故障检测与诊断
前言：想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗？我们特意为您整理了5篇故障检测与诊断范文，相信会为您的写作带来帮助，发现更多的写作思路和灵感。
故障检测与诊断范文第1篇
当前，随着全球经济一体化的建设，经济技术迅速发展，促使数字技术主导高科技产品层出不穷，同时已经渗透到我们的日常生活中。但是在电子电路工作的过程中，会存在内部或者外部原因造成电路出现各种问题，导致电路不能正常的工作。因此电子工程设计人员一项重要的任务就是要对工作电路进行检修、检测以及故障的诊断与排除。在实际生活中，数字电路故障检测与诊断在电路设计与生产的过程中具有重要的意义。对数字电路进行检修与诊断，对及时发现、修复数字电路中出现的问题具有重要影响。同时还能够重新配置数字电路系统，有助于数字电路生产工艺的优化与改进。分析数字电路故障检测与诊断，能够提高数字电路的质量、效率与可靠性。
1 数字电路以及故障的特点
数字信号主要是在时间与数值方面具有离散的信号，而数字电路就是用来处理和改变这些离散信号。其工作的原理就是利用这两种状态的元器件表示离散信号。这样看起来较为复杂，但是基本的电路单元较为简单。数字电路的元器件参数值方面具有较大的差异。因而不会出现由于电压不高不低的电平。除去三态门之外，通常输出的电平要么是低电平或者是高电平。因此，这两种电平称为了解数字电路的主要特征。由此可见，检测事物存在一定的复杂性。并且其复杂性主要体现在待测电路存在大量的输出与输入变量，可能大于一百个变量。同时电路相应又具有时序性，有的还存在组合型。所集成的电路元器件与门都被安装在芯片里面，不能度逻辑电平、输入输出波形进行检测。类似模拟集成电路，仅仅可以在芯片的外部对其测试，而不能对数字IC内部电路进行测试。所以，必须及时寻找出一种能够简单的完成对芯片内部进行检测的方法。
2 数字电路故障产生的原因
在数字电路运行的过程中，产生故障的原因有很多种。但是较为常见的故障笔者认为有这么几种。首先，就集成数字电路而言，负载能力范围具有一定性。常规与非门的输出低电压可以带同类们的最大限度为10个。但是实际生活中这个输出电压所带门远大于理论值。这样就容易导致电路输出低电压，造成电路破坏，使得电路不能稳定运行。为避免这种情况的发生就需要使用负载的集成电路。其次，集成电路运行效率较低。在集成电路运行的过程中唯有第一组信号通过集成电路，并在电路内部延时作用下稳定输出端时，另外一组信号才能进入。由此可见，造成电路运行效率低下的主要原因就在于电路内部延时。如果输入脉冲很高时也会导致输出端不稳定。检测这一问题的过程相对复杂。因此，在设计逻辑电路时要采用运行效率高的集成电路。
3 数字电路故障检测与诊断策略
在数字电路检修的过程中，针对其中的故障需要采取有效的诊断策略，提高数字电路运行的效率。这样不仅保证电路运行的质量，还能够减少检修的次数。
3.1 隔离故障检测与诊断
在检测数字电路问题的过程中，第一步就应当根据故障的基本特点，最大限度的减少问题的区域，也就是将故障诊断与检测进行隔离。这一环节对数字电路检测具有十分重要的意义。在检测的过程中，其检测关键之处就是逻辑诊断与检测。通常而言，如果电路信号消失，那么可以使用检测探头完成电路信号连接的线路实施诊断与检测工作，从而快速找到消失的电路信号，并且检测探头上都安装了逻辑存储装置。这样就能够对数字电路上具体的信号进行诊断与检测。如果出现电路信号，就会被检测器上的逻辑储存装置记录下来，并通过显示器显示出来。从这一点就充分说明了数字电路上的脉冲信号能够被检测与诊断。通过缩小点路鼓掌范围，来找到电路故障的具置。另外一种就是能够有效的诊断和检测数字故障的方法就是逻辑分析。在检测的过程中利用逻辑分析仪对数字电路的设备进行检测，分析电路运行中产生的数据以及其输出情况。
3.2 定位检测与诊断
在数字电路出现故障的过程中，其最为关键的步骤就是检测故障，将故障进行定位。一般情况下，在电路故障范围缩小到一定范围时，直至缩小到某一电路元件时，就能够使用逻辑探头、脉冲检测仪等对数字电路的故障进行分析，并就其产生的影响进行分析。通过这种方法就能够检测出故障的具置。利用逻辑信号对数字电路的脉冲信号进行检测，分析电路输出与输入信号的情况。依据获取的信号判定数字电路运行的情况。研究表明，数字电路在日常的工作中，都会存在低电压与高电压。这两者在运行的过程中能够互相转换。使用逻辑探头等仪器进行检测，如果有信号就能够判断出工作电路是正常。通常情况下，数字电路偶尔也会出现故障。因此，电路信号的时需不需要经常检测。
4 结语
总而言之，在数字电路获得广泛应用的过程中，在一定程度上对提高电器使用与质量具有重要的影响。同时也进一步促进了电器产品性能的提高。但是，在此环节中我们应当充分的认识到，数字电路正常运行离不开故障的检测与诊断。重视数字电路检测与诊断，能够全面提高数字电路应用水平与运行质量。
参考文献
[1]李源.在《数字电路》实验教学中提高学生动手能力的尝试[J].井冈山医专学报，2011，12（04）：56-57.
[2]张万里，杨烨，李毅，等.数字电路常见故障类型与检测方法及技巧分析[J].数字技术与应用，2012，10（6）：98-99..
[3]杨聚庆，刘娇月，刘三，等.数字电路系统设计与制作的一般方法[J].洛阳工业高等专科学校学报，2013，8（04）：79-90.
作者简介
马均（1990-），男，咸阳师范学院物理与电子工程学院电子信息工程专业本科在读。
故障检测与诊断范文第2篇
关键词：暖通空调系统；故障检测；诊断技术
引言：暖通系统由于安装、运行条件发生改变，有时候，在长时间的运作之后，暖通空调的性能也会随之发生衰退。伴随着科学技术的发展，暖通空调系统的发展规模越来越庞大，设备种类和数量也在大大的增多，因此，暖通空调系统的程度愈加复杂，更加容易出现各种各样的故障，比如：阀门卡死、盘管结垢严重、水泵烧毁等故障 。如果以上的故障得不到及时的解决，一定会导致运行过程的参数偏离预期的设定值很大程度，影响工作质量，也对现场工作人员的舒适度造成制约。根据对相关文献进行探究，结合我国自动故障检测与诊断实际应用于暖通空调的相关经验，有效对自动故障检测与诊断在暖通空调中的发展原因及应用情况进行评述。
一、暖通空调系统故障检测与诊断主要途径
（一）基于模式识别的检测与诊断途径。这种故障是在正
常的工作状态下，对工作状态的模式与故障状态的模式加以识别与分类。使用得到的故障的特点的数量值来开展的决策研究。同样，也可以开展故障的诊断与计算，由此看来，这种模式的检测与诊断途径的优势在于计算量不多，并且，不需要建模。
（二）基于神经网络的故障的检测与诊断途径。基于神经网络的这种检测途径，主要是通过并行的，数量多、联系紧密的神经元形成的网络来完成检测与诊断的工作的。神经元经过输入的信号在其之间反复的传递。神经网建立之后可在大量的数据库样本中进行对这个神经网络的训练，持续的修改网络之间的权值。最终可把数据样本来对神经网络进行校验[1]。在非线性方面故障来说，神经网络具有天然的优点，并且，不需要建模型。
（三）基于故障树的检测与诊断途径。这种故障的基础与诊断途径主要的思想是在检测诊断的过程由暖通空调系统最终的故障开始的，这是一种从上而下的倒查故障的方法，由此，形成了一颗倒立的故障树。这种检测与诊断的途径有一大特点，就是检测的比较彻底，但是一旦暖通空调系统是比较庞大的话。对于建立故障树是很有难度的。
二、暖通空调系统故障检测与诊断技术的发展目标
（一）加强经济性研究。加大对暖通空调系统的故障检测与诊断是非常有必要的，尤其是体现在经济方面的优势来说。提升暖通空调系统本身的经济效益，这样就可以使使用者直观的了解到自动故障检测与诊断系统给自己带来的方便与技术保障。可以把更加多的让吸引过来，对研究如何将自动故障检测与诊断系统更好的和暖通空调系统技术向结合的课堂起推动的作用。对于暖通空调的设计与研发的工作人员来说，不断的使自动故障检测与故障的诊断系统的开支是一项任重而道远的责任，需要在研究出检测与诊断的方法的同时，要尽可能利用系统本身自带的元器件，减少对检测与诊断系统进行篡改。
（二）加强理论研究。提高对暖通空调故障的整个检测与诊断方法的探讨，需要从加强系统故障的理论性的研究着手。自动故障检测与诊断设备在运行与实际的暖通空调时，需要使用适用面广泛与更加简单明了的检测与诊断的方法，由此，保障暖通空调系统的稳定运行。暖通空调是一项很复杂的服务性制冷的系统设备，提升对暖通空调故障检测与诊断技术的理论知识的研究是满足技术发展的必要。
（三）加强可靠性研究。暖通空调设备要有较高的性能系
数，除在设计与制造方面加强技术的研究效率外，也要求在运行的过程中保持正常的运行状态，保证可以实现最优化的运行。在检测与诊断暖通空调故障的过程中，会遭受来自外界的影响，从而导致一些不可预见的问题出现。如果要对设备进行改善与创新的话，对暖通空调系统的故障检测与诊断系统运行的可靠性的要求是必不可少的。这种提升可靠性的做法，可以大大的降低设备警报的错误率，对警报噪声的降低也起很大的作用，尽可能的避免了操作者对故障检测与诊断系统的操作，提供给暖通空调的安全稳定运行更多有效的保障。
结语：综上所述，暖通空调系统故障的检测与诊断作为复杂的一项工程，我们简析了当代暖通空调系统大大应用于人们生活中的情况下，暖通空调系统的故障检测与诊断技术的实习途径与发展的目标，分析和探讨发展检测与诊断技术的目的是为了更好让暖通空调系统更有效的进行。另外，随着技术的实现途径不断的改善，暖通空调系统的服务能力也要不断加强和改进，才能适应人们的发展需要。
故障检测与诊断范文第3篇
关键词：林业运输机械 变速器 故障检测 诊断排除
在我国的林业建设中，运输机械起到了极为关键的作用，在运输林业管理物资等方面发挥了重要作用。而在林业运输机械的日常运行中，不可避免的会发生一些机械故障，影响到机械的正常运行。尤其是林区的道路大多较为崎岖，地形相对较为复杂，这更是给运输机械的性能提出了更高的要求。其中变速器最为运输机械行驶过程中使用频率最大的一个部件，在林区的地形中行驶时常处于高速运转的状态，产生负荷较大，磨损就更加严重。因此在林业运输机械中，变速器是最容易出现故障的部位，严重时甚至会引发严重的事故。那么如何才能及时检测到变速器的故障进而有效排除呢？现本文就来详细探讨这一问题。
1、变速器跳档
1.1故障现象与原因
林业运输机械在某档位行驶过程中，当受到冲击载荷时，变速杆自动跳到空档位置，档位齿轮脱离啮合状态。故障原因有以下几点：变速器齿轮、齿套或同步器锥盘轮齿磨损过量，沿齿长方向呈锥形；变速器轴承磨损后松旷，变速器第一轴、第二轴与中间轴的平行度相差太大；变速器齿轮啮合长度不足，尤其是内外齿环的啮合长度不足更易引起跳档；变速器二轴花键齿与滑动齿轮花键槽磨损松旷；自锁装置磨损严重或弹簧过软、折断；同步器锁销松动或同步器散架。
1.2 故障诊断与排除
由于跳档一般都是发生在档位较高时，在经由外界因素使其发生冲击震动时方能发现。为了尽早的判定变速器是否有跳档的现象发生，一般可以通过下述方法来实现：首先在行驶的过程中，快速改变车速，如突然加快或减慢车速来查看是否有跳档；利用上坡的时段，轻点制动，若在平路中行驶也可在中速与高速之间轻点制动来查看是否跳档；若行驶的道路较为颠簸，也可利用此空隙来查看是否有跳档。
在排除跳档这一故障的时候，首先要先检查运输机械的变速器是否有松动的迹象，若变速器固定牢靠，就要拆除变速器的前盖，查看齿轮之间是否因长期磨损而形成锥形状态。另外，若果跳档的部位是在滑动齿轮处，就应该检查第二轴上的花键是否与键槽配合良好。在变速器挂档时，变速器杆阻力较小或无阻力，且该档跳档，一般是变速叉轴自锁装置失效。这时应检视自锁钢球和变速叉轴上的凹槽是否磨损过甚、自锁钢球弹簧是否过软或折断；挂档时，若变速杆的移动距离变短，且出现跳档，一般是变速叉磨损或向一侧弯曲变形造成齿轮啮合深度不够而引起跳档。
2、变速器乱档
2.1 故障现象与原因
故障现象有：变速杆不能挂入应挂的档位或挂入后不能摘入空档；一次能够挂入两个档位；放松离合器踏板后，发动机熄火，同时听到撞击声。故障原因有以下几点：变速杆球头限位销松动、折断、脱落或球头磨损过多；变速杆球节与座孔磨损严重或变速杆下端与换档叉导块凹槽磨损过多；换档叉轴上互锁凹槽、互锁球销等严重磨损，导致互锁装置失效；变速器第二轴前端滚针轴承烧结，使第一轴与第二轴联成一体。
2.2 诊断与排除
对于变速器发生乱档这一故障的诊断与排除方法一般有：以变速杆中心线转动变速杆，若能成圈转动，证明其球头限位销磨损或脱落；摆动变速杆，若摆动幅度大，证明限位销磨损过多；若变速杆可以同时挂入两个档位，证明换档叉轴上互锁装置失效；当挂档后不能脱入空档，若变速杆可以转动而引起错位，则属于变速杆下端下换档叉导块凹槽磨损过多或变速杆球与座孔严重磨损；若变速杆摆动幅度大，证明变速杆下端脱出换档叉凹槽；若只有挂入直接档能行驶空档也能行驶而其他档位均不能进入啮合，则应检查第二轴前端的滚针轴承是否烧结而使第一轴和第二轴联成一体。
3、变速器换档困难
3.1 故障现象与原因
变速器换挡困难是在林区山路行驶中，运输机械较常出现的故障。换挡困难的表现主要有：很难将预期的挡位挂上，甚至是不能挂上档；挂档的过程中会有类似齿轮撞击的声音，就算是勉强将挡位挂上，也很难再将其摘下，或者摘不下。当这种故障发生却不能及时发现并排除的话，在林区崎岖的道路中行驶是非常危险的。在分析其原因后发现，当变速器发生以下状况时，就会出现换挡困难的现象：变速叉轴发生弯曲或者变形严重；自锁或互锁钢球破裂、毛糙卡滞，锁止变速叉轴弹簧过硬；变速杆调整不当或损坏。
3.2 诊断与排除
为了能够及时发现变速器挂档困难这一问题，这就需要驾驶员经常对运输机械进行定期排查检验，首先应先检查当离合器是否能够完全分离、齿轮油的质量是否符合要求以及齿轮的数量是否齐全等问题。当这些部位都正常时，就需要对以下几点部位进行检验：
检查变速杆及远距离操纵机构调整是否合适，有无变形，卡滞现象；拆下变速器盖，检查变速叉轴是否弯曲变形，进而检查自锁和互锁钢球是否损坏，锁止变速叉轴弹簧是否过硬；如以上检查均正常，对于安装同步器的变速器，还应检查同步器是否损坏。主要检查同步器锥面螺旋槽是否磨损严重，同步器是否散架，同步器滑块是否磨损过多，同步器弹簧弹力是否过弱等。
4、变速器发响
4.1 故障现象
当运输机械的变速器处于挂空挡的状态时，若有杂音出现，而在将离合器闭合的时候，杂音就会消失，这种情况下，就说明变速器有了故障，除此之外，若变速杆处于其他档位时也有杂音出现，低速档时杂音大，高速档时杂音小或消失，在各个档均有杂音出现等等，也都表示变速器出现故障。这些故障的产生大多是因为齿轮磨损较严重，或齿轮发生变形，或者换挡杆的固定螺丝出现松动等原因。
4.2诊断与排除
发动机空转时，变速杆处于空档位置，发出“挡嘟”的异响，当拉紧手制动器后响声增大，踩下离合器踏板后响声消失，一般是常啮齿轮啮合不良造成的；在变速杆处于空档位置运转时，异响不明显，在起步或换档的瞬间有强烈响声，但在离合器结合后响声消失，证明变速器第一轴的前轴承损坏；当挂入某档，响声严重、明显，说明该档齿轮磨损严重。若该档是新更换的齿轮，则说明齿轮啮合不良，待使用一段时间后会有好转；若变速器各档位都有“嘎啦、嘎啦”的响声，在加速时又变为“嘎、嘎”的响声，就应检查变速器的基础件轴、齿轮、花键等是否磨损严重而使其形状和位置公差超差。
故障检测与诊断范文第4篇
关键词：电气设备；状态监测；故障诊断
电气设备实际上就是电力系统中电力线路、变压器、发电机、断路器等的统称。依据不同测量方式和传感器来反映设备实际运行状态的化学量和物理量的一种方式就是设备状态监测，主要就是为了能够检测是否具备正常运行的设备状态。这种电气设备的状态监测与故障诊断技术属于新型的交叉科学，实际应用的时候还是处于初级研究阶段，由于不断发展科学技术，逐渐运用信号技术、数据仓库技术、计算机网络技术、电子技术、传感技术等，从而一定程度上提高了电气设备的状态监测与故障诊断技术的整体水平。
1 状态监测与故障诊断技术基本概念
状态监测与故障诊断主要包括以下几方面：第一，信息检出单元。传感器能够及时体现需要检测设备的物理量实际状态，并且变为相应电信号。第二，数据采集单元。预处理传感器输送的相关信号，主要作用就是抑制干扰，及时采集记录和A/D转换。第三，信息输出单元。给后续单元输送采集的信息，应用固定装置的时候，由于存在远离现场的数据处理单元，需要适当安装一定的合理传输信息单元。应用便携式设备的过程中，仅仅只是需要隔离以及变换信息就可以。第四，处理数据单元。分析和处理数据信息的过程中，如，提取特征值、抑制干扰，为进一步分析和判断提供依据。第五，诊断单元。分析比较处理历史数据、规程、判据等，为以后研究设备提供基础[1]。
2 电气设备状态监测与故障诊断技术的方法
2.1 发电机状态监测与故障诊断
发电机状态监测与故障诊断在实际应用的时候主要作用就是检测设备初始阶段的问题和缺陷，以便于能够有计划的对设备进行维修，最大限度降低设备停机概率。在设备运行使用的过程中尽可能缩短发电机维修时间以及延长无故障时间，可以在一定程度上降低维修发电机的费用，从而增加设备可用性。现阶段发电机就是在运行中利用发电机射频监视仪、发电机状态监视器以及发电机光纤测漏仪进行状态检测，上述系统可以监测和报警发电机内部故障，引导相关操作人员能够及时了解以及重视设备实际运行情况，为操作人员进一步调整负荷进行指导以及检测是否出现停机问题。国内现阶段也开始研究氢冷发电机，依据化学量分析方式来诊断氢气中杂质成分，以此来判断设备故障。发电机设备状态检测以及系统故障诊断的时候需要采集和观测很多机械、电气、物理、化学特征和数据，形成相应的数据处理系统，为监测提供正确的缺陷和异常数据信息。利用早期故障预报来判断和分析计算机故障情况，并且提供相对合理的检修方案。诊断发电机故障的时候主要包括以下几方面：定子类故障：绕组振动故障、引出线套管故障、绝缘故障、铁心故障；转子类故障：绕组故障、本体及护环故障、绝缘故障以及油系统故障、氢系统故障、水系统故障[2]。
2.2 变压器状态监测和故障诊断
电力工业一般情况下都是在使用充油式变压器，特殊地方也可以应用六氟化硫变压器或者干式变压器。现阶段，对外监测变压器状态的时候一般都是应用红外技术、超声定位技术、局部放电监测技术等。针对充油式变压器来说，除了定期离线分析油中溶解气体之外，还应该分析油中合理应用微水分技术以及溶解气体技术。对于变压器高压套管来说，一般需要合理应用介质损耗因数数字化技术，利用有载故障诊断技术来在线测量多故障有载调压开关、触点磨损、电气回路等，此外，也需要合理测量电压、负载电流、风扇、冷却泵运行等参数，油温、线匝绕组温度等。主要包括以下几种变压器状态检测部分：液体绝缘、设备磁路、固体绝缘、绕组绝缘、气体绝缘以及冷却系统。拟诊断故障包括放电性故障、过热性故障、机械故障、进水受潮以及过热兼放电故障[3]。
2.3 在线状态监测与故障诊断技术
电气设备在线状态监测与故障诊断技术主要包括：检测信号、采集数据源、处理数据、诊断故障。监测和诊断故障设备基本步骤为，依据各种传感器，来检查设备实际状态，并且能够及时传输、采集、转换、处理信号，然后在存储器中存储采集单元信息。光缆或者电缆可以被当做传送载体，为了能够有效提高抗干扰能力，合理应用数字信号和光缆信号进行数据传输。主要包括三种采集数据的方式，采集信号峰值、采集信号波形、记录超过阀值的脉冲来处理数据，能够抑制干扰，可以增强或者保留有用信号，提取信号特征。依据提出的信号特征来进行故障诊断。
现阶段，电气设备在线状态监测与故障诊断技术包括以下方面：第一，局部放电监测技术。局部放电监测技术、超声波监测法及电容器祸合监测法、电容器祸合监测法。第二，油色谱监测技术。现阶段比较常用的UI中设备绝缘检测方式就是油中气体分析法。第三，介损监测技术。这种技术主要应用在电容型设备中，电容型设备实际上就是部分或者全部绝缘，依据电容式设计设备绝缘结构，主要目的就是用来检测设备介电特性。合理应用测量方式能够在一定程度上克服上述问题，也就是说在相同变电站中安装容性设备，并且对比分析容性设备绝缘情况，可以及时获得出现大变化容性设备。在对比分析相同电容型设备电容量比值和介损值的时候，需要合理利用介损差值变化量来对设备绝缘情况进行判断。
3 电气设备状态监测与故障诊断技术未来展望
电气设备状态监测与故障诊断技术未来展望实际上就是应用人工智能、识别判断、信号处理等相关技术，分布式、综合性远程监控系统的研究和开发，能够及时保留或者提高信息强度，保证可以及时提取信号特征。主要包括指纹诊断、频率特性诊断、时域波形诊断、阀值诊断等信号处理诊断方式。识别故障模式的方式中包括人工神经网络。人工神经网络能够识别局部放电指纹的严重程度和放电类型。依据被诊断系统的实际情况，相关专家能够利用一定经验规则来正确诊断故障的方式就是设备故障诊断专家系统。最好的处理电气设备故障工具就是模糊理论，相比较一般优化方式来说，遗传算法故障诊断技术能够利用比较少的信息来达到优化控制系统的目的。由于不断发展科学技术，逐渐形成很多新的技术，在电气设备状态监测与故障诊断中开始应用多传感器融合技术、混合智能故障诊断技术、现实故障检测算法等相关技术。
4 结束语
综上所述，变压器、发电机设备状态监测和故障诊断技术的应用能够连续、迅速体现设备实际运行情况，对设备潜在故障进行分析，能够提高处理效率，可以延长不同设备服役时间，以便于最大限度降低维修设备的干扰和运行成本，保证经济、安全的运行电气设备。
参考文献
[1]白文忠.企业电气设备的网络化状态监测及故障诊断分析[J].科技传播，2014（6）：157+154.
[2]杨思斯.浅谈电气设备状态监测与故障诊断技术应用[J].中国科技博览，2011（1）：280.
故障检测与诊断范文第5篇
关键词:矿井通风机;故障诊断;专家系统;模糊神经网络;智能诊断
中图分类号:TP277文献标识码:A文章编号:1009-2374 (2010)18-0022-02
矿山安全生产的关键设备主要是矿井通风机。随着微电子和计算机技术的飞速发展及信号检测水平的不断提高,用计算机技术来完成对主要通风机的工作状况进行实时监测和故障诊断报警是十分必要的。矿井通风机监测需要对电机功率、温度环境、电机升温、振动信号、轴承温度、流量信号等多种参数进行实时监测。当故障发生时,根据通风机故障诊断系统进行故障诊断并对故障类型进行识别,迅速作出决策,发出故障报警及输出结果,指示相关人员迅速采取相应的措施,避免或减轻因故障所造成的损失,以保证安全生产。
一、系统设计及系统监控部位要求
(一)系统设计要求
1.实用性。要求系统提供友好的人机交互界面,操作和维护方便。
2.可靠性。要求系统具备长期和稳定的工作能力,以保证各项监测数据的实时准确可靠,减少人为因素的影响,提供可靠的现场数据支持。
3.集成性和可扩展性。要求系统具备良好的灵活性、兼容性、扩展性和可移植性。能为用户提供良好的二次开发功能及能与其他管理信息系统进行信息融合。
(二)系统监控部位要求
主要工况参数包括:风压、风量、风机轴承温度、电机定子绕组温度、电压、电流、功率因数、功率和开关状态等。具体要求如下:
1.数据采集和预处理。监控管理系统软件从底层设备控制系统采集数据,这些数据包括模拟变量、数字变量、报警量、I/O地址、对象属性等,将数据转换成数据库所需要的格式,根据需求对数据库进行写操作。
2.监控功能。监控软件中设置风机性能监测系统,实时监测风机负压、全压、流量、全压效率和轴功率等全部气动参数,以及电机轴承温度、风机轴承温度、风机机械振动等机械参数,完成风机综合性能测试。
3.系统运行模拟图动态显示。为使系统内的报警能更快被确定及能更容易分析系统的运行状况,系统通过组态软件提供模拟图动态显示,包括生产厂房的平面图及被控设备的系统示意图。监控系统容许操作员通过菜单的选择、文字的指令或图像而得到不同系统的图形示意图或平面图。有关的图形是动态显示,将压力、温度、流量、状态数据等在图形的正确位置中,不断以实时的数值及状态显示出来。
4.操作界面。在系统内每一个监控点,操作员在操作界面上可以以图形方式或表格方式显示监控点数据。可完成统计报表的查询、打印,实现指定时间、指定设备对历史数据进行查询,并显示数据曲线,以及将操作信息、设备信息、系统运行数据、故障信息建立历史数据库,以便进行分析管理。
二、实时监测与故障诊断系统的组成
该系统由引压装置、各类传感器、变送器、滤配器、数据库、操作台和故障诊断决策系统组成。各环节的设计充分考虑了矿井通风环境的特点,引压装置能防尘堵塞测孔,滤配器对信号进行过滤、缓冲、稳压、限压以保护传感器,并将信号分配至相应的传感器,传感器将负压、差压信号经变送器转换成电信号,操作台接收电信号后,一方面巡回显示各监测参数并输入数据库;另一方面将电信号转换为数字信号,通过通讯线路传到故障诊断决策系统,由故障诊断决策系统处理,最后显示和打印监测结果,并提出处理方案。系统结构如图1所示:
三、现场实时数据与采集
故障诊断智能系统实时数据库中的现场数据必须同时具备实时性和准确性,否则,故障诊断智能系统就会造成误诊和漏诊。无论是误诊还是漏诊,都将造成损失,影响安全生产。这是因为,如果故障诊断智能系统误诊,把正常状态诊断为发生了故障,就会造成不必要的停机;如果故障诊断智能系统漏诊,把发生的故障诊断为正常状态,则真正的故障得不到及时的排除,就会发生重大的生产事故。根据系统的结构和工作特点,进行了认真细致的研究,很好地解决了将现场实时数据及时准确地写入故障诊断智能系统实时数据库这个难题。
故障诊断智能系统诊断故障的准确率不仅取决于智能系统本身的性能,而且取决于通风机异常信号的获取及信号特征的提取。因此,智能系统的设计应是一个系统工程。数据采集方案、数据管理方式、信号分析及特征提取方法均需依据故障诊断系统的需要而定。
四、组合智能故障诊断系统
智能故障诊断系统包括了4种推理引擎和1个专家知识库,如图2所示。4种推理引擎分别是:专家规则推理引擎、模糊逻辑推理引擎、遗传神经网络推理引擎和小波网络分析推理引擎。可以从下列方面来解释系统构成的科学性:
1.人工神经网络的知识处理所模拟的是人的形象思维与创造性思维机制;在人类的自身思维过程中,经验思维、逻辑思维和创造性思维是缺一不可的,并且三者非常巧妙地互相结合而形成一个有机的整体。
2.模糊诊断是根据模糊集合征兆空间与故障状态空间的某种影射关系,由征兆来诊断故障。
3.由于神经网络具有原则上容错、结构拓扑、鲁棒、联
想、推测、记忆、自适应、自学习、并行处理复杂模式的功能,使其能在实际中存在着大量的多故障、多过程、突发性故障、庞大复杂系统的检测与诊断中发挥出较大作用。
4.小波变换具有良好的时频局部化特性和对信号自适应变焦、多分辨率分析的能力,它不需要对象的数学模型,对输入信号的要求较低,计算量也不大,可以进行在线实时故障检测,灵敏度高,克服噪声能力强,小波网络具有对任意函数或信号有良好的逼近性能。
五、结语
矿井通风机智能监控系统在某矿山试用, 从现场使用情况看,效果良好,运行平稳可靠,系统巡回监测,时时控制。当发生异常情况时,系统自动转入诊断模式,并对故障进行识别、分类,容错模块针对不同的故障源和故障特征,对故障进行补偿、削弱和消除。整个过程都在计算机控制下自动进行,同时矿井通风机参数变化过程采用窗口图形显示,为用户提供了一个良好的监视环境,此系统具有一定的推广应用价值。
参考文献
[1]朱海涛,等.羊场湾煤矿通风机监控系统的设计与实现[J].工业控制计算机,2006,(19).
[2]VitturiS.DP-Ethernet:The Prefabs DP Protocol Implemented on Ethernet[J].Computer Communications,2003,26(10).
