矿山机电设备故障诊断技术分析探讨
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环球市场/理论探讨
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-矿山机电设备故障诊断技术分析探讨
张 良
山西晋煤集团寺河煤矿二号井
摘要：矿山机电设备运行状况与矿山安全生产息息相关，所以，需要加强对矿山机电设备故障诊断的研究。作为技术人员，需要通
过不断学习提高自身的专业素质，并且适当引用新型科学技术手段
对机电设备的故障进行准确判断，在设备发生故障时，及时处理故
障，确保设备安全运行。为矿山安全生产提供技术支持。鉴于此，
本文主要针对矿山机电设备故障诊断技术来进行分析与阐述。
关键词：矿山机电；设备故障；诊断技术
1、故障诊断技术的概述1.1 故障诊断技术的概念
故障诊断技术是通过借助各种检测方法和手段，来对机电设备
及其相关系统存在故障进行检测的过程，从本质上而言，故障诊断
技术是一种预防设备故障发生、保护机电设备安全的技术。具体地
说，故障诊断技术是通过使用各种精密的测量仪器来检测运行中的
机电设备的运行参数，得到相应测量数据后，通过对数据的筛选得
到有效信息，再将其与机电设备规定的标准参数来进行对比，分析
机电设备本身是否有异常状况存在，如果有，则准确将其识别出来，
并根据问题的具体原因提出相应维修方案。1.2 故障诊断技术的基本技术
故障诊断技术是一个检测、采集、分析的复杂过程，需利用各
种技术手段，通过多种技术的综合运用，来实现对机电设备状态的
了解与控制，这些基本技术主要包括以下几种：a)数学模型技术。
利用数学模型技术对机电设备进行数学模型的构建，准确反映出机
电设备的参数变化情况，为判断机电设备状态提供依据；b)信息采
集技术。通过使用各种感应转换装置对机电设备运行的信息进行采
集，建档；c)信息处理技术。主要是利用各种专业的处理软件，通
过计算机系统对采集的信息进行快速、高效、准确处理，筛选出有
效信息；d)识别与分析技术。是指在完成对信息的采集之后，还要
利用相应筛选程序或软件来识别信息中有效的成分与基准数据进行
对比，以准确判断机电设备的运行状态；e)诊断与预测技术。主要
是指在信息识别与分析后，要对机电设备的薄弱环节进行预防，进
而避免设备突发性故障发生。
2、矿山机电设备故障诊断技术原理分析
为了提高矿山机电设备故障诊断工作质量，需要对各个工作环
节进行严格把关，特别是需要根据实际情况综合应用多种技术和设
备。矿山机电设备故障诊断技术原理主要如下：①需要建立具有针
对性的数学模型，矿山机电设备在正常运行状态下收集其各项参数，
若机电设备出现故障，则将当下设备运行参数和正常运行状态下的
参数进行比对，从而判断故障发生的原因以及类型判断;②对机电设
备故障的诊断工作是需要基于多种信息分析工作之上，需要借助信
息次采集技术对机电设备工作状态下的相关信息传送到计算机再进
行类型判别，为技术人员的具体工作提供参考依据;③机电设备的运
行信息录入计算机后，只需要技术人员通过个人的专业知识进行简
单分析就可以完成故障的诊断工作，也可以对矿山机电设备故障的严重程度进行评估;④对收集到的信息进行转化处理，变为人们可以
识别的信息，这样便于故障处理方案的制定。
3、矿山机电设备故障诊断技术3.1 主观诊断技术
所谓“主观诊断”，通常指按照相关人员自身的经验，对机电
设备的实际状况予以一定程度的分析，并且判断故障究竟如何发生
以及发生位置方面的情况。对于这种技术而言，在具体的应用阶段，
能够省去利用其他仪器花费的时间。一般仅仅结合技术人员的实践
经验，同时参考故障的表现，能够充分判断问题究竟是如何发生的。
但是，要想实现更加准确的判断，身为相关技术人员，应该学会利
用简单诊断仪器，从而能够起到帮助判定的效果。然而，最为主要
的判断还应该充分依靠自身，力求充分积累较为丰富的经验。通常
来说，此类诊断技术对于全部种类的故障均较为适用。但如果仅采
用这种技术，对某些故障的判断会增加难度。因此，从技术人员的
角度来说，他们不仅应该具备较高的专业水平，还应该具备一定的
工作经验，并且将诸多方面的情况有机地结合起来，来提高故障判
断的准确度。3.2 仪器诊断技术
所谓“仪器诊断技术”，通常情况下指的是在工作过程中，维
修人员通过仪器仪表对机电设备故障进行判断，对机电设备运行情
况予以科学、有效检测。运用这项技术在检测方面有较高的准确度。
因此，对于整个设备故障诊断，在具体项目开展的过程中应用十分
广泛。目前随着技术水平提高，诊断仪器对应的各项性能同样不断
提升，在功能方面同样趋于完善。仪器诊断技术在机电设备故障诊
断中起到的作用越来越大，应用也越来越普遍。3.3 数学模型诊断技术
利用数学模型，同样能够实现较为良好的诊断。在实际开展的
过程中，这项技术主要运用的是数学层面的知识，争取合理、有效
地构建机械设备相关模型，并且借助于先进动态检测技术，同时搭
配传感器技术等有效手段，有效解决设备不良故障。另外，对设备
参数信息情况，进行较为全面的分析，并进行一定程度的处理。这
样才能对故障实现科学、有效的判断。3.4 智能诊断技术
所谓“智能诊断技术”，通常指基于各种故障情况，通过先进
手段予以有效采集，然后进行输入与保存，最终构建故障诊断体系。
我们可以结合实际情况，并且参考、对照数据库方面的特点，充分
判断故障类型。智能诊断技术是一项综合诊断技术，将是机电设备
故障诊断技术今后发展的方向。
4、如何运用故障诊断技术进行矿山机电设备维修4.1 建立健全矿山机电设备管理制度
故障诊断技术简单地看来仅仅是一项技术手段，但这种认识是
不够全面的，也是肤浅的，随着不断的发展完善，它已经不仅仅局
限于涉及到技术这方面的内容了，还需要规章制度相配合，才能保
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-发送；而接收方由于在规定时间内没有接收到数据，可以做出通信
链路异常的判断。因此链路监视模块应依托于接收方的判断实现通
信链路的在线监测。逻辑链路通信的在线监测，其目的是保证SCD
的数据集配置和过程层通信链路的配置保持一致。在IEC61850协议
中，过程层SV和GOOSE数据的交互信息，包括通信信息和配置信
息。这为逻辑链路通信的在线监测提供了技术基础，当前设备制造
厂商，大都对SV和GOOSE的数据配置进行了在线校验，并且当发
生接收和发送配置不匹配的时将产生告警信息。因此通过对比分析
SCD文件中的对应配置信息，报文中的SCD配置信息，过程层装置的SCD集成配置、接收配置、发送配置的一致性就可得到验证。若
发生异常，则在线监测系统将发出告警信息。
4结论
通过对比分析上述三种智能站继电保护二次回路在线监测与故
障诊断技术，不难发现目前主流监测与诊断技术都依赖于变电站现
有的网络结构，基于IEC61850网络平台的共享性，使通信数据得到
了更广泛的共享与应用。其优化与改善的方向都是面向升级监测与
诊断系统的技术策略，充分利用现有的网络结构、网络设备及其配
置文件。
笔者认为文中第一种方法在工程应用中更易于实现，充分利用
智能站丰富的状态信息实现二次回路在线监测及诊断，其方法具有
工程应用价值。方法二和方法三其理论性更强，工程实用价值不如
前者，需要升级现有站内的设备后才能充分发挥其优势，但随着智
能变电站的逐步发展，技术的不断创新，后者也会有更加广泛的应
用前景。
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华北电力大学，
2015.图2 在线式故障监测及诊断系统架构
证设备正常运行。现有的规章制度有岗位责任制、交接班制、巡回
检查制、干部上岗制等。但这些制度还不完善还需要根据实际的工
作需要，建立健全矿山机电设备管理制度，以达到加强矿山机电设
备的监管力度的要求的目的。4.2 善于运用故障诊断技术的五项基本技术
运用故障诊断技术一般包括五个工作流程，而在这五个工作流
程中就会用到五项基本的技术，即数学模型建立技术、信息采集技
术、信息处理技术、识别与分析技术和诊断与预测技术。因此，要
善于运用故障诊断技术的五项基本技术，从细微人手，注重细节，
这样才会从整体上对矿山机电设备进行全面的检测与维修。4.3 制定与完善故障诊断技术的评价体系
在以前的机电设备故障诊断过程中，往往会出现各种不同的问
题。针对特定的故障、特定的设备来进行设定解决的方案，这虽然
做到了从实际出发，灵活应变，但是，当这些故障问题积累多了，
可能会出现更多的新问题，如果没有一定的评价体系，或者当这些
故障问题没有进行归类时，也会增加我们的工作量，对于出现过的
故障问题，没有一个完善的评价体系对其做出合理的评价，显然也
不利于故障诊断技术的长远发展。因此，要根据自身的实际情况来
制定与完善故障诊断技术的评价体系。4.4 要善于利用现代科学技术的发展来促进故障诊断技术的发展
科学技术突飞猛进，技术产品更新换代的周期非常短，故障诊
断技术也有了很大的发展，因此要善于运用一些先进的故障诊断技
术方法。这主要有基于Internet的远程协作诊断技术、人工智能专家
系统与研究和改进传感器与监测仪器的使用等。在现在的互联网时
代，故障诊断技术与互联网技术相结合起来是一个发展趋势。这样
也是积极跟进国内外故障诊断技术的发展趋势，来对矿山机电设备
进行诊断与维修。总之，矿山机电设备就其特征来说，大多数技术含量很高，因
此面对这样的设备，需要注重加强维护，同时针对隐患，应该及时
做好相应的诊断。而在实际开展过程中，只有充分结合专业技术特
点和实际工作情况，才能顺利完成机电设备的维护管理工作。身为
工程技术人员，只有尽量提高专业知识水平，适应技术发展的需要，
才能顺利地开展机电设备管理工作，确保机电设备安全、可靠运行，
为安全生产提供优质服务。当前，故障诊断技术也在不断进步，作
为工程技术人员，必须掌握先进的故障诊断技术，才能充分利用矿
山设备，发挥设备技术优势，为矿山生产服务，减少矿山生产成本
开支，提高矿山经济效益，实现节能增效。
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