周俊宇 張頁(yè)川 喬小東

摘要：船閘電機(jī)設(shè)備是船閘運(yùn)行的主要?jiǎng)恿?，?fù)責(zé)把電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，為人字門和閥門起閉提供動(dòng)力。是船閘重要的機(jī)械電子設(shè)備，船閘電機(jī)的正常運(yùn)行和維護(hù)，離不開日常的設(shè)備巡檢和保養(yǎng)，如何提高運(yùn)行人員巡檢效率，在日常的每班次巡檢中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，做出了以下探討。

關(guān)鍵詞：船閘;電機(jī);巡檢

1 前言

船閘電機(jī)設(shè)備是船閘運(yùn)行時(shí)的主要?jiǎng)恿球?qū)動(dòng)船閘設(shè)備運(yùn)行的動(dòng)力源。為了保障設(shè)備的可靠性和維修的的便利性，通常船閘啟閉機(jī)和閥門由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，靠液壓或機(jī)械齒輪傳動(dòng)。作為動(dòng)力源的船閘電機(jī)設(shè)備，有著工作啟停頻繁，工作環(huán)境惡劣潮濕等特點(diǎn)，如何在日常的巡檢中，發(fā)現(xiàn)電機(jī)的問(wèn)題和缺陷，適當(dāng)?shù)摹⒓皶r(shí)的對(duì)它進(jìn)行保養(yǎng)，維持一個(gè)良好的工況，對(duì)船閘設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行和提高設(shè)備巡檢的技術(shù)水平有著積極的意義。最近幾年，巡檢人員逐步年輕化，通過(guò)培訓(xùn)能較快熟練掌握各種終端操作，如何進(jìn)一步提高巡檢的科技含量和巡檢的實(shí)際效果，對(duì)此進(jìn)行一些探討。

2 電機(jī)設(shè)備的監(jiān)測(cè)參數(shù)

目前傳感器在工業(yè)中的應(yīng)用逐步擴(kuò)展，在大型精密制造中，多參數(shù)實(shí)時(shí)反饋調(diào)節(jié)是控制工程里常用的方式。船閘電機(jī)運(yùn)行的工作情況，可以通過(guò)采集一些數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，如電流電壓值、振動(dòng)頻率、徑向轉(zhuǎn)速、磁場(chǎng)變化等[1]，以此為基礎(chǔ)研究電機(jī)的運(yùn)行特征，判斷正常電機(jī)的工作曲線和異常工況的產(chǎn)生原因，對(duì)設(shè)備缺陷進(jìn)行初步診斷。通過(guò)以上參數(shù)的收集，還可以和5G物聯(lián)網(wǎng)等先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)相結(jié)合，改進(jìn)船閘電機(jī)等機(jī)械設(shè)備的裝備水平，一定程度上提高電機(jī)復(fù)雜工況的應(yīng)對(duì)能力[2]，延長(zhǎng)設(shè)備正常工況的使用壽命。

3對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的處理和應(yīng)用

特征工程方法是目前常見的的故障診斷方法之一，基于特征工程處理，目的是最大限度地從原始數(shù)據(jù)中提取特征以供算法和模型使用。對(duì)技術(shù)人員要求較高，需對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行選取和處理，才能應(yīng)用于計(jì)算程序?qū)ζ溥M(jìn)行分析。船閘電機(jī)等設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)收集和數(shù)據(jù)庫(kù)建立，是一個(gè)綜合和相對(duì)復(fù)雜的工程。船閘機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，存在諸多不可預(yù)測(cè)因素，傳感器收集到的數(shù)據(jù)可能存在噪音失真等現(xiàn)象，沒(méi)有數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)比分析，使得靠純粹監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)應(yīng)用電腦程序診斷分析故障變得十分復(fù)雜和困難。 因此人工干預(yù)進(jìn)行特征提取的故障診斷方法存在一定的局限性。近年來(lái)，隨著機(jī)器學(xué)習(xí)、人工智能領(lǐng)域的不斷發(fā)展，機(jī)器學(xué)習(xí)這種能夠自主挖掘數(shù)據(jù)內(nèi)在特征，自適應(yīng)改進(jìn)算法的技術(shù)得到越來(lái)越多的應(yīng)用。在船閘電機(jī)設(shè)備的缺陷和故障診斷中，工業(yè)電機(jī)的缺陷種類非常多，故障現(xiàn)象也比較復(fù)雜，單純船閘電機(jī)設(shè)備故障標(biāo)記數(shù)據(jù)樣本有限[3]。為了能夠更全面地挖掘電機(jī)數(shù)據(jù)中所包含的故障特征，可運(yùn)用機(jī)器學(xué)習(xí)方式從大量工業(yè)電機(jī)的工作狀況參數(shù)中學(xué)習(xí)到有效的特征值用于故障判斷，實(shí)現(xiàn)故障特征識(shí)別到分類的全過(guò)程的智能化，建立一套工業(yè)電機(jī)的故障數(shù)據(jù)庫(kù)模型，廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中電機(jī)設(shè)備的監(jiān)測(cè)運(yùn)行。

4智能終端巡檢技術(shù)的可行性

通過(guò)對(duì)船閘電機(jī)設(shè)備實(shí)時(shí)的監(jiān)控，能更好的反映船閘電機(jī)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。對(duì)于船閘電機(jī)過(guò)熱、電機(jī)異響等情況，有了連續(xù)的數(shù)據(jù)記錄查詢，能夠發(fā)現(xiàn)其變化的曲線。一定程度上，輔助巡檢人員科學(xué)判斷船閘電機(jī)設(shè)備的運(yùn)行情況，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)電機(jī)軸承潤(rùn)滑失效等異常情況，及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)油保養(yǎng)，減少了船閘電機(jī)設(shè)備的在異常工況下的運(yùn)行時(shí)間，能夠延長(zhǎng)船閘電機(jī)等設(shè)備的正常工況和使用壽命，具有有一定的積極意義。

船閘日常巡檢中，最重要的是設(shè)備的動(dòng)機(jī)巡檢。即理想情況下每個(gè)班次能對(duì)船閘各個(gè)機(jī)房電機(jī)等設(shè)備的啟動(dòng)和停機(jī)過(guò)程進(jìn)行觀測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常。然而實(shí)際巡檢中，由于船閘各個(gè)機(jī)房位置相對(duì)分散，單個(gè)機(jī)房運(yùn)行間隔時(shí)間較長(zhǎng)，單個(gè)巡檢人員在日常巡檢中難以對(duì)所有設(shè)備達(dá)到動(dòng)機(jī)巡檢的要求。如果有像手機(jī)大小一樣的智能終端巡檢設(shè)備，抵達(dá)每處機(jī)房拍照上傳。對(duì)每個(gè)機(jī)房的工作情況通過(guò)傳感器記錄的運(yùn)行數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比較分析，輔助巡檢人員判斷設(shè)備工況。對(duì)于異常工況設(shè)備，提醒巡檢人員在下次動(dòng)機(jī)時(shí)抵達(dá)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行細(xì)致觀察，并通過(guò)電機(jī)等設(shè)備傳感器上的5G物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)據(jù)庫(kù)和專業(yè)技術(shù)人員，聯(lián)合分析設(shè)備異常工況原因，及時(shí)處置相關(guān)設(shè)備運(yùn)行缺陷[4]。

5對(duì)船閘設(shè)備運(yùn)行的積極意義

有效避免了船閘電機(jī)等設(shè)備“帶病運(yùn)行”，通過(guò)智能化巡檢系統(tǒng)，輔助達(dá)到了船閘電機(jī)等設(shè)備每班次百分百動(dòng)機(jī)巡檢的高頻次要求，對(duì)于缺陷設(shè)備的及時(shí)發(fā)現(xiàn)和維護(hù)保養(yǎng)，有積極的意義。因?yàn)榇l停航檢修對(duì)航運(yùn)影響較大，且高水頭單級(jí)船閘計(jì)劃性停航檢修間隔較長(zhǎng)。對(duì)船閘電機(jī)等設(shè)備進(jìn)行適當(dāng)?shù)母潞透倪M(jìn)，輔助以更高水平的智能監(jiān)測(cè)輔助系統(tǒng)，及時(shí)有效的進(jìn)行設(shè)備保養(yǎng)和日常維護(hù)，對(duì)船閘設(shè)備維護(hù)正常的工況和延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命有一定積極的意義。

6 結(jié)論

電機(jī)的智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在船閘設(shè)備的智能化改造中有很大的應(yīng)用前景，當(dāng)前電機(jī)等設(shè)備，除了終端控制系統(tǒng)里的電流、溫度、角度傳感器外，其他的傳感器還比較缺乏。為了保持系統(tǒng)的穩(wěn)定性，可以單獨(dú)新增一套智能監(jiān)測(cè)巡檢系統(tǒng)，由5G物聯(lián)網(wǎng)等與傳感器相連，與綜合數(shù)據(jù)庫(kù)比對(duì)輔助判斷各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行情況。提高設(shè)備巡檢和維護(hù)保養(yǎng)水平，從純粹的外觀完好性判斷和異響識(shí)別的人工巡檢，到智能化多維度，綜合振動(dòng)、溫度、電流、潤(rùn)滑情況等參數(shù)，輔助機(jī)器學(xué)習(xí)云計(jì)算數(shù)據(jù)庫(kù)等技術(shù)手段，推進(jìn)高水平的船閘生產(chǎn)工業(yè)系統(tǒng)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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[3]李軒，徐志科，周玲，金龍，戴德嵩，潘志翔，龔龍中.基于超聲波電機(jī)的線路巡檢機(jī)器人伺服控制系統(tǒng)[J].電氣自動(dòng)化，2017，39（03）：9-11.

[4]劉溫波.設(shè)備點(diǎn)巡檢管理系統(tǒng)的應(yīng)用[J].設(shè)備管理與維修，2010，{4}（07）：6-7.

作者簡(jiǎn)介：周俊宇（1994.1），男，湖北宜昌人，本科，助理工程師，研究方向;船閘設(shè)備運(yùn)行與維護(hù)，工作單位;長(zhǎng)江三峽通航管理局，聯(lián)系電話;15171506050。