故障诊断论文范文

一、煤矿机械设备发展的现状

近些年来，科学技术的快速发展为我国煤矿机械设备的生产提供了更多的技术保障，促进了煤矿机械设备的发展速度。但是，我国煤矿机械设备在机械设备的自动化和智能化水平方面，与国际先进水平相比还存在着一定的差距。如今，我国经济快速发展，人们生活水平日益提高，社会生产和生活对煤炭资源的需求量也在不断增加，而煤矿机械设备频繁发生的故障以及其引发的安全事故，却对煤矿企业的发展产生了严重的阻碍，不仅影响了煤炭企业的经济效益，也对社会和谐安定带来了一定的负面影响。另外，我国在煤矿机械设备的研究与开发方面，仍旧缺乏系统的、全面的开发体系，虽然煤矿企业和相关的设备单位不断加大在煤矿机械设备研发方面的投资，但是由于研究人员分布的较为分散，交流不多，使得煤矿机械设备的研发工作经常出现散乱的现象，无法形成完善的体系，这对煤矿机械设备的发展也产生了较大的影响。

二、煤矿机械设备的故障诊断方法

1.油液分析诊断煤矿机械设备中的油液可以作为样本，为机械设备的故障诊断提供依据。油液分析诊断主要是利用光谱分析技术，针对油液中的磨屑颗粒状态进行观察和检验，以此作为依据，对机械设备的运行状态做出评估，确定设备是否完好无损。

2.对机械设备构不成损失的诊断对机械设备构不成损伤的诊断方法和检测技术是现在煤矿企业检测机械设备的最常见的方法，而且在机械设备的诊断中应用最广泛。机械设备不会发生损坏就能够有效地检测到故障，机械设备在进行诊断和检测时应该首先对诊断技术和方法进行明确，要对要进行诊断的机械设备的加工程序、材质以及质量安全问题做到科学分析。

3.振动检测机械设备的诊断振动技术主要是根据机械设备运行过程中的振动信号，对其运行状态进行判断。通过振动信号频率的变化，可以确定振动数值是否发生了变化，以及变化的实际情况，以此为依据可以判断机械设备在运行过程中所形成的故障。这种振动监测机械设备故障的诊断方法十分简单，而且诊断的成功率较高，因此也获得了广泛的应用。

4.温度测量诊断机械设备当机械设备长时间运转，就会形成高温，而过高的作业温度会对机械设备产生损坏，不仅设备本身受到影响，其相关部位的材料也会由于受到高温影响而发生损坏。因此，可以通过温度测量对煤矿机械设备的故障进行诊断，利用温度传感装置，通过设备温度的变化对机械设备故障做出诊断。

三、煤矿机械设备的维护措施

1数据挖掘技术概念

1.1数据准备数据准备过程有三个主要步骤，分别是数据选取、数据预处理以及数据变换。不管是哪一个行业的检测系统，其所检测得到的数据都具有多样性与复杂性以及海量行的特点，正是这些造成人们分析数据的困难。所以想要解决问题，首先就要先确定挖掘目标，这样在检测数据库与历史数据库中才能够获得相对应的数据，并且进行预处理与变化和归化等。不过如果挖掘出来的数据质量不高会影响最终结果，所以提高挖掘质量，就要花费大量时间与精力去进行，大部分这个挖掘过程需要耗费整个过程的百分之八十以上。

1.2数据挖掘这个过程是不断反复与重复的过程，在这个过程中可以不断发现一些潜藏的知识与信息，可以利用决策树或者规则学习等多种方法来进行分析统计。

1.3结果分析和评估在不断检测数据的情况下，得到的数据也在不断发生变化，大量数据下需要不断的分析与建模，这样才能不断发现新设备的运行过程与故障，从而保证在较短时间内获得故障诊断结果。

2数据挖掘的常用技术

数据挖掘技术算法的好快直接影响到所发现信息质量的好坏，目前对该技术的研究方向也集中在算法与应用方面，常用的技术主要有以下几点：

2.1粗糙集理论这项研究数据的不确定性的数学工具由波兰科学家第一次提出，并且在经过二十年的不断发展中已经广泛应用到人工智能的各分支中，不管是在模式识别还是机械学习等方面都带来了成功。成功应用主要还在于存在的几点优点：其一该理论不用事先给出额外信息，可以减掉冗余信息的输入，减轻数据的复杂度与输入时间。其二算法简单，更方便人们操作。虽然优点明显，但是缺点也存在，在对实际发生问题的处理过程中，抗干扰的能力十分差，有可能会直接影响故障分类。

2.2决策树技术决策树算法是一种外形像树的预测模型结构，树的节点表述所属类别，非终端节点表示问题属性。根据数据不同取值来进行分类，建立树的分叉，从而形成决策树。决策树的规则是可直观容易理解的，这一点是与神经元网络存在的最大不同点，由于算法直观所以分类不需要很多时间，所以十分适用于记录故障分类和分析预测。

摘要

对R32压缩机加速寿命试验后出现的细盐状颗粒析出及电机绝缘薄膜脆化故障进行机制分析及试验研究。设计析出试验，确认细盐状颗粒的来源是电机绑扎绳，通过更换电机绑扎绳PET材料解决细盐状颗粒析出故障。电机绝缘薄膜脆化的原因是试验过程中绝缘薄膜实际工作温度超过了PET材料的极限工作温度，为保证PET绝缘薄膜的可靠性，需要控制空调系统最大制冷运行排气温度不超过115℃。

关键词

压缩机；R32；PET；细盐状颗粒；脆化；降解；温度

在世界环保的大主题下，R22最终将被淘汰，而R410A因为其高GWP值也正逐步被替代。R32具有不损害臭氧层的特质，其温室效应较R410A不明显，同时因为可燃等级较低、易获取等多种优点获得了青睐。目前R32空调压缩机（家用空调器）在澳洲、日本已达到商业化，部分东南亚地区也在推进从R22到R32的替换。在ARI550／590标准工况下，通过热力学计算可知：R32排气压力约是R22的1．6倍，排气温度比R22高20℃，比R410A高17℃。R32高排气压力和高排气温度将给压缩机带来可靠性问题。笔者主要阐述R32对压缩机电机PET材料绝缘薄膜和绑扎绳的影响。

1故障分析

1．1故障现象参照GB／T15765—2006《房间空气调节器用全封闭型电动机－压缩机》规定的压缩机加速寿命试验方法，对R32压缩机进行1000h加速寿命试验，试验过程中压缩机排气压力为4．77MPa，排气温度为115～120℃。试验后解剖压缩机发现，压缩机PET材料出现2类故障：故障一，泵体内部出现细盐状颗粒导致泵体卡死（见图1），细盐状颗粒经分析确定为PET材料；故障二，电机绝缘薄膜出现脆化（见图2）。R32压缩机故障率参见表。

1．2机制分析电机绝缘薄膜和绑扎绳材料都是PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）。PET是乙二醇和对苯二甲酸缩合的产物，是饱和的热塑性聚合物。PET材料含有酯基，易于在酸、碱条件下发生水解反应，高温高压下还可能发生热解。发生水解、热解等解聚反应后，PET大分子链断裂，生成端羧基和乙烯基，乙烯基进一步反应可生成端酯基和端醛基。在Tg（玻璃化温度）以上，聚合物材料分子链活动能力大大增强，体积增大，孔隙率增大，并且温度越高，分子链活动能力越强。发生热降解时，聚合物链断裂，释放出副产物，导致物理性能下降。副产物有环状聚合物，使薄膜变脆。绑扎绳和绝缘薄膜与电机绕组紧密接触，在压缩机运转过程中处于高温高压、冷冻油蒸气及气态制冷剂的恶劣环境中。冷冻油对PET有溶胀作用，同时冷冻油优先进入孔隙率较大的非晶区，这进一步增大了非晶区的孔隙率。高温高压、酸性物质存在的条件下，解聚反应发生，主要在PET表面的非晶区会产生一些分子量较低的PET，冷冻油可以溶解或者粘附这些低聚物。更重要的是PET表面的晶区（宏观上是白色颗粒），因为非晶区连接作用的消失或弱化，同时在高速制冷剂气流的不断冲刷下脱离基体。最终，压缩机排出的将是混有PET低聚物、PET小颗粒、冷冻油蒸气的制冷剂。在空调系统循环中温度较低或者拐角处，PET低聚物析出，PET小颗粒沉降，形成足以导致压缩机泵体卡死的细盐状颗粒。

1煤矿机电设备故障诊断方法举例

1．1振动检测法振动检测法是煤矿生产中机电设备故障检测常见的一种方法。检测设备包括简易诊断仪和精密诊断系统两种。简易诊断仪先通过测量放大器将测振传感器所接收到的振动信号放大，再通过检波器将振动峰值及有效值显示出来，根据此种方式就可完成对设备所存故障的检测，由此确定是否存在运行故障。精密诊断系统振动信号更为准确，它把检测到的数据逐一记录到检波器或磁带中，再通过检波器显示出来。此外，它获取的振动信号主要通过计算机系统进行处理，对于判断设备是否存在故障更为准确。

1．2铁谱检测法铁谱检测法虽然在煤矿机电设备中应用时间不长，但是其使用效果非常明显。目前常见的铁谱检测仪器为颗粒定量仪、旋转式铁谱仪等。铁谱检测法的原理是，带有磨屑的润滑油经过高梯度与高强度磁场时，高磁场所具有的分离功能可将存在的铁磁屑从润滑油中分离出来，然后根据沉淀在基片上的颗粒大小来进行观测与分析。铁谱检测法应用在煤矿机电设备故障诊断中具有良好效果，检测内容包括，磨损颗粒密度和大小等，通过磨损颗粒密度大小可以确定机电设备磨损程度;通过分析磨屑大小及外形等信息，可以判断故障发生原因及故障类型等;通过分析磨屑成分，根据相应指标可以确定发生故障的构件位置。由此，铁谱检测法能更快速、准确地判断故障点，进而可用最短时间完成对设备检修，保证煤矿生产的连续、稳定性，增加经济收益。

1．3温度检测法温度检测法主要是通过监测煤矿机电设备运行中自身温度变化来判断设备是否故障。以煤矿实际生产经验来看，如果设备运行存在异常情况，在故障发生前设备就会存在明显温度上升现象。基于这一特点，工作人员把监测到设备温度变化的数据绘制成图表，将所有温度点连成一条曲线，可以直观得出设备故障发生前后温度变化，推测出设备温度所能达到的最高点，争取在故障发生前对其进行控制，通过有效措施进行维护，保证机电设备能正常运行。此外，煤矿机电设备检修人员，灵活掌握多种故障检测手段，加强设备运行监督管理也尤为重要。

2常见煤矿机电设备故障诊断举例

2．1提升机故障诊断对提升机进行故障诊断时，经常使用传感器对提升机控制系统进行检测。通过分析控制系统频谱来判断系统是否故障。煤矿提升机设备多采用交流绕线式异步电动机或直流他励电动机，提升系统主要由制动系统、控制系统及润滑系统组成。出现任何故障时，在诊断上也存在更大难度，都将影响到设备正常运行。针对此，为了提高故障诊断有效性，选择传感器信息融合技术，对相关有效信息进行提取，通过进一步对故障的诊断不断提高管理水平。

2．2采煤机故障诊断根据煤矿实际生产经验，采煤机故障一般是液压系统故障，选用具有可靠的液压系统能够解决这一问题。采煤机液压系统主要分为高压部分和低压部分。随着采煤机荷载提升，低压部分为恒定状态，此时持续增加荷载，会导致高压部分出现不升反降情况，就表明系统存在故障。在对采煤机液压系统故障进行诊断时，采取主动维护措施，在保证其能正常运行的基础上，提高采煤机性能，延长设备使用年限。

3煤矿机电设备管理的发展前景

1机电一体化设备的故障诊断技术分析

1.1温度诊断技术机电一体化设备发生故障时，温度往往会产生异常，也就是常说的“热信号”，有些零件发出“热信号”是在产生故障之前。因此，利用这种热信号来查找设备零件的缺陷或故障，这与温度计来测量体温的作用极为相似。那么，设备检测的技术人员可以把收集到的不同部位、不同零件的温度变化情况做成图表，并根据这些数据进行分析，判断出故障零件，及时做出应对，避免不必要的损失。

1.2振动诊断技术振动诊断技术又包含了多种具体的诊断方法，它主要适用于预防性的检测，现在常用的是简易诊断仪以及精密诊断系统，二者的使用范围不同。简易诊断仪是利用便于携带的仪器，将机电一体化设备运行过程中的振动信号加以放大从而判断设备的运行是否正常。精密诊断系统，顾名思义就是经过精确的数据统计与对比计算后查找出设备故障的原因以及故障部位。

1.3铁谱剖析技术该技术现今主要广泛应用于交通运输、机械制造、冶金、采矿以及军工等行业范畴中的机电一体化设备的监测与故障诊断。当机电设备的零部件发生磨损时，磨损颗粒便会进入润滑系统中，悬浮于润滑油之上，通过对这些微小磨损颗粒的提取与研究，便可找出有关设备磨损、故障的重要信息。

2机电一体化设备故障检测原则

对于机电一体化设备进行故障监测时，要遵循一定的原则。首先，在开展故障诊断工作之间，要先对待诊断设备的结构、功能进行分析并有所了解，能够根据设备的环境及工作状态预估出故障的形式及程度，明确不同故障间的关系，以及不同故障的根源为何。其次，在进行故障检测的过程中，要遵循先机后电、先外后内的原则。先机后电指的是先对直观性较强的机械结构故障进行检查，再结合设备的特性对内部的核心元件进行检查。先外后内的原则指的是在检测时先对设备的执行元件进行排查，再逐步向驱动元件过渡。

3机电一体化设备故障诊断专家系统

机电一体化设备正朝着人工智能化和自动化的方向前进，进而出现了故障检测的专家系统。该系统由故障检测数据库系统、用户界面系统、故障分析推理系统等组成。首先将设备的故障信息（如征兆、设备的原始数据信号、设备状态等）录入数据库中，专家系统将进行在线检测与离线检测来找出设备故障，寻找恰当的解决方案。机电一体化设备故障诊断专家系统的应用不仅可以有效提高故障监测与故障排查的效率，还可以提高对于故障原因、故障类型检测的准确性，该系统在未来必然会得到广泛的推广与使用。

【摘要】

本文介绍了发电机故障诊断的重要性和常用方法，以异步发电机的常见故障为例探讨了发电机故障诊断的关键，分析了局限发电机故障诊断技术实际应用的原因，最后提出了发电机故障诊断领域的发展方向和发展重点。

【关键词】

发电机；故障诊；实际应用

1前言

多年的事故统计表明，许多发电机事故都与电机的设计及制造质量有关。不断改进与完善发电机的设计和制造质量，改进发电机故障诊断技术，对保证电网稳定及供电安全有着重大的意义。发电机组检修的传统方法是定期检查和维修，虽能一定程度降低故障率，但因维修存在盲目性而造成很大的浪费。因此，国内大部分电厂正由传统的预防性维修逐步过渡到状态性检修。二十年以来，在发电机故障状态监测和诊断技术方面不少国内外学者都展开了研究，也在一定程度上取得了进展，各种诊断方法不断地涌现。当前，对于发电机状态监测和诊断技术的主要研究内容包括定子绕组、转子绕组及轴承等方面。本文简单介绍了发电机故障诊断技术，以异步发电机的常见故障为例探讨了发电机故障诊断的关键，总结了当前的研究情况，最后提出发电机故障诊断技术未来的研究方向和发展重点。

2发电机故障诊断方法

2．1发电机故障诊断技术简介由于发电机内部有着电、磁、绝缘、机械等互联系统的存在，其故障的原因、特征和类型也多种多样:有线性系统故障也有非线性故障;既有电气故障又有非电气故障;从故障发展速度来分，还分为突变故障和缓变故障。这些错综复杂的关系，给有效、迅速地进行发电机故障诊断带来了困难。因此，在诊断发电机故障时，一定要清楚地了解诊断对象，由于所有的故障都是根据一定的机理产生发展的，具有一定的规律，发电机故障诊断就是根据这些规律，采用丰富的操作经验、优越的检测手段、多年的设计和先进的理论研究来制作出有效的诊断软件，确定故障原因，并制定出解除故障的方案，以实现发电机故障诊断。

摘要：为对智能变电站的故障进行全面诊断，确保变电站供电的稳定性，以网络拓扑、数据采集分析为基础，提出了智能变电站故障诊断及定位技术，实现对站控层、过程层等数据信息的实时监控和管理，从而对变电站故障进行精准诊断和快速定位。因此，本文针对智能变电站故障诊断及定位技术进行研究，从网络通信架构层面对故障诊断和定位技术进行阐述，试图为之提供行之有效的可行性建议。

关键词：变电站；故障诊断；定位技术

引言

现阶段，智能变电站可以实现信息采集、信息测量、信息检测等功能，同时具备一定程度的故障诊断能力。研究得知，传统诊断方式仅限于单装置设备的自我检测，局限性较大，主要表现如下：一是诊断单装置设备的故障，不能发现故障的根本原因，只能发现直接原因；二是没有集中统一的故障诊断接口和平台，使得诊断信息不能集中输出；三是故障诊断不具有系统性，是相对独立和局部的。因此，为确保智能变电站的稳定运行，要研究智能变电站的故障诊断及定位技术，及时诊断和快速精准定位，尽最大可能预防安全事故的发生。

1智能变电站故障诊断系统设计

智能变电站的故障诊断系统，主要分为三大部分：数据采集、数据分析和诊断数据结果的输出，其故障诊断技术架构，如图1所示。智能变电站的故障诊断的基础是数据采集，采集数据包括：装置设备信息、网络设备的日志、变电站内网络协议报文、信息管理库、网络管理协议等，捕获和过滤筛选网络数据、统一搜集网络设备日志，对这些信息数据进行规范化处理和分析，最后得出数据分析结果，为故障诊断提供更加有效的数据支持[1]。智能变电站的故障诊断的核心是数据的分析和诊断，变电站可以经过过程层的网络连接过程层和设备层的装置设备，在经过TCP/IP协议连接站控层和间隔层的装置设备。通过主动报文探测、网络协议自动化分析等技术，对变电站运行故障进行诊断分析。此外，数据诊断结果的输出，就是通过人机接口，将变电器运行故障信息进行可视化显示。

2智能变电站故障诊断关键技术

（1）数据采集技术智能变电站内的所有设备装置的配置信息、设备日志、网络协议报文等数据信息的采集，则需要故障诊断系统来完成，利用对网络数据信息的获取和过滤、集中统一收集和规范化的处理设备的网络日志和SNMP协议分析处理技术，从而得到较为基础的分析数据[2]。

摘要：近几年随着信息技术、微机技术和通讯技术的协调发展，在工业控制核心技术上我国实现了微处理器设备诊断和故障分析，完成了设备的远程监控和诊断，进一步为我国工业设备的使用提供了技术保障。PLC可编程序控制器远程监控的实现优化设备监控效率，提高设备使用质量的作用。论文就PLC远程监控和故障诊断方法进行分析研究，进而进一步为PLC远程监控的应用提出优化建议，保障其故障诊断的高效性，促进我国设备制造技术的创新发展。

关键词：PLC；远程监控；故障诊断；方法

0前言

PLC远程监控系统的设计从其结构和控制要求上实现了系统工作环境、感染源种类因素分析和电源及软件抗干扰能力的优化，利用串行通讯协议实现前端机与PLC的串行通信强化了系统信息传输的安全性和精准性。近几年随着PLC远程监控的应用范围越来越广泛，如何利用故障诊断方法强化PLC远程监控系统的应用作用，为我国设备运行和使用提供技术保障成为了研究的主要侧重点，具有典型性。

1PLC远程监控

PCL远程监控中主要是利用PLC实现设备远程控制程序编写，进而实现PLC远程故障诊断，完后才能网络技术相关数据的传输和通讯，并且利用设备现场传感信息采集和数据运行来实现数据系统的信号转换和信号处理，利用数据信号的信息分析能力完成及设备的运行情况，及时完成故障的诊断处理[1]。PLC远程监控的应用领域较为广泛，近几年随着4G网络技术的逐渐发展，PLC能够有效的实现远程现场设备的终端信息采集处理，进而完成数据传输工作的数字化和可视化处理，完成设备故障的诊断和维护[2]。PLC远程监控在工业上的应用主要是以工业集成化、自动化、规模化和高效化发展为方向，完成对设备故障诊断的精确性优化。

2PLC远程监控的特诊

从特征性的角度出发对PLC远程监控系统急性分析，其主要包含系统安全可靠性、系统智能化和实时性的特征[3]。系统安全可靠性特征:PLC远程监控利用庞大的有机组合体实现了远程故障信息的集中处理和分析，进而提高了信息的可靠性，强化了设备信息系统的整体故障判定准确性，为设备的使用和维护经济损失带来了可靠性。系统智能化特征:PLC远程监控在设备监控和故障诊断的过程中根据设备的运行数据情况，实现了异常和故障的智能化判定和处理，并且能够及时的采取控制措施，以完成正常系统的智能化运行。实时性特征:PLC远程监控在其工作系统的处理和监控上能够实现监控连续性，始终对设备运行的状态实施整体监控，并且采用无间断反应传输的方式将监控的信息实时的传递给后台的工作人员，进而降低了传统反馈信息传输的延迟性和不稳定性缺陷，进一步奠定了PLC远程监控在设备运行监控中的实时性特征。