導語：如何才能寫好一篇故障診斷技術，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞：網絡故障；故障檢測；故障定位；故障診斷；專家系統；數據挖掘；神經網絡

中圖分類號：TP393.06

隨著計算機、通信以及互聯網技術的飛速發展及應用，網絡作為一種重要的工具，在軍事、政治、經濟和科研等諸多領域起著越來越重要的作用，已經成為社會生產和生活必不可少的一部分。與此同時，網絡的規模和復雜性不斷增大，一旦網絡發生故障，如果不能在有效時間內對網絡故障進行診斷與修復，將會造成巨大的損失，甚至嚴重威脅社會的安全與穩定，因此對網絡故障診斷技術進行研究具有越來越重要的應用價值和現實意義。

1 網絡故障診斷一般過程

通常來說，網絡故障診斷是以網絡原理、網絡配置和網絡運行的知識為基礎，根據網絡出現的故障現象，并使用專門的網管理和檢測工具以獲取告警信息進而對網絡中出現的故障進行診斷、恢復以及預測的過程，一般可分為以下五個部分[1]：

（1）故障檢測，即網絡故障告警信息的獲取。網絡發生故障時，通過主動輪詢或異步收集方式，對網絡中的相關設備或服務的相關告警信息、設置和性能參數，狀態信息等進行收集和分析，及時發現網絡出現的故障及問題。

（2）故障定位，即定位故障源。對故障檢測階段收集的海量告警數據進行分析和處理，在網絡中找出故障，為下一步的故障原因的診斷提供依據。

（3）故障原因的診斷，即查找故障產生的根源。根據故障定位的結果綜合運用各種規則進行系統的推理，快速的找到故障產生的原因或者最可能的原因。

（4）故障修復。根據網絡故障診斷結果修復網絡故障，恢復網絡的正常運行。

（5）故障預測，即根據先驗知識和監測數據預測網絡可能發生的故障。

其中故障檢測，故障定位，故障原因診斷是必不可少的三個步驟，下面將重點對上述三個步驟進行詳細的介紹。

2 網絡故障檢測

通常計算機網絡通過以下兩種方式收集信息，通過分析收集到的信息來檢測故障[2]。

（1）Trap機制。在網絡中每一個被管設備中都要運行一個程序以便和管理站中的管理程序進行通信。

（2）主動輪詢。網絡中發生故障的被管設備或服務主動向網絡管理系統發出告警信息，能夠及時發現網絡中的故障，網絡管理系統還需通過主動輪詢這種方式了解與網絡性能密切相關的信息，并對這些影響網絡性能信息設置閾值，來判斷網絡性能，超過設定閾值也會觸發事件。

3 網絡故障定位

網絡系統中，一般通過監測被管設備或服務等各種方法獲取大量原始告警數據或歷史積累信息，這些數據往往由于通信系統的復雜性、網絡結構異構性、噪聲、外界因素、因果關系等原因而具有相當大的不確定性和不精確性，導致故障癥狀和故障原因都存在非線性映射關系，需要利用關聯技術對數據進行處理和分析才有效的進行故障定位[3]，目前常用的故障定位技術主要有下面幾種：

3.1 基于人工智能的故障定位技術

3.1.1 基于規則的推理技術

基于規則的推理（Rule-based Reason，RBR）是最簡單的關聯技術，已被用于多種構架。一般而言，基于規則的系統由三個組成部分組成，如圖1所示。

（1）推理引擎，主要提供解決問題所需要的策略。

（2）知識庫，提供和定義與問題相關的規則和專家知識。

（3）工作內存，主要提供解決問題所需要的數據。

在基于規則的推理的網絡故障定位系統中，知識庫充當一個專家的角色，利用從人類專家獲取專家積累的經驗和知識，這些知識主要包括對網絡問題的定義以及當某一特定問題發生時，網絡故障定位系統需要執行的操作。工作內存主要是利用具體的網絡協議對網絡中的被管設備或服務進行監測，得到有關被管設備或服務的各種信息。在對網絡故障進行定位時，推理引擎與知識庫共同合作，將監測得到的網絡中被管設備或服務的狀態信息與知識庫中定義好的條件部分進行比對，根據條件滿足與否，來進行網絡故障的定位。

基于規則的網絡故障定位系統，由于無需對專家系統的具體結構和操作細節進行深入了解，從而具有結構簡單等諸多優點，并且實現起來比較簡單，非常適用于小型系統。但是基于規則的網絡故障定位系統在匹配規則時，需要網絡狀態與知識庫中的規則條件精確匹配，否則將推出整個推理過程，無法定位故障，并且規則存在不易維護性和指數增長性，所有這些缺點決定了基于規則的網絡故障定位系統不適用大型系統。

3.1.2 基于模型的推理技術

基于模型的推理（Model-based Reason，MBR）是建立在面向對象上的基礎之上，利用現有的專家經驗和知識，將具體的目標系統中的實體都模型化診斷對象，并且明確地表現出現實目標系統中對象之間存在的各種關聯關系，再根據系統模型對具體的目標系統的行為進行推測。由于通常情況下，具體的目標系統與理想的系統模型之間存在差異性，因此基于模型的推理的專家系統需要對推測的行為和目標系統的實際行為進行不一致診斷，以確定具體目標系統中的故障根源。

為了更好地說明基于模型的推理專家系統的工作流程，文獻[4]使用一個物理模型和對應的對等模型分別如圖2、3所示的網絡系統。網絡系統按一定的周期，有規律的向圖2中的被管設備發送ping命令以監測網絡系統中的被管設備是否運行正常。管理系統和被管設備之間通過一個模型對象實現彼此之間的相互通信，具體來說，如圖2所示，系統中的集線器模型向被管設備集線器發送ping命令，路由器模型則向被管設備路由器發送ping命令。當目標網絡發生故障時，如果故障發生在集線器1，則集線器1模型可以將其發現并且識別出來，如果集線器1模型連續3次向被管設備集線器1發送ping命令，在3次響應超時以后，集線器模型1根據現有的網絡現象推測被管設備集線器1有可能發生故障，或者說目標系統中的故障位于集線器1。集線器1模型則會在確定故障并正式發送告警信息之前，集線器1模型將分析自身與圖2中其他被管設備的模型之間的關系以此來確定其是否應該詢問網絡中路由器模型，如網絡中的路由器模型返回的是相應的被管路由器設備工作處于正常狀態，則集線器1觸發警報。

3.1.3 基于范例的推理技術

基于范例的推理（Case-based Reason，CBR）故障定位技術與前面的基于規則推理技術和基于模型推理技術相比具有很大的差異性，主要因為基于范例的推理技術的思想源于人類現實生活，主要根據過去積累的實際經驗或經歷，利用類比的推理方法對現有的新問題做出相似的解答，然后根據新問題與舊問題之間的差異對解答進行修改從而得到新問題的完全解答。基于范例推理的網絡故障定位技術主要由四個部分組成，檢索 （Retrieve）、復用（Reuse）、修正（Revise）、保存（Retain），簡稱4R過程。

基于范例推理的故障定位技術與基于規則推理的故障定位技術相比，由于在基于范例推理的故障定位技術中檢索只是基于對案例的部分匹配，而基于規則推理的故障定位技術則是完全匹配，因此基于范例推理的故障定位技術對網絡配置變化的適應度更好，更適用于問題的總體解決方案。

3.2 模型遍歷技術

模型遍歷技術（Model traversing techniques）是一種構建網絡故障傳播模型的方法，該方法在構建故障傳播模型時，主要根據網絡在運行時各種被管對象之間的相互關系，并且按照從引起事件的被管對象開始的順序進行構建。該方法主要適用于網絡中被管對象之間的相互關系類似于圖形，并且一般情況下較容易獲取的情況，并且在系統配置變化較頻繁時該方法的魯棒性很好。模型遍歷技術主要具有兩大特點，事件驅動和事件關聯，所謂事件驅動是指在一個故障癥狀報告到來之前，系統一直處于等待故障癥狀狀態；事件關聯則是確定兩個故障癥狀是否來源同一個事件源。

一般情況下，模型遍歷技術需要在其事件報告中明確標識網絡系統中故障的征兆類型、征兆目標等相關信息，如果網絡系統中出現故障征兆，且不妨用si來表示該故障征兆，當si的目標和si來源相同，則說明si是一個次要征兆也就說明某些告警信息可以被忽略。模型遍歷技術的整個處理可分為以下3步：

（1）首先，對網絡中的每個事件，依據網絡在運行時各種被管對象之間的相互關系對其構建一個和事件源相關的對象圖。

（2）當給定的兩個事件的對象圖相交時，此時說明兩個圖至少包含同一個對象，則認為這兩個對象圖的事件源是關聯的。

（3）當給定三個故障癥狀si，sj，sk，其中si，sj相互關聯，sj，sk相互關聯，則根據故障癥狀的傳遞性可知si是一個次要的故障癥狀。

4 網絡故障原因診斷

（1）基于信號處理方法。該方法主要是依據信號模型，直接對網絡系統中的可測信號進行分析與處理，并通過提取可測信號的頻率等特征值，對網絡中存在的故障原因進行診斷。

（2）基于解析模型的方法。基于解析模型的方法主要依據數學模型和數學方法來進行故障原因的診斷，在診斷時需要建立對象的精確數學模型。

（3）基于知識檢測的方法。與基于解析模型方法相比，此方法最大的特點在于其并不需要對象的精確數學模型就可以對網絡中的故障原因進行診斷。

下面主要介紹幾種目前國內外研究學者研究比較多的基于知識檢測的方法，基于專家系統故障原因診斷方法和基于模糊理論故障原因診斷方法以及基于BP神經網絡故障原因檢測方法。

4.1 基于專家系統故障原因診斷方法

基于專家系統故障原因診斷系統主要是利用人類專家的經驗和歷史積累診斷數據，使用一定的方法將其轉化為系統能夠識別的規則存在專家系統的知識庫中。當網絡中出現故障時，診斷系統利用專家系統知識庫中的規則，對發生故障網絡中的被管對象的各項性能參數進行處理與分析以正確的確定網絡故障發生的具體原因[5]。組成由人機接口、推理機、知識庫等六部分組成：

目前，國內外學者公認的專家系統瓶頸是知識獲取問題，因為專家系統在診斷過程中主要依賴于從人類專家領域內獲取的知識、經驗和以往診斷數據，而這些獲取起來途徑有限，操作起來具有一定的局限性和復雜性。另外，專家系統在實時性和學習能力等方面也存在一定的局限性，因此目前通常將專家系統同其他方法相結合以提高專家系統在這些方面存在的局限性和不足。

4.2 模糊故障診斷方法

很多時候，網絡中的故障與系統得到的網絡現象之間存在非線性的映射關系，這種非線性的映射關系很難用確定的數學公式或者模型來刻畫，相應的在故障原因診斷時，很難給出故障的精確原因。相反，只能給出故障發生的可能原因。對于這種存在一定模糊性的問題，可以使用模糊邏輯來解決。

目前使用的比較多的是向量識別法，其診斷過程可分為以下3步：

首先，需要根據網絡中的故障與表征網絡故障的數據，建立二者之間的關系，通常用關系矩陣R來表示。

其次，對需要診斷的目標網絡系統（對象）進行狀態檢測，提取相關的特征參數以構建特征向量矩陣X。

最后，根據模糊理論和矩陣理論，求解前面兩步構建的關系矩陣方程Y=X?R，得到關系矩陣方程的解Y，再根據隸屬度等原則，對目標網絡系統的故障向量Y進行處理，得到故障的原因。

從上述診斷過程可知，在模糊故障診斷中，正確的進行故障原因診斷的前提是建立關系矩陣R、隸屬函數、特征值向量X，而這些矩陣、函數、向量的建立是人為構造而成，難免具有一定的主觀性，并且由于該模糊診斷方法對特征元素的選取也有一定的要求，所以兩者若處理不當，會導致該方法的診斷結果精度嚴重下降甚至完全錯誤。

4.3 BP神經網絡診斷方法

由于人工神經網絡的這些特性以及網絡中故障與征兆之間有可能存在的非線性映射關系，使得人工神經網絡在網絡故障診斷中大有用武之地。目前，人工神經網絡已經大量應用在網絡故障診斷領域。BP神經網絡是常用的人工神經網絡模型[6]。

BP神經網絡故障診斷分為訓練和診斷兩個階段：

（1）訓練階段。BP神經網絡對樣本進行訓練，以選定網絡結構和規模，確定網絡總層數、各層神經元數。借助BP學習算法，將原始網絡收集到的故障樣本的特征參數作為BP神經網絡輸入樣本集，以與之對應的網絡故障原因編碼為BP神經網絡的輸出，以此對BP神經網絡進行訓練。

（2）故障診斷階段。主要對待檢測對象的故障樣本進行特征提取和歸一化處理，然后輸入到BP神經網絡進行診斷輸出診斷結果，整個過程分為以下4個步驟：1）故障樣本集預處理。2）BP網絡結構設計。3）訓練BP神經網絡。4）故障診斷。

5 結束語

本文對網絡故障的概念以及基本過程進行了概述，重點對當前網絡故障中的故障檢測、故障定位、故障診斷的關鍵技術及方法進行了研究和總結歸納，對開展網絡故障診斷技術研究具有一定的指導意義。

參考文獻：

[1]王成等.網絡故障診斷技術研究[J].科技信息，2011（11）.

[2]陳琳.一種網絡環境中的故障診斷模型[J].北京航空航天大學學報，2004（11）.

[3]張燕.網絡故障診斷關鍵技術[J].電腦知識與技術，2009（31）.

[4]李千目.戰略互聯網智能診斷技術研究[D].南京理工大學，2005.

[5]吳曉知，李興明.網絡故障管理專家系統中知識庫的構造[J].微計算機信息，2008（06）.

[6]戚涌，劉鳳玉.基于BP神經網絡的網絡智能診斷系統[J].微電子學與計算機，2004（10）.

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關鍵詞：汽輪機；故障診斷；發電機組

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.09.021

通常的診斷技術有兩種，振動分析和，油液分析。汽輪機發電機組是電力生產的重要設備，由于設備結構的復雜性和運行環境的特殊性導致汽輪機的故障經常出現，要對汽輪機設備進行診斷處理，了解設備的運行情況，查看隱患，故障導致的原因，提出維修的方案。信息技術和計算機技術的發展有效地提升了汽輪機故障診斷技術的能力。汽輪機轉子的震動，使零件磨損嚴重，轉子運行中的腐蝕、磨損和疲勞等，轉子的不平衡，不對中，油膜渦動，油膜震蕩，松動，動靜破摩。

1 振動分析法

儀表報警時，對故障數據進行分析，要診斷出設備故障原因， 對振動參數分析竟然無法解決問題，對熱力參數監測出現排氣溫度下降的現象。對振動信號進行分析處理可以采用，非線性、非平穩性，對傳感器的檢測主要在硬件冗余、解析冗余和混合冗余方面。并采用神經網絡技術診斷汽輪機的系統性能，提高傳感器的信號可靠性。

信號容易受到干擾，如振動干擾，電氣干擾，分析傳感器信號振動的頻域特征，振動故障的發生會引起信號結構頻率的變動，所以狀態參數有時穩定，有時不穩定。而且非振動信號的參數也有可診斷的依據，如汽輪機發電機組的運行溫度、壓力、真空度、電流等。信號的變化和處理需要在幅值、時間、頻率等域進行。常用的技術有非線性補償技術、信號預處理技術。

2 故障的分析

總結儀表報警的原因有兩點，一點是渦流傳感器是隨機運行的，二是探頭的安裝隱患。頻譜分析時故障診斷的最廣泛手段。診斷技術與仿真技術的結合，建立故障的決策表，準確辨別故障，還可以應用模糊診斷和層次模型。熱力學分析手段以及頻域變換法都是診斷中常用的方法，對產生原因和機理做出判斷，確定措施和方案。 轉子的不平衡也是常見的故障，不平衡引起振幅或相位的變化，徑向和軸向的碰磨產生振動，具有豐富的頻譜特征，可以通過頻譜分析監測狀態。

3 檢測方式

汽輪機故障的監測技術，通常采用灰色理論、概率分布干涉模型，頻域的變化有譜圖顯示，可以采用主元分析法分析機組的實際振動狀況。振動故障狀況很多，不同的故障可能特征相似，因此診斷相對復雜。這種不確定性，可以采用模糊性處理和預診斷以及對比以及統計和邏輯的診斷方式。正常狀態和故障之間沒有明顯的劃分界限。確定常見故障的模式和分布，@得故障的程度信息，用模糊C均值聚類分析方法，來識別故障類型，提高診斷的準確性。根據軸心軌跡、相位和振幅來模糊的診斷，也能縮小故障范圍。排除變量的相關性和冗余性。用定型觀測器、定性方針來進行故障定性，對材料和性能的檢測可以幫助信號的相關處理，排除干擾的信息。降低變量的維數。

4 復雜故障的機理

遇到復雜故障的診斷，首先要重構診斷的狀態，殘差序列，利用粗糙集理論和實踐波形分析得到最原始的振動信息源。 過程參數與基于狀態的診斷方法采用的是統計和邏輯的診斷。貝葉斯網絡從概率上推理，把復雜的因果關系和概率事件進行推廣，對不確定的信息進行智能化的診斷。變量間的弧顯示故障的直接因果關系，汽輪機信息的融合診斷主要在征兆級和決策級深入研究。建立故障過程的參數并不是狀態的復合震動問題。非真即假的邏輯不適合這樣的診斷。要利用不斷獲得的嬉戲修正推理的模型，用以解決不確定的一系列信息。

基于小波變換的汽輪機故障診斷方法有多分辨率分析的特點，在故障診斷融合模型中，要考慮各種不確定性，每個節點的可能性的值要以概率的形式定量，生產過程中的變電器、熱電阻和開關量的信息要融合起來。幅值譜的各個頻率震動有相應的振幅，可以直觀看到， 監測的數據對應離散的小波變換，檢測到隨機信號的突變，油液分析技術、光譜分析技術，對模糊的故障監測數據都有很重要的作用，簡化條件概率與內部的聯系就能建華貝葉斯網絡，從而達到快速計算的目的。用節點變量表達故障征兆和故障原因，并應用推理算法，把貝葉斯網絡轉換成對應的樹形結構。采用模糊C均值提出診斷模型和方法，具有較高的理論價值和實際意義。

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1故障診斷與狀態監控系統的組成

隨著人們用電水平的不斷提升，對用電的安全性、可靠性要求越來越高，而10kV配網的運行直接關乎到配網運行的質量，因此，應做好10kV配網的運行故障診斷以及監控工作，才能確保10kV配網的供電質量。故障診斷與狀態監控技術在近些年的發展中，不斷的得到了改進和完善，與此同時，對確保10kV配網運行的安全性、可靠性有著極大的作用。故障診斷與監控系統主要由軟件管理系統、前端采集系統、接地故障點巡查系統等組成，其中軟件管理系統主要是對前端采集系統所發出的線路運行數據進行接收和分析，同時，結合10kV配網線路的實際運行情況對其進行實時監控，實現對配網運行狀態的掌控。另外，軟件管理系統還可以依據系統的控制功能來遠程控制線路上的分合斷路器設備，這樣一旦10kV配網線路上發生故障，控制中心就可以在最短的時間內來分析配網線路運行的故障區域，并從控制前端采集系統中的分合斷路器進行切除或隔離故障線路區域，實現對故障線路進行有效的隔離和控制。

前端采集系統是故障診斷和狀態監控技術的重要組成部分，主要是對10kV配網的運行狀態進行監測，根據10kV配網線路的分布情況，對相應的位置安裝采集設備，并將采集到的數據遠程發送至計算機軟件管理系統，這樣配網控制中心就可以根據這些數據來對配網線路的實際運行情況進行分析，并對線路的運行狀態進行準確的判斷，及時發現10kV配網線路中潛在的安全隱患，從而有效的避免配網線路的故障發生。當然，前端采集系統主要是對線路上已經發生的故障進行定位，對于未發生的故障無法進行數據采集。

接地故障巡查系統。10kV配網在運行的過程中，配網接地故障時有發生，而且也是當前10kV配網線路運行最常見的故障，給10kV配網線路運行的安全性、可靠性也造成了極大的影響。而接地故障巡查系統則主要是針對配網線路進行接地故障檢測的，當然，在一些特殊的情況下，需要對其進行特殊對待，例如，在發生單相接地故障的情況下，在對接地故障信號進行檢測的過程中，主要是通過對檢測裝置所檢測的數據進行分析，來確定10kV配網線路的單相接地故障，這樣能夠有效的確定單相接地故障，更有利于故障線路搶險工作的順利展開，幫助維護工作人員確定線路的故障位置，從而保證10kV配網運行的安全性、可靠性。另外，故障診斷與狀態監控系統在運行的過程中，主要是通過軟件平臺來對配網線路以及各項設備的運行狀態進行監測和分析（如圖1所示）。

2故障診斷與狀態監控技術在10kV配網中的應用

2.1在10kV配網線路運行狀態監控方面的應用隨著科技的不斷發展，電力企業的發展也極為迅速，尤其是10kV配網線路的遍布范圍也越來越廣，而且，線路遍布的位置具有隨機性，很多配網線路在正常運行的過程中，可能受到外部因素的影響而引發線路故障問題，從而影響到10kV配網線路運行的可靠性。當然，電力企業在發展的過程中也極為重視這方面的問題，為了避免這類問題給配網線路造成破壞以及影響到居民用電的安全性和穩定性，對配網的運行狀態監控工作也在不斷的進行著，以往對10kV配網線路運行狀態的監控，主要是人工定時對線路進行巡檢，不僅消耗了大量的人力，而且，巡檢還存在不完善性、疏漏性等問題，也給10kV配網線路的安全運行埋下隱患。而在近些年的發展中，故障診斷與狀態監控技術的發展極為迅速，并被廣泛的應用到10kV配網運行狀態監控中，不再需要人力對配網進行巡查，通過數據采集設備對配網線路及其設備的運行數據進行采集，并通過控制中心來對數據進行分析，從而對10kV配網線路運行狀態的實時掌握，一旦發現配網線路運行異常，可以對其進行針對性的處理，從而有效的提升10kV配網線路運行的安全性、可靠性。

2.2在10kV配網線路故障排查中的應用眾所周知，在10kV配網運行的過程中，可能受到內部或外部的因素影響而引發配網故障，如，惡劣天氣的影響、小動物落到線路等而引發的故障現象，10kV配網主要是對居民供電的配網線路，一旦發生配網故障，將會給居民用電的安全性、可靠性造成極大的影響，因此，為了避免或降低配網故障帶來的損失，必須要做好配網的故障排查和處理工作。在以往10kV配網線路發生運行故障的時候，主要是采用人工排查的方式進行，而在一些惡劣天氣下，尤其是廣東是一個臺風和雷雨天氣多發地區，也將給工作人員的故障排查造成極大的困難，甚至會引發人身安全事故，而且，在確定故障位置的過程中還會消耗大量的時間，會涉及到較長的停電時間，從而給用戶用電的可靠性造成極大的影響。而在故障診斷與狀態監控技術應用下，可以對線路進行在線監控，一旦在10kV配網線路故障發生的情況下，可以在最短的時間內確定線路故障發生位置，并通過控制中心來對關合斷路器進行控制，對故障區域的配網線路進行隔離，而且，也能將停電范圍最大程度的縮小，減少影響范圍，而且，在故障點確定之后采取有針對性的處理措施，縮短了配網故障的處理時間，進一步降低10kV配網故障對用戶造成的影響。

2.3在10kV配網線路其他方面的應用廣東地區的天氣較為潮濕，尤其是在春季，潮濕天氣會對配網的正常運行造成一定的影響，另外，在夏季也是雷雨天氣以及臺風的多發地帶，配網線路故障頻繁發生，給廣東地區10kV配網供電質量造成極大的影響。在近些年的發展中，伴隨著廣東供電企業投入故障診斷與狀態監控技術，主要對10kV配網的故障管控、雷擊頻繁區域的巡視、故障高發設備等方面的運行監測以及故障診斷，確保了廣東地區10kV配網運行的安全性可靠性。另外，通過大量的實踐證明，故障診斷與監控系統的應用，可以對配網線路運行的負荷大小進行實時監控，對線路的安全運行有著重大的作用；而且，故障診斷監控系統能夠實現遠程控制的功能，這樣，控制中心的管理人員就可以通過控制中心的系統軟件進行監控和分析，并且下達遠程控制命令，尤其是在10kV配網及其設備發生故障的情況下，管理人員可以通過遠程控制配網線路上的斷路器分合，能夠快速的隔離故障區段，避免或降低了故障的擴大而對線路以及設備造成的損毀，從而將10kV配網故障的損失將至最低，進一步保證10kV配網線路運行的可靠性，提升電力系統的供電質量。

3結語

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【關鍵詞】流化床 鍋爐 防磨 技術

神華福建晉江熱電有限公司一期工程建設裝機容量2×50MW熱電聯產機組，兩臺機組分別于2006年3月和8月投入商業運行。鍋爐是華西能源工業股份有限公司生產的DG-260/9.8-1型高溫高壓、單汽包橫置式、單爐膛、自然循環、高溫分離、全懸吊結構循環流化床鍋爐。鍋爐設計煤種為福建龍巖無煙煤。爐膛頂部標高36.5米，爐膛中上部長寬規格為5638×11250mm，前、后墻水冷壁管各設計144根，左、右墻水冷壁管各設計74根，水冷壁管材質為20G，規格51mm×5mm。

截止2015年5月，兩臺鍋爐已運行約58000小時，共發生5次水冷壁磨損泄漏事件。該公司于2013年初對水冷壁局部磨損區域進行了噴涂防磨，但在2013年及2014年初仍在噴涂區各發生了1次水冷壁磨損泄漏事件。經現場檢查分析，確認防磨噴涂在應對自然磨損方面可取得較好的效果，但在一些局部磨損速率較快的特殊區域防磨效果明顯不佳。對該公司而言，鍋爐水冷壁防磨問題已十分突出，通過單一的治理的方式已無法滿足防止鍋爐水冷壁泄漏的需要。2014年上半年該公司進行了水冷壁防磨綜合治理，治理后兩臺鍋爐未發生水冷壁泄漏事件。

1 水冷壁磨損現狀分析及措施制定

經搭設爐膛滿膛架，對鍋爐水冷壁管進行全面測厚檢查后，分析發現水冷壁存在以下磨損現狀，并制定相應治理措施。

（1）管壁吊裝塊兩側水冷壁管沖刷磨損：因基建期未把好鍋爐安裝質量驗收關，水冷壁管屏起吊點（吊裝塊）未進行清除，造成鍋爐運行后，沿壁下落的內循環灰受到吊裝塊的阻攔，向兩側水冷壁管形成八字形沖刷。兩臺鍋爐水冷壁上共存在92個吊裝塊，主要布置于爐膛標高15米、17米、28米、38米層，每個吊裝塊兩側水冷壁管均存在一定程度的磨損現象，并且磨損點程深溝式，磨損減薄量無法用測厚儀進行測量。因吊裝塊布置點分散，清除工作量大，該公司曾采取對管子上八字磨損深溝進行補焊臨時處理的措施，但仍無法達到防止此處磨損泄漏的目的。遺留吊裝塊問題已成為造成該公司鍋爐水冷壁磨損泄漏的最大風險因素。治理措施：對遺留吊裝塊兩側水冷壁管進行更換，達到清除吊裝的目的。

（2）大面積側磨：爐膛后墻中部標高16-19米區域、左（右）墻標高19-22米區域、前墻標高22-26米區域水冷壁存在較大面積的側磨，并且部分點壁厚已磨損至3.0mm以下。治理措施：該磨損現狀主要為爐膛內擾動風沖刷造成，故采取焊接防磨鰭片，減小擾動風攜帶物料貼壁沖刷的現象。

（3）局部敷設澆注料區域兩側磨損：鍋爐4個中部壓力測點、3個水冷蒸發屏下部穿墻區、4個屏式過熱器下部穿墻區，共11個敷設澆注料的區域與兩側水冷壁管過渡邊緣存在磨損。治理措施：該磨損現狀主要為可塑料邊緣敷設不平齊，造成沿壁下落的內循環灰沖刷磨損。故采取在11個敷設澆注料區域的邊緣焊接鰭片襯邊，使可塑料邊緣平齊，避免沖刷。

（4）爐膛四角不規則磨損：爐膛四角由衛燃帶可塑料（標高14米）至爐頂區域均存在四角不規則磨損現象，并且磨損點因位于角部，無法用測厚儀進行檢測。治理措施：將爐膛四角五根水冷壁管用可塑料進行敷設，并在可塑料兩側邊緣用鰭片襯邊處理，確保邊緣平齊。

2 防磨措施技術要求

2.1 對水冷壁進行換管，清除吊裝塊

（1）水冷壁換管以遺留吊裝塊為中心，上下各取300mm，共更換總長600mm。（2）水冷壁切割時，應使用機械切割。（3）切割時，先切下口，然后對下口進行封堵后，再切割上口。（4）水冷壁管焊接前，必須對管子焊口加工坡口，坡口應使用專用工具，確保坡口整齊，符合標準。（5）水冷壁對接焊口及鰭片焊縫均應平滑過渡，凹坑及凸起部分不得超過1mm。（6）焊接應由持有高壓焊工證人員進行操作，應確保焊接工藝，避免產生焊瘤、虛焊、漏焊等情況，新焊口應進行100%射線探傷。

2.2 焊接防磨鰭片，防止大面積側磨

防磨鰭片安裝示意圖1所示：

圖1 防磨鰭片安裝示意圖

（1）焊接鰭片長度由項目負責人根據現場標識情況，向施工人員進行交待。（2）必須根據現場標識位置及長度，逐根量好尺寸，并根據尺寸下料。（3）為確保頂部統一角度，施工時應先制做樣版。（4）鰭片下料必須用機械切割，確保端面平整。（5）將防磨鰭片焊在側磨區中部，與管子圓弧切線面保持垂直，應履蓋管子最薄點。（6）鰭片安裝時，應由鉗工整條預放好，由上至下每隔15cm雙面點焊，待鰭片完面定位后，再由上至下燒焊，確保鰭片垂直。（7）所有對接焊縫應進行打磨，確保焊縫整齊平滑，凹坑及凸起部分不得超過1mm。（8）鰭片頂部兩側應打磨，實現水冷壁管與鰭片平滑過渡。（9）焊接應由持有高壓焊工證人員進行操作，應確保焊接工藝，避免產生焊瘤、虛焊、漏焊等情況。

2.3 局部敷設可塑料區域兩側邊緣焊接鰭片襯邊

可塑料兩側邊緣防磨襯邊示意圖2所示：

圖2 可塑料兩側邊緣防磨襯邊示意圖

（1）將可塑料兩側邊緣敲除，對已磨損的水冷壁管進行補焊處理。（2）焊接襯邊鰭片時，應在現有可塑料敷設的區域再向外擴展1根水冷壁管的范圍，確保目前補焊點被新的可塑料敷蓋。（3）焊接鰭片長度由項目負責人根據現場澆注料高度，向施工人員進行交待。（4）必須根據現場標識位置及長度，逐根量好尺寸，并根據尺寸下料。（5）為確保頂部統一角度，施工時應先制做樣版。（6）鰭片下料必須用機械切割，確保端面平整。（7）將防磨鰭片焊在水冷壁管中部，與管子圓弧切線面、水平面保持垂直。（8）鰭片安裝時，應由鉗工整條預放好，由上至下每隔15cm雙面點焊，待鰭片完面定位后，再由上至下燒焊，確保鰭片垂直。（9）鰭片外側點焊處應進行打磨，確保表面平滑，凹坑及凸起部分不得超過1mm。（10）鰭片頂部兩側應打磨，實現水冷壁管與鰭片平滑過渡（主要質檢點）。（11）焊接應由持有高壓焊工證人員進行操作，應確保焊接工藝，避免產生焊瘤、虛焊、漏焊等情況。

2.4 爐膛四角防磨保護

（1）四角防磨可塑料敷設起點與衛燃帶可塑料進行對接，沿四角一直沿升至爐膛頂部。（2）可塑料共敷設設角部5根水冷壁管，并且邊緣同樣采用鰭片襯邊技術，確保側面平齊。（3）爐膛角部待敷設可塑料區域應預焊V字形，材質為1Cr18Ni9Ti的耐熱銷釘。銷釘采用橫縱交錯布置，間距為8cm，以防止敷設的可塑料脫落。（4）鰭片采取內側單面焊，外側點焊，其它安裝工藝要求與可塑料區域兩側邊緣焊接鰭片襯邊安裝工藝相同。

3 成效分析

（1）兩臺鍋爐水冷壁防磨治理技術措施實施后，鍋爐水冷壁受熱面積雖然減少約3.6%，但其不同于防磨梁的效果，未對爐膛內循環灰貼壁流造成影響，故其只提高爐膛床溫約5℃，對鍋爐運行未造成影響。（2）防磨鰭片的增加，解決了局部區域因爐內擾動風造成的側磨的問題。（3）遺留吊裝塊兩側水冷壁管八字形磨損隱患得到徹底消除。（4）局部敷設可塑料區域兩側邊緣焊接鰭片襯邊技術，避免了可塑料兩側與水冷壁管過渡區不平整造成的磨損問題。（5）爐膛四角防磨保護技術，徹底解決了四角不規則區域磨損問題，但因耐磨可塑料的敷設減少了鍋爐水冷壁約3.6%的換熱面積，影響鍋爐床溫升高約5℃。

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與上面的兩種故障診斷技術相比，振動診斷技術占據著基礎地位，同時，所起的作用為主導作用。在利用振動診斷技術對動力機械設備進行故障診斷時，具備以下幾個優點：理論基礎非常的扎實，且采用的分析測試設備也是比較完善的，診斷結果所具備的準確性及可靠性比較高，實時診斷更加的容易等。在利用振動診斷技術進行故障診斷時，與多個方面的關系都非常的密切，比如信息傳感方面、信號處理方面等，因此，技術人員所面臨的要求就比較高，不僅要具備優異的診斷技術，同時還要具備較強的綜合素質。

2影響動力機械設備故障診斷技術發展的因素以及發展趨勢

2.1動力機械結構復雜

隨著動力機械設備應用范圍的變廣，其發展速度也越來越快，在這個過程中，設備所具有的結構就變得越來越復雜，其中所包含的零部件數量增多了許多，且每個零部件的下一級，會存在更多的子零部件。鑒于動力機械設備復雜的結構，一旦其發生故障，在進行診斷時，不但難度會加大，診斷的完整性、精確性也會受到一定的影響，進而導致無法及時的針對故障采取修復的措施。

2.2故障機理和故障特征復雜

對于動力機械設備存在的故障類型來說，所具備的機理源是比較多的，故障在進行傳遞時，所具備的路徑也十分的復雜，且傳播的方向包含橫向性和縱向性兩種。同時，在不同的故障類型中，其所產生的故障頻率也是不相同的，這給故障診斷工作帶來了很大的難度。在動力機械設備快速發展的過程中，越來越多的生產廠家開始進行設備生產，這使得設備的型號不斷地增多，不同型號的動力機械設備所具備的結構各部相同，這種差異性導致設備在發生故障時，一個類型的故障具備一種特征，共性特征幾乎不存在，這對故障診斷工作來說，是一個非常大的挑戰。

2.3故障診斷方法眾多

當前，針對動力機械設備存在的故障類型，所具有的故障診斷方法是比較多的，不過在具體應用的過程中，受到方法眾多的影響，呈現出比較混亂的局面，影響了故障診斷的效果。同時，對于已知的各種動力機械設備的故障類型，尚不存在一種比較通用的診斷方法，這在一定程度上制約了診斷技術的發展，且逐漸的發展成為主要限制因素。

2.4故障診斷技術的發展趨勢

經過多年的發展，動力機械設備所具有的故障診斷技術已經發展的比較完善，不過，隨著科學技術的發展及應用，故障診斷技術呈現出了以下四種發展趨勢：第一，診斷儀器在發展的過程中，微型計算機、單片機逐漸的應用到其組成中，從而促使診斷技術向著自動化、智能化的方向發展；第二，隨著信息科學技術的發展，其中所蘊含的各項技術也逐漸的發展成熟，比如時-頻分析技術、紅外熱成像技術、機械振動和噪聲分析技術等，同時，工程診斷技術在發展的過程中，信息科學中的各項成熟技術成為其分支；第三，故障分析所具備的理論基礎變得更加的豐富，比如模糊集理論、神經網絡理論等，同時，這些理論也促使故障診斷技術向著綜合性的方向發展，提高了故障診斷的準確性；第四，故障診斷技術中應用了網絡技術，使診斷技術在獲取信息方面變得更加的便捷。

3結論

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關鍵詞：礦山機電設備；故障診斷；技術研究；

中圖分類號：F407文獻標識碼： A

引言：在最近的幾年，礦山企業得到了很大的發展。隨著科學技術的發展，其故障診斷技術也在迅速發展，在礦山機械中得到了較好的應用，該技術主要以信號處理技術、傳感器技術以及計算機技術作為基礎，在工業比較發達的國家首先得到應用。在中國，受到技術的限制，很多的礦山設備都是需要從國外引進的，所以要想實現礦山的高產就必須保證設備的正常運行，這就對其故障診斷和維修技術有了更高的要求。目前，,計劃經濟體制模式是我國對待礦山設備故障處理的主要模式,其中,有很多環節已經不再適應市場的需求了，需要改革和創新，所以對于故障診斷技術來說，需要結合實際情況，積極學習西方先進的技術和經驗，提高管理的水平。

一、礦山機電設備出現故障的原因分析

（一）、零件損傷造成配合關系的變化

各零件的配合關系發生改變，這種情況十分普遍，對設備發生故障的部位進行觀察，會注意到零件的損傷和各個零件之間原有的配合關系遭到破壞是故障形成的原因。零件的損傷包括：原有的形態和尺寸發生變化，原有的設計性能發生變化，偏離和設計值，是由于在使用設備的過程中，零件會受到來自各方的作用力，各種因素的綜合作用，同時，隨著時間的推移，老化作用越來越明顯，也經常引起零件失去原有的性能。

（二）、設備超負荷運轉

設備長時間處于超負荷運轉的狀態，在制造礦山機電設備的過程中，都會對它們的輸出參數進行極限值的設計，設備只有運行在極限值內才能保持良好的狀態；一旦輸出參數超過極限值，正常狀態就會遭到破壞，長期運行于超負荷狀態，設備極易出現故障，此時，有必要調整設備的技術參數，并且對設備采取相應的修復措施。

（三）、礦山機電設備工作強度大、持續時間長，作業對象對機電設備本身的損傷很大，加之器件的磨損使其與原部件的配合度降低，使設備自身工作能力受到很大影響，長久工作必將降低設備運行效率。

二、故障診斷技術的基本原理

（一）、數學模型的建立

通過建立數學模式，能夠更好的對設備的正常運行參數和故障時的參數進行比對，對故障進行實時的診斷，這種參數在進行建立的時候要保證對應關系，對設備運行情況進行監測，同時也能對計算機系統進行充分利用。

（二）、信息采集技術

對礦山機電設備的運行信息進行采集，通過安裝各種傳感器來實現，這樣能夠更好的對各類傳感器中的信息進行接收，然后儲存在計算機中，對設備的各種信號進行采集，同時也能對技術參數進行反映，對故障進行診斷。

（三）、分析與識別技術

對信息傳感器采集的數據要進行分析和識別，這樣能夠更好的通過分析和識別掌握到需要的信息，同時也能對設備的參數情況進行比較，對設備的運行狀況能夠進行判斷，同時也能對故障進行掌握，因此，也能及時進行解決。

（四）、信息處理技術

信息處理技術就是將采集到的信息進行分類和處理，這樣能夠對有價值的信息進行轉換，通過轉換成為人或者是計算機能夠識別的語言，實現信息采集的目的，對設備狀態進行更好的掌握。

三、礦山機電設備常見故障診斷類型

（一）、事后維護檢修診斷

設備故障已經導致了一系列不良后果以后才被發現，這種檢修和維護不是主動進行的，通常不能起到實質性的作用。而且，因為機電設備已經遭受嚴重損壞 通常只能依靠經驗推測故障原因。

（二）、有計劃地定期維修

根據自身的經驗積累制定出定期的機電設備檢修計劃，無論設備正常與否都要進行檢修和維護，但是這種檢修方式對于偶然發生的事故應急處理沒有預防措施。

（三）、計劃性狀態檢修

為避免以上2種檢修方式的弊端，加之現代設備監測技術日益發展完備，在線檢測和診斷裝置可以詳細記錄設備運作時的狀態、設備維修時間和內容，將這些數據輸入計算機進行分析處理，從而可以準確預測設備故障 。

四、礦山機電設備故障診斷的關鍵技術

（一）、礦山機電設備故障診斷技術概述

在礦山設備運行過程中，很多部件會發生物理化學方面的變化，如：溫度上升，電流電壓以及功率發生變化，造成設備在形態上發生改變。通過對設備參數變化的分析了解設備的運行情況，判斷出設備是否發生故障，如果出現異常，及時找到異常發生的具體部位，采取科學措施應對故障，這就是設備故障診斷技術。

在設備的故障診斷中，信息的采集是關鍵的一步，實際操作中，可以通過人為的看聽摸進行判斷，也可以利用相關設備采集狀態數據，如：運行設備的振動信號，溫度變化信號等，然后對這些信號進行分析，判斷是否發生故障；現場觀察也是常用的方法之一，比如，通過觀察電機運轉的響聲和現場測量其軸承的溫度變化，預測其可能的故障，觀察螺栓和螺帽是否存在松動的現象，油液是否發生泄漏等對機械的零部件是否受損進行判斷。

（二）、礦山機電設備故障診斷技術分類

迄今為止，礦山機電設備的故障診斷技術種類較多，由于礦山工作的特殊性，這些設備面臨的工作環境不僅是振動和沖擊礦物粉塵，而且工作空間小，維修起來難度較大，綜合考慮這些因素，更應該合理的選擇檢測儀器，應該根據具體的環境和設備運行情況，有針對性的選取處理方案，其中，較為常用的方案有以下幾種。

（1）溫度診斷。很多機電設備發生故障最為明顯的現象就是溫度出現異常，很多受到損傷的零件在設備故障發生之前就會出現溫度上升的現象。相關的工作人員將各種不同零件的工作溫度進行匯總，制成圖表的形式，在工作中就可以根據圖表中溫度的變化對零件是否發生故障進行判斷。

（2）振動監測。這種方法主要用于預防性監測，包括簡易診斷儀和精密診斷系統兩種。前者一般采取便攜式振動儀的形式，采集設備運行的振動信號，并將其適當放大，判斷故障是否存在；后者是對設備進行定期的檢測，使用顯示裝置以及控制器，將機電設備的振動信號數據輸入到計算機中，對故障進行判斷，找到相應的故障部位。

（3）鐵譜分析。該技術在礦山機電設備的故障診斷中具有非常明顯的優越性。常見的鐵譜分析儀是顆料定量儀，運行的基本原理為：在電機的運行磁場中注入帶有磨屑的油，之后將磨屑吸出，依據磨屑的大小順序制作成譜片，從而判斷設備的運行情況。

結束語：

礦山機電設備的故障診斷技術是一門綜合性的技術，交叉運行了多個學科，它在機電設備的保養和維修方面起到了積極的作用。礦山機電設備故障技術對機電設備進行嚴格的控制管理，可以為維修人員的維修提供有價值的參考，降低了礦產開采工程的難度，保障了施工人員的生命安全，還減少了礦產生產的成本，提高了礦產生產企業的經濟效益，從而促進了我國的經濟發展。

參考文獻：

[1]郭洪剛. 礦山機電設備故障診斷技術探討[J]. 機電信息,2011,24:139-140.

[2]董乾. 論礦山機電設備維修中故障診斷技術的運用[J]. 科技創新導報,2012,03:86.

[3]張皓. 礦山機電設備故障診斷技術的研究[J]. 黑龍江科技信息,2013,18:10.

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數學模型診斷技術是基于數學知識發展而來的診斷技術，同時，融合了動態檢測技術及傳感器技術。通過分析與處理采集的機電設備參數，實現對故障的診斷。該種技術應用的關鍵在于能夠建立科學、合理的數學模型，才能確保故障診斷的高效性與有效性。

2智能診斷技術

智能診斷技術從本質上來講屬于特征比較技術，通過對人腦的模擬，對故障信息進行采集、分析與處理。該種技術的重點在于建立完善的機電設備故障特征數據庫，當機電設備出現故障后，將其與數據庫中的信息進行對比以實現對故障的診斷。目前來看，神經網絡系統以及專家系統是比較常用的機電設備故障診斷技術。

3礦山機電設備故障診斷技術應用注意事項

僅僅掌握礦山機電設備故障診斷技術，還不能確保機電設備處于最佳的工作狀態，最重要的還應能夠注意應用時的事項，以充分發揮不同診斷技術優勢，完成對機電設備故障的診斷與分析，為提高故障排除效率提供有力的支撐。那么礦山機電設備故障診斷技術應用應注意哪些問題呢？接下來進行詳細的探討。

3.1重視礦山機電設備日常故障檢測

研究發現，礦山機電設備應用過程中很多故障的產生多由日常檢測疏忽引起，因此，為及時發現機電設備故障，防止故障的進一步蔓延，應加強對其日常檢測的重視。首先，制定詳細的日常檢測工作制度，明確對機電設備日常故障檢測的工作細節，尤其應根據礦山技術人員實際情況，將相關的日常檢測工作落實到個人，確保日常檢測工作的順利實施；其次，建立科學的日常故障檢測工作機制。調查發現，部分技術人員依據相關工作制度，履行了日常檢測的職責，但由于工作機制不科學，導致故障不能及時上報給上級部門，致使機電設備帶病運轉的情況較為常見，使機電設備發生重大故障帶的機率大大提高；最后，加強診斷技術人員日常故障檢測的思想教育。技術人員是礦山機電設備故障診斷的主要負責者，其職業素養的高低，會給機電設備故障診斷工作產生直接影響。因此，礦山開采單位應定期組織技術人員開展思想教育工作，使每一位技術人員提高對故障診斷工作重要性的認識，不斷提高技術人員職業素養，從而能夠在工作中自覺履行職責，確保礦山機電設備日常故障檢測工作的圓滿完成。

3.2注重重要礦山機電設備故障診斷

礦山開采中有很多比較重要的機電設備，例如高壓異步電動機、采煤機、礦井提升機等，這些設備一旦出現故障，會嚴重影響礦山開采進度及產量，因此，對礦山機電設備故障診斷時應分清主次，借助專門的故障診斷技術，加強對重要機電設備的故障診斷。首先，要求技術人員不斷學習重要機電設備的工作原理，總結重要機電設備常見故障，從而采取針對性故障診斷技術，以提高故障診斷有效率；其次，靈活運用多種故障診斷技術。一些重要的礦山機電設備處于較為復雜的工作環境中，引發故障的因素多而復雜。有時僅僅采用一種故障診斷技術很難對故障位置進行準確定位，這就要求技術人員能夠熟練應用不同機電設備故障檢測技術，以在最短的時間內定位故障；最后，不斷進行總結與反思。技術人員應時常結合自身實踐，不斷總結與反思機電設備故障診斷技巧，總結出適合自身的一套有效的故障診斷方法，提高自身機電設備故障診斷水平。

4結語

篇8

根據礦山機電設備的特點及使用情況，對現代故障診斷技術在礦山機電設備維修中的應用做了進一步的探討，尤其是對其中的智能故障診斷技術進行了重點研究，希望借此可以為礦山機電設備的維修提供參考。

關鍵詞：

故障診斷；機電維修；智能診斷

在現代礦山生產過程中，高技術含量的機電設備在煤礦生產一線獲得了廣泛的應用，但是因為受到工作環境等方面因素的影響，機電設備在運行過程中會出現故障，給煤礦安全、穩定生產帶來了隱患。利用故障診斷技術能夠深入地了解機電設備運行過程的典型狀態，還能夠檢測出設備運行過程中存在的潛在隱患，及時發現設備存在的主要問題，為故障預測和處理提供可靠依據。因此，找到礦山機電設備故障產生的主要原因，并利用故障診斷技術對原因進行及時準確的診斷分析，對保證機電設備的正常穩定運行以及礦山的生產安全都是非常重要的。

一、礦山機電設備產生故障的原因

（一）機械零部件配合關系變化。導致礦山機電設備出現故障的原因主要是設備的機械零部件關系變化或者零部件自身損傷而造成的。其中，零部件損傷有設備運行過程中相關零件之間的相互影響的因素，這種影響使零部件自身在形態、尺寸、功能等方面發生了變化，不能夠充分發揮其應有的性能。

（二）設備長期超負荷運行。在實際的使用過程中，若一臺設備的實際運行情況超出了其極限應用范圍，則該設備會在很大程度上因為超負荷而出現故障。

（三）設備自身性能損耗。機電設備在運行過程中會因為內部和外部因素的影響而使其運行能力持續消耗，包括設備機械零部件的磨損、電子設備的老化等，這些因素使得設備的綜合能力開始下降，最終出現各種類型的生產故障。

二、礦山機電設備的故障診斷

（一）設備故障診斷的方法。在通常情況下，設備故障診斷屬于一種防護措施，是在不影響基本生產流程的情況下判斷該設備各個部分的參數是否處于最佳的應用狀態中。在診斷中，通過使用精密設備獲得被檢測機電設備的運行數據，確定其是否適合運行，是否發揮其正常的功能，是否存在出現損壞的因素等。若發現異常，則分析導致該異常的主要原因、損壞程度有多大、是否能夠繼續使用，并根據其實際受損程度判斷其繼續使用的時間。

（二）設備故障診斷的原理。所謂設備故障主要是指設備因為零部件受損或者在使用過程中因為不同因素的影響。這時，一旦出現故障，這些參數的變化將直接作用于設備的零部件，使得其發生物理變化，導致零部件的性能也隨之出現變化，這種變化就是所謂的特征因子。這些特征因子可以精確的反映機械系統的實際故障狀態，因此也被稱作為故障敏感因子，只有這些故障敏感因子處于正常的閾值范圍內時，設備才不會出現故障。故障診斷技術就是監測這些敏感因子，一旦礦山設備的故障敏感因子超出了閾值范圍，就要發出告警。

三、故障診斷技術在礦山機電設備維修中的具體應用

（一）故障歷史記錄診斷方法的應用。當機電設備出現故障時，應該及時的分析導致該設備出現故障的相關原因，分析哪些是造成故障的主要因素。這是基于礦山機電設備組成原理而采取的一種典型故障診斷方法。當設備出現故障時，必須分析造成故障的因素，檢查設備運行過程，獲得最終的分析結果，并將這些結果進行歸納總結，形成一個該類型設備的故障診斷手冊。在設備的后續運行過程中，當設備再次出現故障使，就可以根據典型的故障類型判斷導致故障的原因，對故障進行針對性的處理、維修。

（二）溫度、壓力監測診斷方法的應用。礦山機電設備中大量使用摩擦副、軸承和齒輪傳動箱等機械設備，在這些部位設置溫度、壓力傳感器可以實現對這些關鍵零部件運行狀態的在線監測。通過連續對這些部位進行監測、記錄相關數據的歷史變化情況，可以快速、直觀、準確的反應出機電設備的實際運行狀態，還能夠預測其運行狀態變化趨勢，從而為設備的維修提供可靠依據。溫度、壓力是礦山機電設備需要檢測的典型參數，能夠正確、精確的反映設備的真實工作狀態。

（三）智能診斷方法的應用。智能診斷方法就是通過系統控制的方式，模擬人腦特征，能夠快速的獲得機電設備的故障信息，并及時的進行傳遞、處理、再生及應用，通過與系統配合還能夠實現設備運行狀態的實時監測和預測，為機電設備及系統的運行、維修提供可靠的數據參考。智能診斷方法包括模糊診斷法、灰色系統診斷法、專家系統、神經網絡診斷方法等。當前，智能故障診斷領域中最為活躍的方法是專家系統和神經網絡方法，這兩種方法在礦山機電設備故障診斷中具有較大的應用潛力。這主要是因為礦山機電設備的故障一般具有較強的復雜性和隱蔽性，使用傳統的故障診斷方法難以精確、快速的對故障進行定位和分析，而通過應用專家系統或者神經網絡，能夠模擬人腦思維方式，根據反饋的故障信息快速的進行分析和求解，獲得可靠的分析結果。

參考文獻：

篇9

【關鍵詞】故障診斷技術;煙草機械;生產系統

一、引言

在現代生產過程中，機械設備被大量使用。由于機械設備的復雜性，一個零件的損壞往往會影響整個生產過程的進行。在實際生產中，如果一個隱患沒有被排除，其結果不僅可能會導致設備本身的損壞，還可能造成人員的傷亡，帶來巨大的社會影響和經濟損失。在流水線生產過程中，一個環節出現問題，可能會導致整個生產過程都出現一定的停滯。由于機械的復雜性和機械故障的危害性，故障診斷技術在機械生產中得到了一定的應用。一個現代化的卷煙廠，其機械生產流程具有一定的復雜性，機械設備出現一定的故障，會導致巨大的生產損失。因此，故障診斷技術在煙草機械的使用中具有十分重要的意義，也有著十分廣闊的應用前景。

二、故障診斷技術概述

(一)故障診斷技術的含義。故障診斷技術是機械生產規模化之后發展起來的一門科學。故障診斷技術主要是在機械設備運行的過程中對機械設備的狀態進行一定的檢測與識別，確定機械設備的運行是否正常，以便盡早發現機械設備內部存在的一些故障并進行維護。故障診斷技術主要是對機械的設備進行一定的故障檢測活動，以分析其機械故障形成的原因，做到防患于未然。這樣就可以在很大程度上提高設備運行的效率，保持機械設備運行的穩定性。在大型機械設備管理中必定會運用故障診斷技術進行服務。

(二)目前設備故障診斷技術的兩個研究方向。當前，設備故障診斷技術一般可以分為兩個研究發展方向。首先，是機械設備的狀態監測技術，屬于一種簡易的診斷方法。主要檢測方法是將機械設備的一些特征參數進行一定的測試和分析，將所得到的數據進行一定的分析計算，并與正常的機械工作系數進行比較，以此來判斷機械設備是否正常運行。這種檢測方法的優點是方便，靈活，具有一定的便捷性。在設備現場就能得出所需要的判斷，節省檢測資金。另一種監測技術則是精密的設備故障檢測技術。這種檢測技術不僅要對機械設備是否正常運行作出一定的判斷，還要為了方便其維修，找出設備產生故障的原因，并對維修難易程度作出初步的判斷。精密診斷技術需要有著專門的精密診斷儀器用來輔助工作，還對參與診斷的技術人員的水平有著很高的要求。

三、煙草機械的特點以及診斷對策

(一)煙草機械的通用設備。煙草企業的通過設備是指工業生產中通常都會遇到的一些機械設備，具有一定的共通性。這些設備諸如電動機、離心風機、鍋爐、空壓機、烘干機、皮帶運輸裝置等。這些設備主要被運用在一些動力、制絲或者卷包等一些生產車間，或者用于一些機械維修和設計工人所在的部門。這些通用設備的正常運行關系著生產的持續運轉，也關系著煙草企業內部的一些安全問題。由于這些機械設備的內部結構都較為簡單，因此檢測工作的進行也較為簡單，所使用的手法也較為成熟。在這些設備中，一般來說引風機可使用振動測量的檢測手段進行檢測;離心式設備可使用振動頻率的分析方法進行檢測;而水環式真空泵和螺桿式空壓機分別可以使用振形分析法和沖擊脈沖法進行檢測。

(二)煙草企業的專用設備。在煙草企業的生產過程中，還有一些卷煙的專用設備。這些機械設備包括卷煙機、包裝機、打葉機和切絲機以及壓梗機和加香機等。這些專用設備的數量雖然在總體的機械設備中的比例較小，但是卻是煙草企業的重點設備，也是關鍵的生產環節。對于煙草企業的專用機械設備進行診斷相較于通用設備的診斷來講要有一定的難度。一般來說，煙草企業的專用設備有著以下的特點。一是卷煙機和包裝機等專用設備是有著復雜運作系統的設備，在運行過程中有多個動力源，這些動力源支持不同子系統進行工作，在工作過程中的運動器件多，其振動頻率也各不相同，呈現復雜的狀態。這些專業機械設備的設計結構上非常的緊湊，各個部分的運動器件非常密集，發出的振動信號往往互相干擾。機械運行過程中，其傳動系統的方式各不相同。有的采取連桿傳動方式，有的采取偏心激振方式。這就造成了在機械的內部存在著不同的沖擊振源。在機械的正常運轉下，這些部位的振動也超出了一般機械設備合理的振動標準。因此在診斷過程中不宜使用通用的診斷標準進行判斷。在機械一些部位由于精密度過高，難以安放傳感器或者探頭，機械內部的操作空間過于狹窄，無法進行安全的測試。二是有些機械設備的測點隱藏在機械設備的內部，診斷人員無法通過表面的檢測方法檢測機械的故障。還有一些煙草加工設備的材質不屬于金屬磁性材料，使用傳感器無法進行磁座的固定，給測量帶來了一定的難度。而且，目前我國的卷煙機以及包裝機等精密設備都是由外國引進而來的，使用者對器械的性能沒有充分的認識與理解，而且對于機械設備的內部傳動系統和零件的結構資料等掌握的不是十分全面，這種情況給信號的分析帶來了一定的困難。還有，由于煙草企業生產的特殊性，其生產過程一般帶有較強連續性，而且不允許長時間停車。機械設備難于拆卸使得對診斷的結果難以進行驗證。

四、故障診斷技術在煙草企業機械設備中的應用

現代煙草企業的生產逐漸朝著大型化、連續化和高速化以及智能化的方向發展。機械設備普遍具備精度高、傳動機構復雜等特點，這種現象也導致了煙草設備的機械故障率以及故障出現的機理越來越復雜的情況出現。因此，在故障診斷技術的使用上必須采用現代化的診斷技術。傳統的依靠維修人員經驗的故障檢測方法已經不適應當前的煙草企業的生產需要。

(一)進行故障診斷時應選擇恰當的診斷方法。對于煙草專用機械的診斷方法和思路，可在簡易的診斷基礎上進行精密診斷的實施。在具體的操作過程中，應注意一些問題。對于卷煙機、包裝機等有著不同系統的機械設備，將其動力源分為不同的部分，然后分別對其不同的子系統逐個進行測試，以便發現故障源。對一些容易出現問題的關鍵部位進行定期預測，掌握其變化規律，以便對其進行一定的保養維護。對于一些封閉式的齒輪或空壓機的油池等，除了要進行振動測量分析外，還要進行油樣鐵譜分析，作為輔助手段可以提高測試的準確性。

(二)有關診斷儀器的選擇與配置。根據煙草設備的特點和不同的診斷要求，有一些基本的儀器可供選擇。比如振動測量分析儀器、溫度測量分析儀器等。振動測試在煙草機械的測試過程中是使用的比較多的一種手段，在進行儀器的使用測量時，應優先選擇振動測量分析儀器。其型號可分為振動信號采集儀器、振動信號分析儀器等。這種儀器可以在現場進行使用，也可以和計算機聯機使用，具有較為豐富的使用空間。而溫度測量分析儀則可以用來分析固體、液體以及氣體的溫度，還可以利用紅外熱像儀來檢查局部的點溫，對故障有著更高的發現率。

五、結語

隨著煙草企業的機械設備科技化的進一步發展，故障診斷技術的應用范圍也越來越廣泛。故障診斷技術的理論性研究與實際情況結合得越來越密切，診斷技術也在不斷的提高，越來越適應高精度智能化的機械設備的需要。相信隨著科技的發展，故障診斷技術將在我國煙草企業的機械生產中發揮越來越大的作用。

【參考文獻】

［1］李紅衛，楊東升，孫一蘭，韓娟．智能故障診斷技術研究綜述與展望［J］．計算機工程與設計，2013，2

篇10

伴隨著經濟的發展和社會的進步，機電一體化技術結構也趨于完善，在技術結構控制以及故障診斷技術應用方面取得了非常顯著的優勢。利用故障診斷技術能對設備故障進行集中的清查，從而減少安全事故的發生，一定程度上杜絕安全隱患。文章結合案例對機電一體化設備故障診斷技術的特征綜合分析，對診斷技術的運行步驟和基本方式進行了集中解構，旨在為技術人員提供有效的技術建議，以供參考。

關鍵詞：

機電一體化設備；故障診斷技術；研究

1案例分析

某廠區配置了5臺軋機，設備鋼卷內徑762mm，外徑max2200mm，設備運行過程中出現了故障。設備維修人員根據其受力特點，利用載荷傳遞系統特征對其振動結構進行檢測。主要利用的檢測儀器是DEWTRON2010信號記錄儀、KISTLER耦合器等，要保證正常的軋制信號的頻率控制在規定范圍內，振動桿集中在116.7Hz到222Hz之間。并對異常振動數據進行整合，以備后續對機電一體化設備故障進行復檢。

2機電一體化設備故障診斷技術特征

在運行機電一體化設備故障診斷的過程中，技術人員要針對具體問題建構有效的管控機制，確保管理結構符合實際需求，提出建設性的技術檢驗和校正步驟，從而優化整體驗收結構和故障診斷的質量。不僅要關注機電一體化設備的實際運行狀況，也要對機電一體化設備故障方位進行診斷。在運行機電一體化技術的過程中，技術人員要集中關注診斷技術的特征，從而建立具有針對性的技術診斷方案。第一，要確保故障具有非常明確的目的性，要對機電一體化的技術故障進行逐層級分析，并對故障問題設定有效的處理方案，以確保機電一體化設備安全運行，減少人員傷亡和經濟損失。第二，由于機電一體化設備的結構較為復雜，在實際診斷過程中技術人員要對具體問題進行集中控制。在診斷過程中，不僅會涉及到摩擦原理、物理學原理，也要對機械制造以及液壓機器操作流程進行集中的分析，綜合應用不同層面的知識進行集中的信息解構，從而建立最優化的故障處理和技術應用流程。例如，對于MW1050A高速自動模切機進行故障診斷時，技術人員要借助PLC可編程程序控制器對整機進行監控和調試。傳統機械的生產速度一般維持在每分鐘80張左右，而該系統常規化運行時能達到每分鐘160張左右，且套印偏差能控制在≤±（0.3-0.5）毫米之間，這就需要技術人員按照基本的技術運行參數進行集中管控。第三，在機電一體化設備故障檢修時，技術人員要保證對理論和時間進行綜合處理，任何診斷機制和措施都要在實踐轉化應用基礎上建立起來，實現最優化處理目標[1]。

3機電一體化設備故障診斷具體操作步驟和方式

在機電一體化設備進修的過程中，技術人員并不是簡單的故障排查，也要能對運行結構控制設備的工作狀態進行集中監控，從而針對具體問題給予專業性指導和控制。例如，在機電一體化設備故障診斷和檢修過程中，技術人員要對一些不易被察覺的小零件進行集中的控制，減少設備突然出現問題的情況。

3.1機電一體化設備故障診斷具體操作步驟

在實際機電一體化設備故障診斷和分析的過程中，技術人員要按照具體操作步驟有序進行，才能有效維護整體技術框架的完整度，保證診斷維修結果符合機電一體化設備運行標準。第一，技術人員要在設備故障診斷前對整體設備進行測試，根據設備的基本性質和組合結構進行集中的診斷和控制，確保設備在進行組合的過程中工序完整且有效。并且要集中段診斷理論和運行方法進行綜合讀取，確保測試信息符合實際需求，從而實現對機電一體化設備運行狀態的綜合評估。只有提高設備的運行有效性，才能一定程度上保證故障診斷的有效進行。例如，機電一體化設備中的組合式變壓器，產品型號為ZCS11-Z，額定容量控制在100kVA左右，那么額定電壓就是控制在36.75±2*2.5%左右，額定頻率在50Hz，相數為3相等。第二，技術人員要對設備出現問題的一些前提性條件和因素、環境等參數進行分析，在對機電一體化設備運行狀態進行讀取后，對其故障進行綜合診斷。特別要注意的是，在對設備數據進行分類的過程中，技術人員要對其預防故障的診斷結構進行綜合分析，在保證故障診斷和運行框架完整度的同時，對機電一體化設備進行綜合維護和檢修。第三，技術人員要對設備進行深層次的分析和故障診斷，不僅要對其數據進行綜合的整理和分類，也要集中診斷和處理預防控制結構，確保能對故障可能存在的位置和故障產生原因進行綜合分析和處理。技術人員只有對機電一體化設備故障進行及時的診斷和處理，對具體故障原因和基本類型進行判斷，才能有效保證機電一體化設備的常規化運轉[2]。

3.2機電一體化設備故障診斷具體操作方式

在對機電一體化設備進行綜合診斷和故障分析過程中，技術人員要遵循基本的操作步驟和控制流程，集中優化設備自身的獨特性和性質的基本控制手段，確保能運行最優化的診斷機制和措施對機電一體化設備的問題進行一次性解決。特別要注意的是，無論是何種故障診斷方式，技術人員要在操作前確保其匹配不同的故障類型和基本問題。技術人員只有提升故障的診斷水平，才能從根本上促進整套技術結構的有序進行。第一，在檢驗機制應用的過程中對系統故障發生的偶然性和持續性進行診斷，也就是說，結合機電一體化設備的偶然性故障和系統性故障進行分析和處理。一方面，偶然性故障的發生較為意外，主要是由于一些不確定的因素對其產生影響，對于這種不確定因素，技術人員要建立臨時性的應急預案，確保能對故障問題進行及時處理。在故障處理過程中，技術人員要借助檢測儀器對機電一體化設備進行實時管控，減少偶然故障帶來的經濟損失。另一方面，技術人員要對機電一體化設備的系統故障進行綜合管控，減少問題出現的概率[3]。第二，技術人員要對機電一體化設備的故障指示燈進行分析，主要分為有指示燈設備檢測結構以及無指示燈設備檢測結構。在系統出現故障或問題后，工作人員能對機電一體化設備的故障進行第一時間的整合和管控，針對有指示燈的設備要進行故障信息的收集，確保能對故障問題進行及時的管控和修復。若是系統出現故障后沒有指示燈顯示，則需要對系統發生設備進行實時關注，并要求管理人員能在巡查中對機電一體化設備故障進行原因和位置分析。

4結束語

總而言之，在對機電一體化設備進行綜合維護和故障檢修的過程中，技術人員要綜合利用有效的檢修技術和針對性的檢修方案，提高檢修效率和實際效果，一定程度上推進機電一體化設備診斷項目的智能化發展，為機電一體化的可持續發展奠定堅實基礎。

參考文獻：

[1]唐建業.機電一體化設備的故障診斷技術研究[J].中華民居，2013，15（24）：187-188.

[2]周柳奇，施力仁.機電一體化設備的故障診斷技術探析[J].電子世界，2013，26（22）：195.