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[關(guān)鍵詞]電氣設(shè)備；故障分析；診斷系統(tǒng)；研究分析

中圖分類號：TM507 文獻標識號：A 文章編號：2306-1499（2014）13-0027-01

促進經(jīng)濟發(fā)展的根本動力是生產(chǎn)力的發(fā)展，只有提高了生產(chǎn)力，生產(chǎn)技術(shù)才會得以提高，經(jīng)濟效益才能發(fā)生質(zhì)的改變。社會是不斷向前發(fā)展的，生產(chǎn)力發(fā)展就是其中一個重要的體現(xiàn)，在社會、經(jīng)濟快速進步的這個過程中，電氣設(shè)備發(fā)揮了無比大的價值。在歡慶之余，也應該看到電氣設(shè)備的不足之處。如果電氣設(shè)備一旦發(fā)生問題，由于網(wǎng)絡(luò)、電氣等科技產(chǎn)品具有很強的整體性和連帶性，那么發(fā)生的后果將是無法挽回的，嚴重的話整個系統(tǒng)將會發(fā)生癱瘓。因此在使用電氣設(shè)備的基礎(chǔ)上，也要注重電氣設(shè)備的故障檢測，及時修復電氣設(shè)備故障，掌握電氣設(shè)備的相關(guān)應用知識，利用電氣設(shè)備故障診斷系統(tǒng)排除因為設(shè)備故障而發(fā)生任何后果的情況，避免企業(yè)的生產(chǎn)受到損失和延退，更好地促進社會的發(fā)展和經(jīng)濟效益的提高。

1.電氣設(shè)備故障診斷的必要性

進行電氣設(shè)備故障診斷主要有兩個方面的原因，一方面是隨著全球經(jīng)濟政治一體化的趨勢日益顯著，整個世界已經(jīng)連成一個整體，各國經(jīng)濟貿(mào)易日益密切，這些都說明了在以后經(jīng)濟的發(fā)展中，電氣設(shè)備更加發(fā)揮著重要的作用。經(jīng)濟交易是連接生產(chǎn)和消費的橋梁，只有保障企業(yè)進行安全的生產(chǎn)才能保證經(jīng)濟交易的成功。而企業(yè)安全生產(chǎn)的保證就必須依靠電氣設(shè)備的安全應用。古往今來，每一家企業(yè)都明白生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量的好壞直接關(guān)系著企業(yè)的信譽和前景，并希望自己的產(chǎn)品能夠達到工業(yè)品的質(zhì)量要求，在此基礎(chǔ)上，企業(yè)也希望所付出的成本代價較低，為企業(yè)后續(xù)的資金運作提供一個良好的平臺。電氣設(shè)備不僅能夠保證企業(yè)產(chǎn)品的安全，還可以避免企業(yè)因為設(shè)備不善而不斷投入資金造成巨大的成本損失。因此，企業(yè)必須采取科學的手段對企業(yè)電氣設(shè)備進行科學準確地檢測，對電氣設(shè)備的故障進行精確可靠的分析，運用科學的技術(shù)方法的監(jiān)測和故障診斷措施對生產(chǎn)裝置的電氣設(shè)備進行及時的檢修維護的工作。這樣就可以預先知道電氣設(shè)備存在的安全隱患，并根據(jù)故障分析結(jié)果，進行相應的措施和防范，及時改善電氣設(shè)備的不足和問題之源，在最短的時間里解決隱患問題和出現(xiàn)的故障問題。

另一方面是工業(yè)所應用的電氣設(shè)備稍微不注意，一般都比較容易受到磨損。當設(shè)備受到磨損后，就會阻礙企業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)。導致電氣設(shè)備發(fā)生磨損主要有以下兩大原因。第一個原因主要是設(shè)備的外部表面的原因，由于員工在工作的時候沒有多加注意造成機器外部的摩擦、電線的熔斷以及短路電線磨出火花等等問題。第二個原因主要是設(shè)備內(nèi)部的原因，比如設(shè)備內(nèi)在的零件軸承不咬合，部分零件的損壞和部分元件不能像正常那樣發(fā)揮本具有的價值，這些問題都是當時選取設(shè)備的時候采購方面出現(xiàn)問題造成的，例如無意間采購了不合格的產(chǎn)品等等。所以為了避免電氣設(shè)備發(fā)生損壞而造成無法彌補的過錯，必須對電氣設(shè)備的故障進行日常檢查和維修，利用電氣設(shè)備故障診斷系統(tǒng)來進行處理。

2.電氣設(shè)備故障診斷系統(tǒng)的構(gòu)成

電氣設(shè)備故障診斷系統(tǒng)主要由人機接口、數(shù)據(jù)庫、推理機、知識獲取設(shè)備這幾部分組成。

2.1人機接口

人機接口主要是連接用戶和故障診斷系統(tǒng)的橋梁，用戶可以通過人機接口將受到的信息進行更加準確、更加科學的處理，最后整理出實效信息，在一定程度上保證了信息的可靠性和精準性。

2.2數(shù)據(jù)庫

數(shù)據(jù)庫主要有靜態(tài)數(shù)據(jù)庫和動態(tài)數(shù)據(jù)庫兩種表現(xiàn)形式，不同的形式有著不同的作用途徑。靜態(tài)數(shù)據(jù)庫是通過產(chǎn)生式的規(guī)則來獲取數(shù)據(jù)，而動態(tài)數(shù)據(jù)庫則是在系統(tǒng)運行過程中進行數(shù)據(jù)的存儲處理。雖然數(shù)據(jù)庫的表現(xiàn)形式不同，產(chǎn)生作用的途徑不同，但是這兩種方式都可以對故障進行檢測和研究，其重要地位不可小覷。

2.3推理機

推理機和數(shù)據(jù)庫有相同點，但是也有不同點。相同點是他們都可以有效地對電氣設(shè)備提供相應的技術(shù)支持，進而更好地為電氣設(shè)備提供一個有效的故障診斷系統(tǒng)。兩者的不同點在于推理機要比數(shù)據(jù)庫更加具體，處理故障比較細微的地方。根據(jù)故障診斷系統(tǒng)反饋的數(shù)據(jù)來對電氣設(shè)備的故障進行推理，從而可以確定電氣設(shè)備的部位，找出電氣設(shè)備發(fā)生故障的根本原因，針對下藥，采取正確的措施來使得電氣設(shè)備更好的工作和發(fā)揮作用。缺少了推理機，則無法完成故障分析和故障修復，因此，推理機在整個故障診斷系統(tǒng)中占有重要的位置。

2.4知識獲取設(shè)備

知識獲取設(shè)備主要和故障診斷系統(tǒng)性能的高低有著重要的聯(lián)系。通過知識獲取設(shè)備可以掌握有關(guān)故障的一切知識，也可以借鑒前期的經(jīng)驗總結(jié)?？傊谥R獲取設(shè)備的基礎(chǔ)上，將經(jīng)驗和知識兩者相結(jié)合，使得診斷系統(tǒng)日益完善，其功能也不斷提高。

3.電氣設(shè)備故障診斷系統(tǒng)的作用

3.1保護作用

電氣設(shè)備故障診斷系統(tǒng)可以對電氣設(shè)備進行強有力的保護，通過對電氣設(shè)備進行故障診斷和故障分析，保證電氣設(shè)備的更新程度和更新頻率，可以使電氣設(shè)備更好地投入到工作中。也可以提前了解電氣設(shè)備的質(zhì)量，根據(jù)數(shù)據(jù)反饋來進行故障預防，這樣可以降低修復故障的成本。

3.2能夠有效地處理設(shè)備故障

電氣設(shè)備診斷系統(tǒng)不僅可以為設(shè)備進行診斷，還可以對設(shè)備的故障處理進行指導。在找出故障的基礎(chǔ)上，進一步地分析故障產(chǎn)生的原因，條件，從而有針對性地提供一個故障解決的計劃，而且這個計劃具有最優(yōu)性。當遇到其他問題時，也可以為人們提供一個比較好的處理規(guī)劃。

3.3診斷作用

通過電氣設(shè)備故障診斷系統(tǒng)，人們可以找到發(fā)生故障的位置，明白哪里出現(xiàn)了問題。首先，在最開始進行設(shè)備的診斷時，在系統(tǒng)的選擇頁面選擇需要進行故障診斷的設(shè)備；其次，根據(jù)所選擇的的設(shè)備來調(diào)取相應的數(shù)據(jù)庫，以數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)找出準確的故障發(fā)生點；最后，根據(jù)數(shù)據(jù)庫來進行故障原因的分析，為故障的診斷提供依據(jù)。

參考文獻

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【關(guān)鍵詞】煤礦機電；遠程監(jiān)控；故障診斷；設(shè)備管理

由于煤礦機電處于相對惡劣的工作環(huán)境中，煤礦機電設(shè)備多承受變載荷，煤礦機電的監(jiān)控與故障診斷要求實時性較高，機械的故障原因復雜。對于煤礦機電設(shè)備的管理，只有可靠的及時的監(jiān)控技術(shù)和故障診斷系統(tǒng)，才可以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定安全性能，降低管理運行成本。煤礦機電設(shè)備監(jiān)控與診斷系統(tǒng)采取了數(shù)據(jù)的采集與集中監(jiān)測顯示的方式實現(xiàn)設(shè)備的動態(tài)診斷，這種方式在設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)測中起到重要作用，及時準確地診斷分析出機電設(shè)備可能出現(xiàn)的故障。

1．機電設(shè)備管理信息系統(tǒng)的目標

機電設(shè)備管理水平的高低、設(shè)備運行的好壞、設(shè)備有效作業(yè)率的高低直接關(guān)系到煤礦生產(chǎn)計劃的制定、實施、產(chǎn)品、質(zhì)量、原材料的消耗以及工藝指標的控制等方面，因此，開發(fā)和建立煤礦機電設(shè)備管理信息系統(tǒng)有著重要意義。機電設(shè)備管理信息系統(tǒng)的目標如下：(1)對企業(yè)內(nèi)的設(shè)備檔案、運行狀態(tài)、維修計劃等進行維護、查詢，為各級管理部門提供所需的設(shè)備統(tǒng)計、查詢數(shù)據(jù)。建立符合煤礦生產(chǎn)的設(shè)備管理系統(tǒng)，以保障設(shè)備信息的動態(tài)完整性、可靠及時性。(2)機電設(shè)備管理子系統(tǒng)應將全部的設(shè)備管理部門、設(shè)備使用部門、財務(wù)等相關(guān)部門聯(lián)系起來，達到數(shù)據(jù)共享，形成一個完整的設(shè)備管理體系。(3)設(shè)備維修管理，支持輔助編制設(shè)備維修計劃功能；提供記錄歷次設(shè)備維修情況的輸入、存儲功能；提供反映維修計劃、執(zhí)行情況的相關(guān)數(shù)據(jù)；提供維修分析功能。(4)設(shè)備改造管理，支持輔助編制設(shè)備改造計劃功能；提供記錄歷次設(shè)備維改造情況的輸入、存儲功能；提供反映改造計劃、執(zhí)行情況的相關(guān)數(shù)據(jù)。(5)設(shè)備運行管理，提供設(shè)備完好率等統(tǒng)計數(shù)據(jù)，以反映設(shè)備技術(shù)狀態(tài)和管理水平。煤礦檢測與診斷系統(tǒng)可以直觀地反映設(shè)備的運行狀態(tài)、運行效率及設(shè)備的安全狀況，對設(shè)備進行及時的跟蹤反饋，動態(tài)的展示機電設(shè)備的運行狀態(tài)，以方便制定出合理的維修、保養(yǎng)計劃，使設(shè)備因故障造成的停工時間降到最短，延長設(shè)備的使用壽命，降低庫存量，增加經(jīng)濟效益。

2.煤礦機電監(jiān)控與故障診斷系統(tǒng)的原理

2.1現(xiàn)場總線技術(shù)

現(xiàn)場總線技術(shù)是近年來迅速發(fā)展起來的一種工業(yè)數(shù)據(jù)總線，它主要解決工業(yè)現(xiàn)場的智能化儀器儀表、控制器、執(zhí)行機構(gòu)等現(xiàn)場設(shè)備間的數(shù)字通信以及這些現(xiàn)場控制設(shè)備和高級控制系統(tǒng)之間的信息傳遞問題。由于現(xiàn)場總線簡單、可靠、經(jīng)濟實用等一系列突出的優(yōu)點，因而受到了許多標準團體和計算機廠商的高度重視?，F(xiàn)場總線技術(shù)溝通了煤礦生產(chǎn)過程現(xiàn)場及控制設(shè)備之間及其與更高控制管理層次之間的聯(lián)系。它不僅是一個基層網(wǎng)絡(luò)，而且還是一種開放式、新型全分布控制系統(tǒng)?，F(xiàn)場總線技術(shù)是以智能傳感、控制、計算機、數(shù)字通訊等技術(shù)為主要內(nèi)容的綜合技術(shù)，對于煤礦機電設(shè)備的管理起著重要的作用。

2.2小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

小波分析 (wavelet Analysis) 是 20 世紀 80 年代中期發(fā)展起來的一門數(shù)學理論和方法 ,由法國科學家Grossman和Morlet 在進行地震信號分析時提出的,隨后迅速發(fā)展。小波分析的出現(xiàn)被認為是傅立葉分析的突破性進展 ,在逼近論、微分方程、模識識別、計算機視覺、圖像處理、非線性科學等方面使用小波分析取得于許多突破性進展。

小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)通過現(xiàn)場調(diào)研收集1000 組傳感器收集的常見檢測記錄，依據(jù)不同的故障診斷方法、疑似故障的內(nèi)部檢查、專家討論分析等方法確定出相應的故障類型。溫度監(jiān)測技術(shù)也己廣泛應用于煤礦設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測，但設(shè)備在即將出現(xiàn)事故溫度才會急劇上升，因此溫度檢測難以完成設(shè)備安全監(jiān)測和早期預警的重任和及時報警的現(xiàn)場要求。鐵譜技術(shù)是現(xiàn)階段煤礦行業(yè)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷常用技術(shù)，美國煤礦開展 屑監(jiān)測工作較早，然而，在應用鐵譜分析技術(shù)屬于離線監(jiān)測，大多還是從設(shè)備現(xiàn)場采集油樣，再在實驗室制作譜片進行油液成分分析，分析周期相對較長，速度慢，降低了設(shè)備監(jiān)測的實時性。振動監(jiān)測技術(shù)利用振動信號對設(shè)備進行診斷，是設(shè)備故障診斷最常用、最有效的方法之一。設(shè)備振動信號中包含了系統(tǒng)、零部件由于磨損、疲勞、老化等因素引起的劣化和失效等重要信息，通過對振動信號進行采集、分析和處理，可以監(jiān)測設(shè)備的運行狀態(tài)，識別機械設(shè)備的故障類型、故障來源，從而為設(shè)備的維修提供依據(jù)，以達到保障設(shè)備安全運行的目的。

3.機電監(jiān)控與故障診斷系統(tǒng)的實際應用

以下是通過振動分析儀對煤礦通風機設(shè)備進行的故障診斷數(shù)據(jù)及處理過程：(1)振動加速度信號波形：振動峰峰值大小為81.6m/ss(8.16g) 峭度指標:1.8103；(2)振動烈度信號波形：振動烈度為29.7mm/s（最大值*0.707）；(3)振動加速度信號包絡(luò)譜分析。

分析結(jié)果：一是風機軸承型號為NU324，軸承故障頻率為內(nèi)圈損傷故障頻率97.5Hz，外圈損傷故障頻率為65Hz，滾動體損傷故障頻率為60Hz。分析圖譜中未發(fā)現(xiàn)與軸承各故障頻率相對應的成分；二是從振動加速度時域波形可以看出風機振動劇烈，峰峰值達到80m/ss，此外，時域波形上存在雜亂毛刺，說明風機零部件存在摩擦現(xiàn)象；三是振動加速度信號頻譜圖中沒有出現(xiàn)明顯的軸承故障頻率成分，在700Hz附近存在明顯的邊頻帶現(xiàn)象，對振動信號進行包絡(luò)解調(diào)分析，得出的調(diào)制頻率為12.5Hz，與風機旋轉(zhuǎn)頻率750rpm相對應；四是由于振動加速度信號振動峭度指標為1.8，小于3，所以風機振動劇烈原因不是由軸承故障引起的沖擊性故障；五是由振動波形中摩擦現(xiàn)象，以及故障調(diào)制頻率12.5Hz，可以判斷風機振動劇烈原因與葉片有關(guān)，且葉片存在摩擦現(xiàn)象。

結(jié)論：檢修發(fā)現(xiàn)剛安裝風機的葉片與機殼出現(xiàn)嚴重摩擦，檢修后運行正常。

總之，煤礦機電設(shè)備管理涉及內(nèi)容廣泛，信息復雜，數(shù)據(jù)量大。在傳統(tǒng)手工管理方式下，信息的采集和反饋速度慢，數(shù)據(jù)失真、丟失嚴重，導致了設(shè)備管理的各個環(huán)節(jié)相互脫節(jié)，各種指標的分析不準確，計劃與實際脫離，影響了設(shè)備管理水平的提高。因此，企業(yè)開發(fā)設(shè)備管理信息系統(tǒng)的基本任務(wù)，就是要通過將信息技術(shù)和管理技術(shù)結(jié)合，利用計算機輔助設(shè)備管理人員的工作，提高工作效率，達到促進設(shè)備管理現(xiàn)代化，為提高企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量、降低消耗、確保安全生產(chǎn)、增加經(jīng)濟效益等服務(wù)的目的。

煤礦機電監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)及時準確識別核心零部件故障的微弱特征信號，必將為潛在故障預示和演化、壽命預測和制定維修策略提供技術(shù)支持，從而提高煤礦關(guān)鍵裝備整體運行安全性和可靠性，實現(xiàn)由“事后維修”到“預知維修”的轉(zhuǎn)變，避免意外停機及惡性事故發(fā)生，具有巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。

【參考文獻】

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關(guān)鍵詞　電力gis設(shè)備；故障診斷。局部放電

引言

電力gis設(shè)備(gas-insulated metal-enclosed switch gear，氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備)是由斷路器、接地開關(guān)、母線等元件直接聯(lián)到一起，并壘部封閉在接地的金屬外殼內(nèi)，殼內(nèi)充以一定壓力的絕緣氣體作為滅弧介質(zhì)。近年來，隨著城市電網(wǎng)建設(shè)的發(fā)展，gis變電站的數(shù)量不斷增加。gis因其具有的諸多優(yōu)點，已經(jīng)成為主導開關(guān)設(shè)備。但是，由于電力gis設(shè)備本身的封閉性，使得故障檢測和診斷相對困難，同時該類設(shè)備內(nèi)部場強又很高，一旦出現(xiàn)內(nèi)部缺陷，極易發(fā)生設(shè)備故障，嚴重時發(fā)生爆炸，造成巨大損失。到目前為止，國內(nèi)已發(fā)生多起由于電力gis／斷路器絕緣故障引起的變電站事故，例如韶關(guān)和溪電站的110kv gis、江門的220kv和500kvgis、大亞灣的400kvgis、云南臨滄大朝山500kvgis等都發(fā)生過絕緣事故。為提高供電可靠性，及時發(fā)現(xiàn)事故的征兆，避免重大事故，同時也是為了減少盲目的定期檢修造成的停電、人力物力浪費和可能的設(shè)備損壞，具備一套完整準確的電力gis設(shè)備故障診斷與分析綜合系統(tǒng)是非常必要的。

一、設(shè)計原則

由于gis設(shè)備本身的特性，除微水等少數(shù)試驗項目外，現(xiàn)行的高壓電氣設(shè)備預防性實驗方法大多無法用于gis設(shè)備。一般來講，在電力gis設(shè)備在現(xiàn)場安裝前，只進行耐壓試驗，驗證其運輸和安裝過程中是否受損以及檢查其重新組裝的正確性。統(tǒng)計表明，通過試驗的gis設(shè)備如果存在的一些缺陷，最初可能無害，也不容易發(fā)現(xiàn)，但隨著運行年限的延長，在開關(guān)操作震動和靜電力作用下，異物碎屑的移動或是絕緣的老化等可能產(chǎn)生局部的放電現(xiàn)象，以致最終發(fā)展為擊穿放電事故。研究表明，gis設(shè)備內(nèi)部故障以絕緣性故障為多。gis設(shè)備的局部放電往往是絕緣性故障的先兆和表現(xiàn)形式。一般認為，gis設(shè)備中放電使sf6氣體分解，嚴重影響電場分布，導致電場畸變，絕緣材料腐蝕，最終引發(fā)絕緣擊穿。實踐證明，開展局部放電檢測可以有效避免gis事故的發(fā)生。針對上述問題，對于電力gis設(shè)備的故障診斷和分析系統(tǒng)要具有高靈敏度、強抗干擾性，盡量避免設(shè)備的體內(nèi)傳感器。在設(shè)計上可概括為：按照模塊化、通用化、標準化的原則，通過對電力gis設(shè)備局部放電現(xiàn)象的研究，設(shè)計電力gis設(shè)備故障診斷模型，以及電力gis設(shè)備通用故障檢測算法和分析決策算法，構(gòu)建由硬軟件結(jié)合的電力gis設(shè)備故障綜合診斷系統(tǒng)。軟件研發(fā)過程采用了面向構(gòu)件的設(shè)計方法，為系統(tǒng)日后升級提供了必要條件，同時也為最終實現(xiàn)一個綜合的電力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測綜合管理系統(tǒng)奠定基礎(chǔ)。另外，設(shè)計過程中系統(tǒng)突出資源共享的特性，力求實現(xiàn)電氣設(shè)備故障綜合診斷系統(tǒng)和其他電力軟件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享、信息交換。

二　系統(tǒng)總體設(shè)計方案

電力gis設(shè)備故障綜合診斷系統(tǒng)在體系上主要由狀態(tài)監(jiān)測單元、數(shù)據(jù)預處理與初判單元和服務(wù)器三部分組成。具體結(jié)構(gòu)見圖1。系統(tǒng)通過gi s設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測單元獲得電力g r s設(shè)備運行時狀態(tài)監(jiān)測關(guān)鍵數(shù)據(jù)，上傳至上位主機，在主機中提取特征信息，進行一般的設(shè)備狀態(tài)判別與分類，并將提取的數(shù)據(jù)通過上位主機借助網(wǎng)絡(luò)上傳至服務(wù)器，建立數(shù)據(jù)庫，通過智能算法對異常設(shè)備進行深入的多層次地識別與分析，得出準確的故障定位與故障種類，同時進行趨勢預測，為診斷決策提供依據(jù)，利用分析后的結(jié)論來進行設(shè)備維修和更換的科學合理的決策。

三、系統(tǒng)功能分析

(一)狀態(tài)監(jiān)測單元

該部分主要由氣體密度測量裝置傳感器和局部放電監(jiān)測裝置傳感器等功能模塊組成，監(jiān)測設(shè)備的運行狀態(tài)，完成測量信號的模數(shù)轉(zhuǎn)換和預處理。其原理框圖如圖2。其中針對監(jiān)測中抗干擾性、檢測靈敏度，以及滿足避免電力gis設(shè)備體內(nèi)傳感器的要求，在局部放電監(jiān)測中采用gi s局部放電uhf信號傳感。

(二)數(shù)據(jù)預處理與初判單元

通過u sb接口接收狀態(tài)監(jiān)測單元的狀態(tài)數(shù)據(jù)信息，對接收的設(shè)備氣體密度狀態(tài)數(shù)據(jù)同標準數(shù)據(jù)進行比對，若超出正常范圍則報警；對所接收的局部放電信號進行特征提取，并同典型波形進行初步比對，進行初步判別；將狀態(tài)信息上傳至服務(wù)器，以便建立數(shù)據(jù)庫。

(三)服務(wù)器

在系統(tǒng)中服務(wù)器端主要實現(xiàn)以下功能：海量數(shù)據(jù)存儲與處理，提取關(guān)鍵特征數(shù)據(jù)，對電力gis設(shè)備進行多層次的故障診斷分析。實現(xiàn)gis設(shè)備重要參數(shù)的長期狀態(tài)監(jiān)測，進行分布式數(shù)據(jù)存儲。系統(tǒng)不僅要提供gis現(xiàn)有的狀態(tài)，而且還能通過這些數(shù)據(jù)分析各種重要參數(shù)的變化趨勢，識別gis設(shè)備可能存在的故障}通過數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)將有益于動態(tài)分析的數(shù)據(jù)從大量的監(jiān)測數(shù)據(jù)中提取出來，形成故障特征數(shù)據(jù)樣本；由淺入深地從不同層面對監(jiān)測到的電力gis設(shè)備數(shù)據(jù)進行動態(tài)分析。結(jié)合智能化解決方案，對異常數(shù)據(jù)進行動態(tài)分析和趨勢分析，辨別設(shè)備狀態(tài)，對存在故障隱患的設(shè)備進行跟蹤，適時報警，做出對電力gis設(shè)備科學合理的維修和更換策略。制定維修計劃、合理地下達維修工單，根據(jù)系統(tǒng)中得出的設(shè)備狀態(tài)的結(jié)論，實現(xiàn)預防性維修、以可靠性為中心的維修以及狀態(tài)維修等幾種維修模式，合理制定電力gis設(shè)備檢修。同時，對每次維修的維修成本進行總體量化，對電力網(wǎng)絡(luò)中多個gis設(shè)備的維修做出合理決策。同時將設(shè)備整體情況進行實時分析與決策，以工作單的提交為執(zhí)行主線，對進行檢修和維護人員的工作進行規(guī)范，把檢修過程中責任明確到個人，杜絕事故的發(fā)生。

篇4

論文關(guān)鍵詞：測試系統(tǒng)，BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，故障診斷

 

引 言

系統(tǒng)測試是導彈發(fā)射前必要的過程，測試的快速性和有效性直接影響到導彈的正常發(fā)射，因此要時刻確保導彈的測試系統(tǒng)的處于良好狀態(tài)，才能做到對導彈的及時保障。而導彈的測試系統(tǒng)是一個非常復雜的系統(tǒng)，具有系統(tǒng)性強、結(jié)構(gòu)復雜的特點，一旦發(fā)生故障很難排查。多層前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及其誤差向后傳播的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是目前應用最成功的一種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，本文以導彈伺服機構(gòu)測試設(shè)備的故障為例，將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)引入測試設(shè)備的故障診斷中，使故障診斷更加方便、快捷，對增強導彈部隊的生存能力有著重要意義。

1 BP（Back Propagation）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)及學習算法

1.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)及數(shù)學描述

標準的BP網(wǎng)絡(luò)由三層神經(jīng)元組成，由于三層前向神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以實現(xiàn)以任意精度逼近任意連續(xù)函數(shù)，所以本文只研究三層.BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及其學習算法。圖1是一個典型的三層前向網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖[1，3]。圖中圓圈代表神經(jīng)元，?（.）是作用函數(shù)測試系統(tǒng)，多層前向神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的作用函數(shù)是sigmoid函數(shù)。輸入層對應于故障現(xiàn)象，輸出層對應于故障原因。設(shè)輸入層有m個節(jié)點，輸出層有n個節(jié)點，隱含層節(jié)點的數(shù)目u可根據(jù)需要設(shè)置。

隱含層中的節(jié)點輸出函數(shù)為

（1）

輸出層中節(jié)點的輸出函數(shù)為

（2）

式中，；――輸入層輸入，也是輸入層輸出；

――輸入層到隱含層間的連接權(quán)；――隱含層到輸出層間的連接權(quán)；

――隱含層的閾值；――輸出層單元閾值。

1.2 BP網(wǎng)絡(luò)的學習算法

BP網(wǎng)絡(luò)自學習原理[3-4]：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學習時輸出層出現(xiàn)的與事實不符的誤差，歸結(jié)為連接層中各節(jié)點連接權(quán)及閩值的過錯，通過把輸出層節(jié)點的輸出誤差逐層向輸入層逆向傳播以分給各連接節(jié)點，可算出各連接點的參考誤差，并據(jù)此對各連接權(quán)進行相應的調(diào)整，使網(wǎng)絡(luò)達到適合要求的輸出，實現(xiàn)訓練模式對A（k）--C（k)(k= 1,2,3......， N)的映射，其中

C(k)=(C1（k),C2 (k),...,Cn（k))――第k個輸出樣本

A(k)=(a1(k),a2(k),...,am(k))，――第k個輸入樣本

ai(k),cj(k)∈R (R為實數(shù)域)

概括起來，BP網(wǎng)絡(luò)的自學習算法如下：

（1）給、、、隨機賦一個（0，1）之間的較小值；

（2）將的值輸入給輸入層節(jié)點，輸入層節(jié)點激活值，依次正向計算、；

（3）計算輸出層節(jié)點輸出與期望輸出值的誤差；

（4）向隱含層節(jié)點反向分配誤差

（5）權(quán)值調(diào)整

式中為學習步長，一般?。?，1）范圍內(nèi)的值；為動量因子，?。?，1）范圍內(nèi)的值。

（6）閾值調(diào)整

（7）重復（2）至（6），直至對于，誤差變得足夠小或者達到規(guī)定的訓練步數(shù)。

2某伺服機構(gòu)測試系統(tǒng)的故障診斷模型

以某導彈伺服機構(gòu)為例論文提綱怎么寫。伺服機構(gòu)是導彈重要的組成部分，其所處工作狀態(tài)的好壞直接關(guān)系到導彈能否正常發(fā)射，因此伺服機構(gòu)的測試是保障工作必不可少的內(nèi)容。伺服機構(gòu)的測試裝置采用的是智能化和自動化程度較高的測試系統(tǒng)，主要由控制機箱、啟動機箱、計算機、顯示器、打印機等組成測試系統(tǒng)，測試原理框圖如下[2]

伺服機構(gòu)測試系統(tǒng)故障是與測試步驟、測試動作相聯(lián)系的，而且故障可歸類為指示燈、測試儀表和其他三類中。指示燈涵蓋了測試設(shè)備所有的指示燈，對于每一個指示燈，故障可分為動作后不亮或不滅，儀表故障可分為無讀數(shù)或讀數(shù)出現(xiàn)偏差等，其他故障包括計算機顯示錯誤、數(shù)據(jù)傳輸錯誤等。故障定位網(wǎng)絡(luò)主要根據(jù)以上所述完成故障的定位，它通過對測試信號的判別(在線)或用戶的選擇(離線)對故障進行分類，其輸出對應第二層的輸入。第二層網(wǎng)絡(luò)包括漏電故障、計算機故障、綜合測試等診斷網(wǎng)絡(luò)，它們分別完成各自的故障診斷。每個網(wǎng)絡(luò)都是一個前饋式網(wǎng)絡(luò)，包括輸入層、隱含層和輸出層[6]。例如，在建立的故障診斷系統(tǒng)的神經(jīng)子網(wǎng)絡(luò)中，有一網(wǎng)絡(luò)，其輸入輸出符號定義如下表格A:

表格 A

 

符號

代表意義

1

符號

代表意義

1

X1

壓力表1

指示正確

指示不正確

X10

LED顯示

正確

不正確

X2

壓力表2

指示正確

指示不正確

Y1

調(diào)壓電路

正常工作

故障

X3

壓力表3

指示正確

指示不正確

Y2

調(diào)流電路

正常工作

故障

X4

電流表

指示正確

指示不正確

Y3

燈泡1

正常

故障

X5

指示燈1

亮

不亮

Y4

燈泡2

正常

故障

X6

指示燈2

亮

不亮

Y5

燈泡3

正常

故障

X7

指示燈3

亮

不亮

Y6

燈泡4

正常

故障

X8

指示燈4

亮

不亮

Y7

燈泡5

正常

故障

X9

指示燈5

亮

不亮

Y8

數(shù)據(jù)傳輸

篇5

關(guān)鍵詞：熔煉設(shè)備 液壓系統(tǒng) 故障分析 診斷

大型鑄鋼廠一般的熔煉設(shè)備主要包括電弧爐（EAF）、精煉爐（LF）、中頻爐（MF）、真空爐（VOD）及鋼包滑動水口液壓站等。液壓站根據(jù)電氣控制原理、液壓控制原理，分段、分機構(gòu)運行，其動力源主要是電控及液壓系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)的正常運行是確保設(shè)備安全運行的關(guān)鍵。本文主要針對寧夏共享鑄鋼有限公司生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的液壓系統(tǒng)故障進行分析，包括液壓系統(tǒng)污染故障，液壓系統(tǒng)泄漏故障和液壓系統(tǒng)維護不當造成的故障，并給出相應的診斷方法。

1 液壓系統(tǒng)污染故障

1.1 雜質(zhì)污染故障 液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障的主要原因是油液中的雜質(zhì)污染物，多為切屑、毛刺、型砂、涂料、磨料、焊渣、銹片和灰塵等固體顆粒。常見的預防措施如定期濾油、定期清理油箱。清理油箱底部時，最好用和好的面團把雜質(zhì)攢出，同時防止油液的二次污染等。油液過濾器類型及其能過濾的雜質(zhì)直徑如表1所示[1]。

表1 過濾器類型及過濾雜質(zhì)直徑

■

1.2 冷卻水污染故障 鑄鋼廠EAF爐與LF爐的三項電極夾持導電橫臂采用矩形結(jié)構(gòu)銅、鋼復合板焊接，內(nèi)部通水起冷卻作用，腔內(nèi)有氣路、油路。油路是內(nèi)置式，用于開啟三項電極夾持。它的控制元件是兩位兩通電磁換向閥，電磁閥得電時，壓力油接通，液壓缸打開，夾持裝置開啟;電磁閥失電時，回流油口接通，液壓油回流到油箱，三項電極夾持緊鎖。由于油管長期浸泡在水中，容易被腐蝕后產(chǎn)生沙眼，冷卻水便通過沙眼進入油管返回到油箱，對液壓油造成污染。

針對冷卻水污染常用的預防方式有：①在液壓回油管路上加裝LWF1-1型的流量監(jiān)測放大器，它具有自動監(jiān)測流量的功能，與系統(tǒng)電器控制相連。當電磁閥不工作時，如果監(jiān)測到管路有流量就自動切斷回路，避免冷卻水回流進入油箱。②在電極夾持導電橫臂外單獨設(shè)計安裝絕緣良好的液壓管線，從而避免油污染，也解決了管道檢查難，易腐蝕，壽命低的難題，為公司生產(chǎn)節(jié)約成本。

2 液壓閥件故障

當液壓系統(tǒng)換向閥置于中位并停止加壓后，在電極自重作用下，液壓缸活塞桿出現(xiàn)慢慢下滑的現(xiàn)象。分析圖1所示的液壓系統(tǒng)原理，得出造成該現(xiàn)象的原因主要包括以下幾方面。

①液壓缸泄漏;②液壓系統(tǒng)換向閥本身存在的質(zhì)量問題如密封圈老化導致內(nèi)漏;③由于回油背壓過高，液控單向閥的控制油路存在一定的壓力，導致液控單向閥關(guān)閉不嚴，處于開啟狀態(tài)而內(nèi)漏;④回油管路泄漏;⑤冷卻裝置、過濾裝置堵塞故障。

由此得出可能的故障元件包括液壓缸、液壓系統(tǒng)換向閥、液控單向閥、回油管路以及冷卻裝置的過濾裝置。根據(jù)經(jīng)驗判斷，液壓缸出現(xiàn)內(nèi)泄漏的可能性較小;回油管路，冷卻裝置、過濾裝置堵塞造成回油背壓過高的可能性很小。而液壓換向閥由于閥芯與閥套配合間隙小，容易卡緊，導致?lián)Q向不靈，換向不到位容易造成回油背壓過高;液控單向閥本身存在質(zhì)量問題或磨損的可能性亦較大。

■

圖1 液壓系統(tǒng)原理圖

3 液壓系統(tǒng)維護不當造成的故障

灰塵顆粒污染物在液壓缸內(nèi)會加速密封件的損壞，使液壓缸發(fā)生泄漏，導致推力不足或者動作不穩(wěn)定引起爬行故障、濾網(wǎng)堵塞[2]。

因此維護保養(yǎng)時，要注意保持拆解下來的元器件的清潔。①拆開的管道口用干凈白綢布或塑料布包裹防止灰塵和異物進入。②拆解下來的的閥件清洗完成后用白綢布擦拭干凈再進行安裝。③安裝時先排掉少許液壓油再進行正常安裝。④系統(tǒng)運行過程如果出現(xiàn)振動和噪聲等異常現(xiàn)象，立即停止使用并進行故障排查。

4 結(jié)論

一般情況下，液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障前都會伴有各種先兆，如異常噪聲和振動、運動速度不符合要求、運動不穩(wěn)定或不動作、外泄漏加劇、液壓油面下降、液壓油變質(zhì)、油溫急劇升高、管路接頭松動等。目前有的液壓系統(tǒng)配有可預警故障隱患的智能裝置，但監(jiān)測范圍和程度比較局限，應將智能裝置監(jiān)測結(jié)果與定期檢查保養(yǎng)相結(jié)合，保證系統(tǒng)正常運行。

參考文獻：

[1]謬培仁.液壓技術(shù)[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2000.

篇6

【關(guān)鍵詞】 西門子Step7 故障診斷 PLC

1 前言

在計算機、微處理器和數(shù)字通訊技術(shù)的不但發(fā)展之下，計算機控制被廣泛的應用到工業(yè)領(lǐng)域當中。并且隨著社會需求的不斷增大，制造業(yè)也對市場需求做出迅速的反應。為滿足這一要求，自動化生產(chǎn)和生產(chǎn)設(shè)備應具備較好的靈活性和可靠性。因此，可編程序控制器（PLC）的提出，便是為滿足這一發(fā)展要求，具有廣泛的應用，并且具備應用方便和功能強大的應用優(yōu)勢，逐漸的成為現(xiàn)代化的重要支柱，而且已逐步的被應用到工業(yè)領(lǐng)域中，尤其是在自動工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮最為基本的過程控制作用。同時，其質(zhì)量的優(yōu)劣可直接影響到產(chǎn)品的生產(chǎn)。因此，為保證PLC能夠保持良好的運行狀態(tài)，需對其出現(xiàn)的故障進行及時的處理，可采用故障診斷和狀態(tài)監(jiān)測的方式。

2 Step7在PLC故障診斷中的應用

在目前，S7300/400在我國所占有的市場份額較大，其為模塊式的PLC，通過信號模塊、接口模塊、信號模塊、機架、電源模塊和CPU模塊組成。并且該型號具有較強的故障判斷功能，結(jié)合STEP7編程軟件的應用，能夠得到諸多的編程錯誤信息和硬件故障信息。由于其內(nèi)部具有記錄和識別錯誤的功能，可將錯誤信息保存到CUP診斷緩沖區(qū)當中，若是在此過程中出現(xiàn)事件，或是錯誤的發(fā)生，還可將編輯有時間和日期的信息保存在診斷的緩沖區(qū)中，以便于后續(xù)處理措施的制定[1]。

2.1 故障診斷方法

在進行故障診斷前，應先對診斷符號進行了解。依據(jù)診斷符號對模塊故障狀態(tài)和模塊運行的形象表示，可對故障進行及時的了解。若是模塊運行中存在診斷信息，相應的模塊上便會有診斷符號增加，或者是相應模塊對比度下降。診斷符號中顯示的“模塊故障”，其原因可能為診斷被中斷，檢測到故障時，LED發(fā)亮，或是I/O的訪問錯誤；而若是診斷符號顯示為“無法診斷”，則表明不能夠?qū)崿F(xiàn)在線連接，或是其模塊對診斷信息不支持。

在基本的故障診斷的方法中，首先應在管理器當中透過菜單命令，將在線窗口打開。進而將所有的站均打開，看其CPU是否存在指示故障或錯誤的診斷符號。還可使用F1鍵幫助，對診斷符號進行了解。通過對診斷符號的觀察，能夠?qū)PU模塊的相應運行模式進行判斷，主要判斷其是否存在輕質(zhì)變量，以及CUP或是別的模塊是不是存在故障等。同時，還可將在線窗口打開，并在STEP7當中將采用執(zhí)行菜單命令，進而硬件診斷的瀏覽窗口快速的打開，在打開的窗口中會對PLC狀態(tài)有顯示，通過對其分析，可找出診斷模塊中存在的硬件故障，對故障模塊進行雙擊操作，可對故障信息進行詳細的了解。

2.2 故障診斷中模塊信息的應用

在應用模塊信息進行故障診斷時，首先應將模塊信息的窗口打開，之后將其和PLC形成在線連接，選取STEP7中需要檢查的站點，接下來便可執(zhí)相應的菜單命令，在開啟的模塊信息窗口當中，可對選中站點中的CPU模塊信息進行顯示。其次，需使用“Module Information”按鈕，其按鈕可在快速視窗中找到。此外，還可通過對CPU模塊的雙擊，進而將模塊信息窗口打開。最后對于CPU所發(fā)生的故障明細，能夠顯示在模塊信息出口當中診斷緩沖區(qū)的選項卡當中。最后通過對緩沖區(qū)診斷可分析系統(tǒng)錯誤，進而找出其原因，在對事故分類的基礎(chǔ)上，制定出解決的措施[2]。

3 故障處理組織塊的應用

3.1 錯誤處理

相對而言，S7300/400具備較強的檢測錯誤和處理事故的功能?！板e誤”指的是PLC當中存在的編程錯誤，或是功能性錯誤，并非是執(zhí)行裝置，或是外部傳感器存在的故障。在其應用過程中，若是CPU檢測出錯誤。此時，操作系統(tǒng)便會出現(xiàn)對應錯誤的組織模塊，進行錯誤的處理。若是出現(xiàn)的錯誤，缺乏對應的組織模塊，CPU將會進入到相應的STOP模式當中。

3.2 錯誤的分類

根據(jù)組織塊，可將能夠被S7CPU檢測到的錯誤分為兩個基本的類型。其一為異步錯誤，其二為同步錯誤。其中異步錯誤指的是同PLC操作系統(tǒng)和硬件具有密切關(guān)系的錯誤，跟程序的執(zhí)行情況無關(guān)。同時異步錯誤所造成的后果通常較大，其所對應的組織模塊為OB80-OB87和 OB70-OB73。而同步錯誤則是和程序執(zhí)行相關(guān)聯(lián)的錯誤，對應的錯誤處理模塊為OB122和OB121。

除故障組織處理模塊的應用外，還需注重通訊故障的診斷。在各類因素的影響下，PLC自動控制網(wǎng)絡(luò)通常會發(fā)生不同的通訊故障，并且其故障的存在，將會對整個PLC自動控制系統(tǒng)的運行產(chǎn)生較大的影響。因此，若是應用PLC自動控制系統(tǒng)，應盡量的保證通訊的正常應用，確保在發(fā)生故障時，能夠迅速作出反應。其中，西門子S7300/400中的大型和中型的PLC可應用STEP7的編程軟件進行相應程序的編寫，進而診斷處理的各類網(wǎng)絡(luò)通訊中出現(xiàn)的故障[3]。

4 結(jié)語

企業(yè)通過PLC的應用，可達到分布式過程控制的目的，但由于該種形式的分布存在地點分散和需要較多現(xiàn)場設(shè)備的特點。因此，為能夠準確、快速的對PLC所出現(xiàn)的故障進行處理，并盡量減少停機的時間，要求企業(yè)的相應的操作人員需掌握好PLC的診斷方法和狀態(tài)監(jiān)測方法，以此促進企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營效果的提升。同時，由于PLC的故障特點較多，若是處理人員缺乏專業(yè)性知識，在處理中將會導致諸多問題的出現(xiàn)，進而導致問題擴大化發(fā)展。所以作為設(shè)備技術(shù)人員，應對PLC運行狀態(tài)進行較好的掌握，要求能夠?qū)ο鄳某绦蜻M行編寫，進而對分布式PLC系統(tǒng)的外部設(shè)備和通訊故障進行處理，確保其系統(tǒng)的有效性運行。

參考文獻：

[1]孔令峰.西門子PLC系統(tǒng)在切粒機調(diào)刀機構(gòu)控制應用[J].中國科技縱橫，2012，4（2）：191-192.

篇7

[關(guān)鍵詞]電氣設(shè)備；在線監(jiān)測；故障診斷

中圖分類號：TH165+.3 文獻標識碼：B 文章編號：1009-914X（2014）42-0017-01

電氣設(shè)備在日常生產(chǎn)中廣泛應用，卻存在著較為明顯的問題，那就是設(shè)備的故障往往十分常見，影響生產(chǎn)的正常進行。為了在最大程度上消除電氣設(shè)備故障所帶來的影響，可以通過設(shè)計電氣設(shè)備故障診斷系統(tǒng)，來達到在第一時間診斷系統(tǒng)故障并排除故障的目的。

1 電氣設(shè)備在線監(jiān)測實現(xiàn)的方式

1.1 在線監(jiān)測

在線監(jiān)測一般指在設(shè)備不停電、保持正常運行的情況下，安裝在被檢測設(shè)備上的相關(guān)的設(shè)備、儀器，對電力設(shè)備狀況實時進行連續(xù)或周期性自動檢測的過程。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，各類單一功能的在線監(jiān)測系統(tǒng)趨向集成，各種電氣設(shè)備的監(jiān)測單元通過現(xiàn)場總線或以太網(wǎng)的主機相連，統(tǒng)一生成圖形、報表，并將數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫。電氣設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)的形成實現(xiàn)了對變電站變壓器、電抗器、斷路器、GIS、避雷器、高壓套管、容性設(shè)備等變電設(shè)備的實時在線監(jiān)測功能。

1.2 離線檢測

離線檢測一般指通過各類檢測，對生產(chǎn)及設(shè)備狀況進行必要的人工檢測。如日常巡檢、例行檢查、定檢、例行試驗、診斷性試驗等，旨在及時獲取設(shè)備狀態(tài)量，評估設(shè)備運行狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)事故隱患并為設(shè)備狀態(tài)檢修提供依據(jù)。離線檢測是對可能存在或已經(jīng)存在的故障進行分析，而在線監(jiān)測的實質(zhì)是要求分析設(shè)備的當前狀態(tài)及未來趨勢，在發(fā)生故障之前提出檢修計劃，做到防患于未然，是狀態(tài)檢修的技術(shù)基礎(chǔ)之一。在實際的應用中有時需要結(jié)合在線監(jiān)測和離線檢測兩種手段，充分發(fā)揮各自的優(yōu)點，一般的做法是采用在線監(jiān)測的方法對運行設(shè)備實施實時監(jiān)測，當發(fā)現(xiàn)異常后，根據(jù)嚴重程度可以采用必要的合適的離線檢測方法對異常進行進一步的判定，最終確定檢修策略。

1.3 帶電檢測

帶電檢測是采用便攜式檢測設(shè)備，在電氣設(shè)備的運行狀態(tài)下，對電氣設(shè)備狀態(tài)量進行的現(xiàn)場檢測，其檢測方式為帶電短時間內(nèi)檢測，有別于長期連續(xù)的在線監(jiān)測。帶電檢測受環(huán)境因素影響較大，實際測試過程中要密切關(guān)注信號的重復性，重復性包括周期、幅值、波形、頻率等。

2 電氣設(shè)備在線故障診斷系統(tǒng)的組成

針對于電氣設(shè)備的設(shè)備故障診斷系統(tǒng)，主要是進行故障部位的查找以及故障原因的分析，在盡量短的時間之內(nèi)找出解決故障的有效方法。在本文所研究的故障診斷系統(tǒng)中，是根據(jù)數(shù)據(jù)庫原理，將設(shè)備的故障表現(xiàn)輸入計算機分析系統(tǒng)，依靠計算機的數(shù)據(jù)分析，來達到診斷故障的目的。通常一個完善的電氣設(shè)備故障診斷系統(tǒng)，包括了人機接口、數(shù)據(jù)庫、推理機、知識獲取設(shè)備等多個部分。

2.1 人機接口

人機接口是用戶和故障診斷系統(tǒng)之間進行信息交流的重要通道，可以保證信息收集的實時性以及準確性。通過人機接口，可以將收集到的信息通過分析判斷其準確性之后顯示出來，具有非常高的可信度。

2.2 數(shù)據(jù)庫

數(shù)據(jù)庫是系統(tǒng)進行故障診斷的核心依據(jù)，能夠為故障的查找與分析提供準確的數(shù)據(jù)支持。通常，數(shù)據(jù)庫包括了靜態(tài)數(shù)據(jù)庫以及動態(tài)數(shù)據(jù)庫兩種，以獲取數(shù)據(jù)的途徑不同來進行劃分。靜態(tài)數(shù)據(jù)庫是通過產(chǎn)生式的規(guī)則來獲取數(shù)據(jù)，而動態(tài)數(shù)據(jù)庫則是在系統(tǒng)運行過程中進行數(shù)據(jù)的存儲處理，兩類數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)獲取途徑不同，但都可以用于對故障分析的支持。

2.3 推理機

數(shù)據(jù)庫在系統(tǒng)進行故障診斷的過程中所起到的作用是對故障分析的支持，而推理機在故障診斷中的作用則是具體的故障分析執(zhí)行，通過系統(tǒng)在數(shù)據(jù)支持上的準確推理，來找出電氣設(shè)備故障的部位與產(chǎn)生原因，從而讓電氣設(shè)備能夠保持正常的工作運行。推理機和數(shù)據(jù)庫的地位一樣，都是故障診斷系統(tǒng)中最為核心的一部分。

2.4 知識獲取設(shè)備

在電氣設(shè)備故障診斷系統(tǒng)當中，知識獲取設(shè)備的好壞決定著系統(tǒng)的性能高低。知識獲取的內(nèi)容通常十分多樣，包括了對以往電氣設(shè)備故障診斷的經(jīng)驗總結(jié)，對最新故障知識資料的收集與分析，以及對故障診斷系統(tǒng)運行模式的改進等等。對這類信息進行整理，得到較為系統(tǒng)的知識內(nèi)容，為系統(tǒng)的故障診斷工作提供支持。

3 電氣設(shè)備故障診斷系統(tǒng)的應用

通過電氣設(shè)備故障診斷系統(tǒng)，可以進行大多數(shù)電氣設(shè)備故障的診斷與排查，方便在第一時間內(nèi)找出故障問題并及時解決故障。從進行故障診斷的過程以及故障的處理與維護等角度進行分析，電氣設(shè)備故障診斷系統(tǒng)的作用主要包括了以下幾個方面。

3.1 對設(shè)備進行診斷

在對電氣設(shè)備的故障進行診斷時，找出故障位置，將故障位置精確到每一件具體設(shè)備中是最基本的一項要求。首先，在最開始進行設(shè)備的診斷時，在系統(tǒng)的選擇頁面選擇需要進行故障診斷的設(shè)備；其次，根據(jù)所選擇的的設(shè)備來調(diào)取相應的數(shù)據(jù)庫，以數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)找出準確的故障發(fā)生點；最后，根據(jù)數(shù)據(jù)庫來進行故障原因的分析，為故障的診斷提供依據(jù)。在完成了對設(shè)備的診斷，確定了故障位置以后，可以對出現(xiàn)故障較為頻繁的設(shè)備進行標記，進行具有針對性的處理，從而提高工作效率。

3.2 對精密部件診斷

在找出發(fā)生故障的設(shè)備以及故障存在的準確部位之后，還需要分析出故障發(fā)生的機理以及細節(jié)，才能夠更好地為故障的處理提供前提條件。而對故障發(fā)生的機理進行分析，其實也就是對設(shè)備內(nèi)的精密部件進行診斷。在電氣設(shè)備故障診斷系統(tǒng)中，進行精密部件的診斷主要是通過人機交互來進行。診斷人員在系統(tǒng)中調(diào)出發(fā)生故障的設(shè)備數(shù)據(jù)，并由系統(tǒng)提出一系列的問題由診斷人員來完成回答，系統(tǒng)根據(jù)診斷人員的回答結(jié)果來進行推理，并最終得出診斷答案。如果系統(tǒng)出現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫知識儲量不足，無法進行準確的精密部件診斷，以及無法進行故障原因的分析，那么則需要對數(shù)據(jù)庫進行更新補充，滿足系統(tǒng)對電氣設(shè)備故障診斷的需求。

3.3 對電氣設(shè)備故障處理

通常電氣設(shè)備故障診斷系統(tǒng)在提供了對設(shè)備的故障診斷功能的同時，也具有故障處理的指導功能，可以指出解決故障的主要方法。特別是對于一些設(shè)備故障來說，即使知道了故障發(fā)生的原因，也很難得出一個最佳的故障處理方案。通過計算機系統(tǒng)，則可以較為科學地給出一個比較合理的處理方法，杜絕電氣設(shè)備故障難以處理的情況出現(xiàn)。

3.4 對電氣設(shè)備維護

要保證電氣設(shè)備能夠長久地進行生產(chǎn)工作，就必須要進行設(shè)備的日常維護。通常，對電氣設(shè)備進行維護同樣可以使用到故障診斷系統(tǒng)，由系統(tǒng)來判斷電氣設(shè)備的工作狀況，對可能發(fā)生故障的設(shè)備進行及時的預防。另外，對于電氣設(shè)備故障診斷系統(tǒng)本身，也需要得到及時的維護，來保持系統(tǒng)診斷能力的實時性。一般可以通過向數(shù)據(jù)庫增加最新知識儲備的方式來對故障診斷系統(tǒng)進行維護。

結(jié)語

本文主要介紹了電氣設(shè)備故障診斷系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)組成以及設(shè)計時應該注意的系統(tǒng)作用，為故障診斷系統(tǒng)的理論設(shè)計提供了基本的依據(jù)。要實現(xiàn)對電氣設(shè)備故障的準確診斷以及為故障的處理提供依據(jù)，就必須要保持系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的完整性以及實時性，對系統(tǒng)中所存在的不足進行及時的更新。隨著工業(yè)的發(fā)展，人們對電氣設(shè)備的使用要求也在逐年提高，電氣設(shè)備故障診斷系統(tǒng)的診斷性能也會達到更高水平。

參考文獻

[1] 肖方勇.淺議電氣設(shè)備故障診斷系統(tǒng)的分析與設(shè)計[J].科技創(chuàng)新導報，2013（20）.

篇8

關(guān)鍵詞：鋼鐵 冶煉設(shè)備 故障 措施

在連續(xù)生產(chǎn)系統(tǒng)中，如果某臺關(guān)鍵設(shè)備因故障而不能繼續(xù)運行，往往會涉及全廠生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)備的運行，而造成巨大的經(jīng)濟損失。因此，對于連續(xù)生產(chǎn)系統(tǒng)，例如電力系統(tǒng)的汽輪發(fā)電機組、冶金過程及化工過程的關(guān)鍵設(shè)備等，故障診斷具有極為重要的意義。

對于某些關(guān)鍵機床設(shè)備，因故障存在而導致加工質(zhì)量降低，使整個機器產(chǎn)品質(zhì)量不能保證，這時故障診斷技術(shù)也不容忽視。

故障診斷的基礎(chǔ)是建立在能量耗散原理上的。所有設(shè)備的作用都是能量轉(zhuǎn)換與傳遞，設(shè)備狀態(tài)愈好，轉(zhuǎn)換與傳遞過程中的附加能量損耗愈小。例如機械設(shè)備，其傳遞的能量是以力、速度兩個主要物理參數(shù)來表征，附加能量損耗主要通過溫度及振動參數(shù)表現(xiàn)。隨著設(shè)備劣化程度加大，附加能量損耗也增大。因此，監(jiān)測附加能量損耗的變化，可以了解設(shè)備劣化程度。

一、 鋼鐵冶煉機械設(shè)備故障診斷技術(shù)的發(fā)展

診斷技術(shù)發(fā)展幾十年來，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟效益，成為各國研究的熱點。從診斷技術(shù)的各分支技術(shù)來看，美國占有領(lǐng)先地位。美國的一些公司，如Bently，HP等，他們的監(jiān)測產(chǎn)品基本上代表了當今診斷技術(shù)的最高水平，不僅具有完善的監(jiān)測功能，而且具有較強的診斷功能，在宇宙、軍事、化工、工業(yè)等方面具有廣泛的應用。

我國診斷技術(shù)的發(fā)展始于70年代末，而真正的起步應該從1983年南京首屆設(shè)備診斷技術(shù)專題座談會開始。雖起步較晚，但經(jīng)過近幾年的努力，加上政府有關(guān)部門多次組織外國診斷技術(shù)專家來華講學，已基本跟上了國外在此方面的步伐，在某些理論研究方面已和國外不相上下。目前我國在一些特定設(shè)備的診斷研究方面很有特色，形成了一批自己的監(jiān)測診斷產(chǎn)品。全國各行業(yè)都很重視在關(guān)鍵設(shè)備上裝備故障診斷系統(tǒng)，特別是智能化的故障診斷專家系統(tǒng)，在電力系統(tǒng)、石化系統(tǒng)、冶金系統(tǒng)、以及高科技產(chǎn)業(yè)中的核動力電站、航空部門和載人航天工程等。工作比較集中的是大型旋轉(zhuǎn)機械故障診斷系統(tǒng)，已經(jīng)開發(fā)了20種以上的機組故障診斷系統(tǒng)和十余種可用來做現(xiàn)場故障診斷的便攜式現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集器。透平發(fā)電機、壓縮機的診斷技術(shù)已列入國家重點攻關(guān)項目并受到高度重視；而西安交通大學的“大型選轉(zhuǎn)機械計算機狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)”，哈爾濱工業(yè)大學的“機組振動微機監(jiān)測和故障診斷系統(tǒng)”。東北大學設(shè)備診斷工程中心經(jīng)過多年研究，研制成功了“軋鋼機狀態(tài)監(jiān)測診斷系統(tǒng)”，“風機工作狀態(tài)監(jiān)測診斷系統(tǒng)”，均取得了可喜的成果。

故障診斷(FD)始于(機械)設(shè)備故障診斷,其全名是狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷(CMFD)。故障診斷技術(shù)是一門交叉學科 ,為解決復雜系統(tǒng)的故障診斷問題提供了強有力的理論基礎(chǔ),同時實現(xiàn)了故障診斷技術(shù)的實用化;近二十年來,由于技術(shù)進步與市場需求的雙重驅(qū)動,故障診斷技術(shù)得到了快速發(fā)展,已在航空航天、核反應堆、電廠、鋼鐵、化工等行業(yè)得到了成功應用,取得了顯著的經(jīng)濟效益;從故障診斷技術(shù)誕生起,國際自動控制界就給予了高度重視。

二、鋼鐵冶煉機械設(shè)備故障診斷的主要理論及其方法

從不同的角度出發(fā)有多種故障診斷分類方法,這些方法各有特點,但從學科整體可歸納以下幾類方法。

1、基于系統(tǒng)數(shù)學模型的診斷方法:該方法以系統(tǒng)的數(shù)學模型為基礎(chǔ),以現(xiàn)代控制理論和現(xiàn)代優(yōu)化方法為指導,利用Luenberger觀測器 、等價空間方程、Kalman濾波器、參數(shù)模型估計與辨識等方法產(chǎn)生殘差,然后基于某種準則或閥值對殘差進行分析與評價,實現(xiàn)故障診斷。該方法要求與控制系統(tǒng)緊急結(jié)合,是實現(xiàn)監(jiān)控、容錯控制、系統(tǒng)修復與重構(gòu)等的前提、得到了高度重視,但是這種方法過于依賴系統(tǒng)數(shù)學模型的精確性,對于非線性高耦合等難以建立數(shù)學模型的系統(tǒng),實現(xiàn)起來較困難。 2、基于系統(tǒng)輸入輸出信號處理的診斷方法:通過某種信息處理和特征提取方法來進行故障診斷,應用較多的有各種譜分析方法、時間序列特征提取方法、自適應信號處理方法等。這種方法不需要對象的準備模型,因此適應性強。這類診斷方法有基于小波變換的診斷方法、基于輸出信號處理的診斷方法、基于時間序列特征提取的診斷方法。

3、基于人工智能的診斷方法:基于建模處理和信號處理的診斷技術(shù)正發(fā)展為基于知識處理的智能診斷技術(shù)。人工智能最為控制領(lǐng)域最前沿的學科,在故障診斷中已得到成功的應用。對于那些沒有精確數(shù)學模型或者很難建立數(shù)學模型的復雜大系統(tǒng),人工智能的方法有其與生俱來的優(yōu)勢。基于專家系統(tǒng)的智能診斷技術(shù)、基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的智能診斷技術(shù)與基于模糊邏輯的診斷方法已成為解決復雜大系統(tǒng)故障診斷的首選方法,有很高的研究價值和應用前景。

4、其它診斷方法:其它診斷方法有模式識別診斷方法、定性模型診斷方法以及基于灰色系統(tǒng)理論的診斷方法等。另外還包括前述方法之間互相耦合、互補不足而形成的一些混合診斷方法。

三、鋼鐵行業(yè)中機械設(shè)備故障診斷技術(shù)的應用

鋼鐵行業(yè)中的主要機械設(shè)備是各種傳動設(shè)備和液壓設(shè)備,如軋機、傳送帶、各種風機等。它們的工作狀況決定了生產(chǎn)效率和鋼鐵冶煉的質(zhì)量,對這些設(shè)備狀態(tài)的在線檢測,能夠及時、準確的檢測出生產(chǎn)設(shè)備的運行狀況,并給出相應的操作和建議。因此建立相應的故障診斷系統(tǒng)對整個系統(tǒng)的正常運行特別重要。于是針對鋼鐵行業(yè)特殊的機械環(huán)境(多傳動設(shè)備和液壓設(shè)備),相應的故障診斷系統(tǒng)也必須以這些設(shè)備的特點而建立。主要原理是以運動機械的振動參量檢測為中心,輔助以溫度、壓力、位移、轉(zhuǎn)速和電流等各種參數(shù)的采集,從而對這些大型傳動設(shè)備的狀態(tài)進行分析和判斷,再進行相應的處理。整套故障診斷系統(tǒng)由計算機系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集單元、檢測元件、數(shù)據(jù)通訊單元以及專業(yè)開發(fā)軟件組成。此系統(tǒng)既可單獨工作,又可和DCS或PLC組成分散式故障診斷系統(tǒng)對所遇生產(chǎn)設(shè)備進行監(jiān)控和故障診斷。

機械振動是普遍存在工程實際中,這種振動往往會影響其工作精度,加劇及其的磨損,加速疲勞損壞;同時由于磨損的增加和疲勞損壞的產(chǎn)生又會加劇機械設(shè)備的振動,形成一個惡性循環(huán),直至設(shè)備發(fā)生故障,導致系統(tǒng)癱瘓、損壞。同時機械設(shè)備的工作環(huán)境也是造成機械設(shè)備發(fā)生故障主要原因之一,因此,根據(jù)對機械振動信號和工作環(huán)境溫度、濕度的測量和分析,不用停機和解體方式,就可以對機械的惡劣程度和故障性質(zhì)有所了解。同時根據(jù)以往經(jīng)驗建立相應的處理機制庫,從而針對不同的故障做出相應的診斷和處理。整個處理過程如下:

1、傳感器采集設(shè)備工作狀態(tài)信號。如各種傳動裝置的振動信號、溫度信號、液壓裝置的壓力、流量和功率信號等。

2、特征信號提取。將各種傳感器采集信號進行信號分類,刷選出相應的傳感器信號,如振動傳感器采集的文振動強度信號、壓力傳感器采集的壓力信號等。

3、對特征信號處理。對傳感器采集的特征信號進行濾波、放大等處理,提取出相應的特征信號。

4、對采集信號進行故障診斷。將提取的特征信號進行判斷處理,選擇相應的故障方法(如小波變換法),分析故障類型和設(shè)備狀態(tài),然后查詢故障類型庫,做出相應的決策。

四、結(jié)束語

建立在現(xiàn)代故障診斷技術(shù)上的鋼鐵冶煉設(shè)備故障診斷系統(tǒng),可對設(shè)備的運行狀態(tài)進行實時在線檢測、通過對其監(jiān)測信號的處理與分析,可真實地反映出設(shè)備的運行狀態(tài)和松動磨損等情況的發(fā)展程度及趨勢,為預防事故、科學合理安排檢修提供依據(jù),可以提高設(shè)備的利用效率,產(chǎn)生了很大的經(jīng)濟價值,對此類故障診斷系統(tǒng)的研究有很深遠的意義。

參考文獻:

篇9

關(guān)鍵詞:故障診斷技術(shù);鋼鐵冶煉設(shè)備;計算機控制

中圖分類號:TP277文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2009)27-7781-02

Failure Diagnosis in Steel and Iron Smelting Equipment's Applied Research

LIAN Bin-zhong, DING Xiao-mei

(Xi'an Xin Ancestral Temple China Heavy Duty Machinery Research Institute Limited Company Three, Xi'an 710032, China)

Abstract: In modernized steel and iron smelting, along with mechanical device's large scale, the modernization and the automation, mechanical device's failure diagnosis question receives more and more takes seriously. This article first introduced the breakdown will examine the failure diagnosis technology the development as well as future predict that will then unify the steel and iron profession mechanical device characteristic, proposed the steel and iron smelting interruption system, and aimed at this kind of system characteristic to conduct the research.

Key words: failure diagnosis technology; steel and iron smelting equipment; computer control

1 故障診斷技術(shù)的發(fā)展[1]

故障診斷(FD)始于(機械)設(shè)備故障診斷,其全名是狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷(CMFD)。它包含兩方面內(nèi)容:一是對設(shè)備的運行狀態(tài)進行監(jiān)測;二是在發(fā)現(xiàn)異常情況后對設(shè)備的故障進行分析、診斷。故障診斷技術(shù)是一門交叉學科,融合了現(xiàn)代控制理論、信號處理、模式識別、最優(yōu)化方法、決策論、人工智能等,為解決復雜系統(tǒng)的故障診斷問題提供了強有力的理論基礎(chǔ),同時實現(xiàn)了故障診斷技術(shù)的實用化;近二十年來,由于技術(shù)進步與市場需求的雙重驅(qū)動,故障診斷技術(shù)得到了快速發(fā)展,已在航空航天、核反應堆、電廠、鋼鐵、化工等行業(yè)得到了成功應用,取得了顯著的經(jīng)濟效益;從故障診斷技術(shù)誕生起,國際自動控制界就給予了高度重視。

以運動機械的振動檢測為中心,輔助以溫度、壓力、位移、轉(zhuǎn)速和電流等各種參數(shù)的采集,從而對鋼鐵冶煉中的各種大型傳動設(shè)備的狀態(tài)進行分析和判斷,從而達到故障診斷的目的。

2 故障診斷的主要理論和方法[2-3]

1971年Beard 發(fā)表的博士論文以及Mehra和Peschon發(fā)表的論文標志著故障診斷這門交叉學科的誕生。發(fā)展至今已有30多年的發(fā)展歷史,但作為一門綜合性新學科――故障診斷學――還是近些年發(fā)展起來的。從不同的角度出發(fā)有多種故障診斷分類方法,這些方法各有特點,但從學科整體可歸納以下幾類方法。

1) 基于系統(tǒng)數(shù)學模型的診斷方法:該方法以系統(tǒng)的數(shù)學模型為基礎(chǔ),以現(xiàn)代控制理論和現(xiàn)代優(yōu)化方法為指導,利用Luenberger觀測器 、等價空間方程、Kalman濾波器、參數(shù)模型估計與辨識等方法產(chǎn)生殘差,然后基于某種準則或閥值對殘差進行分析與評價,實現(xiàn)故障診斷。該方法要求與控制系統(tǒng)緊急結(jié)合,是實現(xiàn)監(jiān)控、容錯控制、系統(tǒng)修復與重構(gòu)等的前提、得到了高度重視,但是這種方法過于依賴系統(tǒng)數(shù)學模型的精確性,對于非線性高耦合等難以建立數(shù)學模型的系統(tǒng),實現(xiàn)起來較困難。如狀態(tài)估計診斷法、參數(shù)估計診斷法、一致性檢查診斷法等。

2) 基于系統(tǒng)輸入輸出信號處理的診斷方法:通過某種信息處理和特征提取方法來進行故障診斷,應用較多的有各種譜分析方法、時間序列特征提取方法、自適應信號處理方法等。這種方法不需要對象的準備模型,因此適應性強。這類診斷方法有基于小波變換的診斷方法、基于輸出信號處理的診斷方法、基于時間序列特征提取的診斷方法?；谛畔⑷诤系脑\斷方法等。

3) 基于人工智能的診斷方法:基于建模處理和信號處理的診斷技術(shù)正發(fā)展為基于知識處理的智能診斷技術(shù)。人工智能最為控制領(lǐng)域最前沿的學科,在故障診斷中已得到成功的應用。對于那些沒有精確數(shù)學模型或者很難建立數(shù)學模型的復雜大系統(tǒng),人工智能的方法有其與生俱來的優(yōu)勢?；趯＜蚁到y(tǒng)的智能診斷技術(shù)、基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的智能診斷技術(shù)與基于模糊邏輯的診斷方法已成為解決復雜大系統(tǒng)故障診斷的首選方法,有很高的研究價值和應用前景。這類智能診斷方法有基于專家系統(tǒng)的智能診斷技術(shù)、基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的智能診斷技術(shù)、基于模糊邏輯的診斷方法、基于故障樹分析的診斷方法等。

4) 其它診斷方法:其它診斷方法有模式識別診斷方法、定性模型診斷方法以及基于灰色系統(tǒng)理論的診斷方法等。另外還包括前述方法之間互相耦合、互補不足而形成的一些混合診斷方法。

3 鋼鐵行業(yè)中故障診斷技術(shù)的應用[4-6]

鋼鐵行業(yè)中的主要機械設(shè)備是各種傳動設(shè)備和液壓設(shè)備,如軋機、傳送帶、各種風機等。它們的工作狀況決定了生產(chǎn)效率和鋼鐵冶煉的質(zhì)量,對這些設(shè)備狀態(tài)的在線檢測,能夠及時、準確的檢測出生產(chǎn)設(shè)備的運行狀況,并給出相應的操作和建議。因此建立相應的故障診斷系統(tǒng)對整個系統(tǒng)的正常運行特別重要。于是針對鋼鐵行業(yè)特殊的機械環(huán)境(多傳動設(shè)備和液壓設(shè)備),相應的故障診斷系統(tǒng)也必須以這些設(shè)備的特點而建立。主要原理是以運動機械的振動參量檢測為中心,輔助以溫度、壓力、位移、轉(zhuǎn)速和電流等各種參數(shù)的采集,從而對這些大型傳動設(shè)備的狀態(tài)進行分析和判斷,再進行相應的處理。整套故障診斷系統(tǒng)由計算機系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集單元、檢測元件、數(shù)據(jù)通訊單元以及專業(yè)開發(fā)軟件組成。此系統(tǒng)既可單獨工作,又可和DCS或PLC組成分散式故障診斷系統(tǒng)對所遇生產(chǎn)設(shè)備進行監(jiān)控和故障診斷。整個系統(tǒng)的工作流程圖如圖1所示。

機械振動是普遍存在工程實際中,這種振動往往會影響其工作精度,加劇及其的磨損,加速疲勞損壞;同時由于磨損的增加和疲勞損壞的產(chǎn)生又會加劇機械設(shè)備的振動,形成一個惡性循環(huán),直至設(shè)備發(fā)生故障,導致系統(tǒng)癱瘓、損壞。同時機械設(shè)備的工作環(huán)境也是造成機械設(shè)備發(fā)生故障主要原因之一,因此,根據(jù)對機械振動信號和工作環(huán)境溫度、濕度的測量和分析,不用停機和解體方式,就可以對機械的惡劣程度和故障性質(zhì)有所了解。同時根據(jù)以往經(jīng)驗建立相應的處理機制庫,從而針對不同的故障做出相應的診斷和處理。整個處理過程如下:

1)傳感器采集設(shè)備工作狀態(tài)信號。如各種傳動裝置的振動信號、溫度信號、液壓裝置的壓力、流量和功率信號等。

2)特征信號提取。將各種傳感器采集信號進行信號分類,刷選出相應的傳感器信號,如振動傳感器采集的文振動強度信號、壓力傳感器采集的壓力信號等。

3)對特征信號處理。對傳感器采集的特征信號進行濾波、放大等處理,提取出相應的特征信號。

4)對采集信號進行故障診斷。將提取的特征信號進行判斷處理,選擇相應的故障方法(如小波變換法),分析故障類型和設(shè)備狀態(tài),然后查詢故障類型庫,做出相應的決策。

4 結(jié)束語

建立在現(xiàn)代故障診斷技術(shù)上的鋼鐵冶煉設(shè)備故障診斷系統(tǒng),可對設(shè)備的運行狀態(tài)進行實時在線檢測、通過對其監(jiān)測信號的處理與分析,可真實地反映出設(shè)備的運行狀態(tài)和松動磨損等情況的發(fā)展程度及趨勢,為預防事故、科學合理安排檢修提供依據(jù),可以提高設(shè)備的利用效率,產(chǎn)生了很大的經(jīng)濟價值,對此類故障診斷系統(tǒng)的研究有很深遠的意義。

參考文獻:

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篇10

關(guān)鍵詞：汽輪機，故障，診斷技術(shù)，發(fā)展

伴隨我國對工業(yè)發(fā)展的越來越高度重視，人們對工業(yè)設(shè)備的運行安全性、穩(wěn)定性與可靠性等多方面提出了更高的要求。如何加強機械設(shè)備故障診斷，降低故障發(fā)生幾率成為現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域工作的首要任務(wù)。汽輪機作為電力生產(chǎn)中的重要設(shè)備之一，一旦其發(fā)生故障將會給整個電力系統(tǒng)帶來巨大的不良影響，甚至引發(fā)人員傷亡事故。因此，非常有必要對汽輪機故障進行分析與診斷，這樣才能有效提高汽輪機的安全性與可靠性。

一、汽輪機故障診斷現(xiàn)存問題

（一）材料性能診斷環(huán)節(jié)薄弱

材料性能檢測是汽輪機檢測工作中一個十分重要的環(huán)節(jié)。正常情況下，在檢測汽輪機材料性能時，需要對汽輪機的使用期限進行預測。但就目前情況來看，汽輪機材料性能檢測環(huán)節(jié)薄弱是我國大多數(shù)電力企業(yè)普遍存在的一個問題，即汽輪機材料性能診斷工作存在諸多地方需要改進，材料性能檢測需要引起檢查人員的高度重視，檢測力度需要加強。

（二）檢測方面問題

就現(xiàn)有汽輪機故障診斷系統(tǒng)而言，大多數(shù)系統(tǒng)均存在這樣那樣的弊端與缺陷，如許多汽輪機故障診斷系統(tǒng)采用推理算法，這在故障征兆的獲取上是個不可忽視的弊端，長期以來都沒有取得較有成效的突破。究其原因發(fā)現(xiàn)，汽輪機故障診斷系統(tǒng)檢測問題是導致上述弊端產(chǎn)生的主要因素[1]。由于汽輪機故障診斷系統(tǒng)所用檢測技術(shù)較為陳舊落后，難以適應與滿足時展需求，難以實現(xiàn)對汽輪機故障的有效檢測，導致診斷系統(tǒng)應有的效用無法正常發(fā)揮出來，這極大地阻礙了汽輪機故障診斷技術(shù)的發(fā)展與應用。

二、汽輪機故障診斷技術(shù)

（一）信號采集與分析

在信號采集方面，鑒于汽輪機工作環(huán)境較為惡劣，對故障診斷系統(tǒng)中傳感器要求偏高，而傳感器是系統(tǒng)信號采集的重要部件，所以當前對于汽輪機故障診斷技術(shù)的研究主要側(cè)重于降低誤診率和漏診率，提高傳感器的工作性能與可靠性，以及積極開發(fā)新的傳感器。

在信號分析與處理方面，目前使用最多的為振動信號分析與處理。而快速傅里葉變換（FFT）是汽輪機故障診斷系統(tǒng)中振動信號分析與處理采用最多的一種思想[2]。該思想的主要內(nèi)容是將一般時域信號表示成不同頻率的諧波函數(shù)，并以線性疊加的方式表示出來。同時，快速傅里葉變換思想認為信號是平穩(wěn)的，因而分析出的頻率具有統(tǒng)計不變性。從大量實踐應用情況來看，F(xiàn)FT在汽輪機故障診斷信號分析過程中對于許多平穩(wěn)信號都較為適用。然而，在實際診斷過程中許多信號都是不平穩(wěn)的、非線性的。所以，提高信號分析精度與處理效率，是汽輪機故障診斷研究人員當前所迫切需要解決的一個問題。

（二）故障診斷

要想對汽輪機故障進行準確的診斷，首先就需要對故障發(fā)生的機理進行了解，這也是汽輪機故障診斷工作中一項不可缺少的基礎(chǔ)性環(huán)節(jié)。目前對于汽輪機故障機理的研究主要包括故障類型與故障規(guī)律兩方面。根據(jù)汽輪機故障發(fā)生機理，目前制定的故障診斷策略較為有效的主要有邏輯診斷、模糊診斷、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，對比診斷、專家系統(tǒng)和模式識別等[3]。其中，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和專家系統(tǒng)是當前研究較多的兩種診斷方法。故障診斷的一般過程如圖1。

圖1汽輪機故障診斷一般過程

（三）應用人工智能

伴隨互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷進步與信息技術(shù)應用的日益廣泛，人工智能已經(jīng)成為當今時代的代名詞，許多領(lǐng)域目前正致力于發(fā)展人工智能。作為我國重要支柱產(chǎn)業(yè)之一的電力產(chǎn)業(yè)，在汽輪機故障診斷方面也正朝著人工智能的方向發(fā)展。其中最具代表性的當屬專家系統(tǒng)。專家系統(tǒng)作為人工智能在汽輪機故障診斷技術(shù)中的應用成果已取得了成功，但面對科技飛速發(fā)展的新時期，汽輪機故障診斷中的人工智能仍有許多問題丞待解決，如自學習、知識的獲取、智能辨識、信息融合等等。

三、汽輪機故障診斷技術(shù)的未來展望

雖然現(xiàn)有汽輪機故障診斷技術(shù)已普遍應用于實際當中，但從上文對汽輪機故障診斷技術(shù)及各相關(guān)方面的深入研究與分析中發(fā)現(xiàn)，我國汽輪機故障診斷技術(shù)仍存在較多問題，診斷技術(shù)水平需要不斷提高[4]。同時，為加快解決汽輪機故障問題，未來我國汽輪機故障診斷技術(shù)將朝著全方位檢測技術(shù)，診斷技術(shù)與仿真技術(shù)有效融合、綜合診斷與故障機理更深入研究等幾個重點方向發(fā)展。

在故障機理更深入研究方面，需要電力企業(yè)相關(guān)工作人員加大對汽輪機故障機理的研究力度與深度，尤其是對漸發(fā)故障定量表征和整個故障系統(tǒng)狀態(tài)指標的研究，并在此基礎(chǔ)上對汽輪機故障機理進行詳細、明確的區(qū)分。只有明確汽輪機故障機理，汽輪機故障診斷技術(shù)才能得到有效的改進與優(yōu)化，才能得到快速穩(wěn)定的發(fā)展。

在全方位檢測技術(shù)方面，需要系統(tǒng)設(shè)計人員利用自動化技術(shù)、GPS定位技術(shù)、通信技術(shù)、計算機技術(shù)等多種現(xiàn)代化信息技術(shù)來積極開發(fā)新型汽輪機故障診斷系統(tǒng)，在不斷提升系統(tǒng)功能的同時，實現(xiàn)對汽輪機故障的全方位檢測，實現(xiàn)對汽輪機故障診斷效率的提升。

對于診斷技術(shù)與仿真技術(shù)的有效融合，主要是基于故障仿真思想來實現(xiàn)對汽輪機故障類型的辨別[5]。利用仿真技術(shù)可以實現(xiàn)對汽輪機組成零件故障的識別與診斷，而診斷技術(shù)與仿真技術(shù)的融合既能夠為專家系統(tǒng)提供所需知識與學習樣本，又能夠在故障潛伏時期對汽輪機征兆進行充分研究，從而大大提高汽輪機故障診斷技術(shù)水平，促進汽輪機故障診斷技術(shù)快速發(fā)展。

綜合診斷發(fā)展趨勢主要表現(xiàn)在相關(guān)研究人員正逐步擴大對汽輪機故障診斷技術(shù)的研究寬度，這就為綜合診斷技術(shù)的發(fā)展提供了有利的條件。目前，對于汽輪機性能診斷、油液診斷、機械振動及溫度診斷等的綜合性診斷已初步形成體系，并在繼續(xù)發(fā)展著。