斷系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì),必須完成8個(gè)主要功能模塊,分別是:數(shù)據(jù)庫模塊,包括綜合數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)庫管理;知識庫模塊,包括知識庫、知識獲取和維護(hù);數(shù)據(jù)模塊,包括推理機(jī)、解釋機(jī)和人機(jī)接口。采煤機(jī)的故障診斷系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

        采煤機(jī)的故障診斷系統(tǒng)的工作原理,首先是專家運(yùn)用人機(jī)接口,通過故障診斷系統(tǒng)的知識獲取和維護(hù),將相關(guān)的維修知識和經(jīng)驗(yàn)輸入到知識庫中,并可進(jìn)行知識的修改、維護(hù)等方面的操作。其次是用戶運(yùn)用人機(jī)接口,輸入故障的特征,專家系統(tǒng)對故障特征進(jìn)行判別,推理機(jī)通過知識庫中規(guī)則的調(diào)用和載入等操作,通過解釋機(jī)將知識庫中的知識反饋給用戶。最后,可以通過反饋的知識對設(shè)備的故障進(jìn)行維修操作。綜合數(shù)據(jù)庫負(fù)責(zé)存儲故障診斷結(jié)果、知識、推理規(guī)則等方面的內(nèi)容。

        2.2 故障診斷系統(tǒng)知識庫的建立

        采煤機(jī)故障診斷系統(tǒng)的建立,首先是要在所有事件選出故障樹的頂事件,頂事件是解決所有問題的目標(biāo),然后將其他事件的信息輸入到知識庫中,并按照推理機(jī)的要求對其他事件進(jìn)行邏輯轉(zhuǎn)化,再根據(jù)故障樹的分析結(jié)果,將所有節(jié)點(diǎn)信息都輸入數(shù)據(jù)庫中,數(shù)據(jù)庫中的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都只對應(yīng)一種失效方式,在診斷過程中,只需要按照故障樹自上而下的分析方法,對故障進(jìn)行分析推理即可。

        在故障診斷系統(tǒng)中直接運(yùn)用故障樹分析法,往往存在著信息缺失的現(xiàn)象,這不能滿足對采煤機(jī)進(jìn)行快速診斷的需求,所以需要對所得數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)充。在原有故障樹分析法分析結(jié)果的基礎(chǔ)上,增加了故障代號、節(jié)點(diǎn)信息和重要度等信息。故障樹中的頂事件是根節(jié)點(diǎn),是最不應(yīng)該發(fā)生的故障狀態(tài),葉節(jié)點(diǎn)是故障發(fā)生的各種基本原因,中間節(jié)點(diǎn)是根節(jié)點(diǎn)和葉節(jié)點(diǎn)之間的節(jié)點(diǎn)。故障樹分析后得到的各個(gè)節(jié)點(diǎn),包括節(jié)點(diǎn)間關(guān)系、重要度和故障描述等深層次的信息,所以將故障樹分析法運(yùn)用到采煤機(jī)故障診斷系統(tǒng)中,可以提高系統(tǒng)的工作效率,解決知識庫在知識獲取上存在的信息不全的問題。

        運(yùn)用故障樹分析方法,將節(jié)點(diǎn)的信息進(jìn)行補(bǔ)充,在此基礎(chǔ)上再將相關(guān)的節(jié)點(diǎn)信息,運(yùn)用框架和規(guī)則結(jié)合的方式輸入到知識庫中。使得故障樹的層次關(guān)系和知識庫的邏輯關(guān)系相結(jié)合,從而建立系統(tǒng)知識庫。

        2.3 故障診斷系統(tǒng)的推理機(jī)設(shè)計(jì)

        故障診斷系統(tǒng)的推理機(jī),在整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中都是極其重要的部件,它的實(shí)質(zhì)就是在故障發(fā)生后,通過人機(jī)接口接受到的信息,要按照推理機(jī)的調(diào)用規(guī)則對知識庫中的知識進(jìn)行調(diào)用,并采用廣度和深度上的搜索方法,通過定性和定量分析,找到故障節(jié)點(diǎn)的優(yōu)先級,節(jié)點(diǎn)的優(yōu)先級會隨著搜索次數(shù)的增加而相應(yīng)的提高,以便可以快速有效的得到推理結(jié)果。

        推理機(jī)的推理過程是:第一步,先針對輸入的故障特征,按照重要度的順序進(jìn)行廣度搜索,搜索到的框架與故障特征進(jìn)行對比,如果對比不成功,繼續(xù)進(jìn)行廣度搜索,如果對比成功,則在增加框架重要度的同時(shí),進(jìn)行深度上的搜索;第二步,確定框架是否已經(jīng)遍歷,如果沒有,則繼續(xù)做深度搜索直到遍歷為止,如果確定是最后一個(gè)框架,就可以確定故障和維修辦法,完成推理。

        3 結(jié)論

        本章結(jié)合故障診斷專家系統(tǒng)和故障樹分析方法,通過對采煤機(jī)的機(jī)械故障進(jìn)行分析,來有效解決故障診斷專家系統(tǒng)知識不夠全面的問題,并且為采煤機(jī)的機(jī)械故障檢修提供了一種有效簡便的故障診斷方法。

        參考文獻(xiàn):

        [1]雷宏,梁為,楊錫軍.采煤機(jī)牽引部液壓系統(tǒng)的故障樹分析[J]. 黑龍江礦業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào),1998(01):30-35.

        [2]隗金文,尹伯峰,王慧,魏秀玲,周崇軍,王庭臣.MG系列采煤機(jī)主油泵可靠性故障樹分析[J].煤礦機(jī)械,1999(12):31-32.

        [3]謝國民.基于時(shí)頻聯(lián)合小波法的采煤機(jī)關(guān)鍵部件故障診斷研究[D].遼寧工程技術(shù)大學(xué),2012.

        [4]隗金文,劉暢.MG575采煤機(jī)主油泵失效分析與研究[J].煤礦機(jī)械,2005(09):137-138.

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