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        帶式輸送機故障分析及安全診斷系統(tǒng)的設計研究

        2020-04-12 15:13:02張麗娟
        機械管理開發(fā) 2020年12期
        關鍵詞:故障診斷數(shù)據(jù)庫故障

        張麗娟

        (山西省大同市同煤集團四臺礦質管科,山西 大同037003)

        引言

        帶式輸送機是煤礦中主要的運輸設備,被廣泛應用于煤炭運輸?shù)墓ぷ髦?,具有運量大、運距長、可連續(xù)運輸、便于自動控制、環(huán)境適應性強等優(yōu)點,但由于設備老舊、工人缺乏安全防護意識、監(jiān)控檢測手段存在問題等原因容易導致帶式輸送機發(fā)生事故。在現(xiàn)有情況下經常出現(xiàn)無法有效處理和排查帶式輸送機發(fā)生的故障[1]。因此,研究設計并應用智能化的帶式輸送機故障診斷系統(tǒng)至關重要。

        1 帶式輸送機故障分析

        帶式輸送機通過皮帶將煤炭長距離輸送,需要帶式輸送機擁有較大的張力與較快的運行速度,并且?guī)捷斔蜋C設備中含有較多的旋轉設備,這些構造使得帶式輸送機極易發(fā)生故障,帶式輸送機常見的故障如圖1所示。

        圖1 帶式輸送機常見故障

        2 帶式輸送機安全診斷專家系統(tǒng)的設計

        帶式輸送機的故障診斷系統(tǒng)主要有基于規(guī)則的專家系統(tǒng)診斷方法[2]、基于故障樹的診斷方法[3]、基于神經網絡的診斷方式和基于模型的故障診斷方式[4]。專家系統(tǒng)是使用人類專家的經驗和知識對帶式輸送機的故障進行分析診斷的計算機程序,在其他領域使用十分廣泛,能夠替代人類專家對故障進行處理,可節(jié)約人力資源,并且能夠在剛出現(xiàn)故障時就對故障進行處理,節(jié)約處理故障的時間,提高工作效率,避免因為人工排查故障可能發(fā)生的安全事故。煤礦中帶式輸送機的使用環(huán)境、工作參數(shù)、結構特點都存在差異,因此發(fā)生的故障也各有特點,表現(xiàn)出的數(shù)據(jù)不一定是相同或者類似的,所以要構建帶式輸送機專家系統(tǒng)首先要對帶式輸送機的故障進行分析研究,要基于前人進行的大量調研數(shù)據(jù),建立完善的故障信息數(shù)據(jù)庫,構建知識庫,最終形成故障診斷專家系統(tǒng)。一個完善的專家系統(tǒng)的核心部件包括:自學習模塊、解釋機、推理機、知識庫、動態(tài)識別數(shù)據(jù)庫、管理模塊等,人機交互界面負責將機器語言與人類語言進行相互轉換,自學習模塊將數(shù)據(jù)存儲在知識庫,推理機從動態(tài)數(shù)據(jù)庫與知識庫中的信息推理出故障信息顯示在人機交互界面上,動態(tài)數(shù)據(jù)通過解釋機表訴在人機交互界面上,各個模塊共同構建了完善的專家系統(tǒng)對帶式輸送機故障進行診斷。本文建立的帶式輸送機安全診斷專家系統(tǒng)圖如圖2所示。

        圖2 專家系統(tǒng)理想結構圖

        3 帶式輸送機安全診斷系統(tǒng)的構成

        構建專家系統(tǒng)的步驟:構建知識庫→完成原型機的建立與完善→完善知識庫。專家系統(tǒng)的建立是一個不斷重復、慢慢擴充的過程。

        構建專家系統(tǒng)對帶式輸送機的故障進行分析診斷不僅需要完善的知識庫,也需要對帶式輸送機進行改造,通過速度傳感器、溫度傳感器、煙霧傳感器、堆煤傳感器、張緊力傳感器對帶式輸送機的運行數(shù)據(jù)進行監(jiān)測,將檢測的數(shù)據(jù)輸入到專家系統(tǒng)中,緊急開關主要是為應對突發(fā)情況,防止發(fā)生安全事故,本文構造的帶式輸送機監(jiān)測系統(tǒng)構成如表1所示。

        4 帶式輸送機安全診斷系統(tǒng)軟件的設計

        表1 帶式輸送機監(jiān)測系統(tǒng)構成

        在專家系統(tǒng)軟件運行的流程中首先將故障信息輸入到診斷系統(tǒng)中,系統(tǒng)從輸入信息中提取出故障信息的主要特征參量,將獲取的特征參量信息導入知識庫中與數(shù)據(jù)庫中信息做出比對,如果沒有查詢到對應信息則將該信息添加到數(shù)據(jù)庫中;如果查詢到對應規(guī)程,對比閾值與特征參量,若以數(shù)據(jù)沒有超出閾值,表明帶式輸送機運行正常;如果超出閾值,首先將輸入參數(shù)信息作為診斷程序的輸入信息,系統(tǒng)輸出判斷結果調動技術人員進行服務處理故障,如果故障與診斷系統(tǒng)輸出的結果不相同則需要修改系統(tǒng)的診斷規(guī)則,將診斷結果反饋給工作人員,并且將結果添加到規(guī)則庫中,增加故障診斷能力;或者當數(shù)據(jù)超出閾值時,診斷系統(tǒng)查找是否有相同案例,如果有則檢查案例是否一致,如果一致則直接保存診斷結果,輸出結果派遣維修人員處理故障,在整個查詢案例的過程中都可以將此次故障案例添加到案例庫中。本文設計的帶式輸送機安全診斷系統(tǒng)軟件運行流程如圖3所示。

        圖3 專家系統(tǒng)軟件運行流程

        5 結論

        1)帶式輸送機安全診斷系統(tǒng)能夠監(jiān)測帶式輸送機運行數(shù)據(jù),當帶式輸送機發(fā)生故障時能夠及時報警,保障生產安全。

        2)該帶式輸送機安全診斷系統(tǒng)的作用與人類專家類似,當發(fā)生故障時通過比對自身數(shù)據(jù)庫分析故障發(fā)生原因,還能通過學習豐富自身數(shù)據(jù)庫,提升對故障的識別能力。

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