设备故障诊断系统精选(九篇)

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第1篇：设备故障诊断系统范文

【关键词】 热轧设备 监测 故障诊断

1 前言

在钢铁厂中热轧机械是非常关键的设备之一，不过在日常生产中，热轧设备机械常常会发生受到冲击或者重荷等情况，久而久之这对于设备来说就会容易出现大量问题，比如结构强度减弱、振动增加、可靠性降低及噪声增加等。由此，如果我们在生产过程中及时地掌握热轧设备机械的工作状态，根据实际情况做出合理判断，并实施相应的应对方案，可以有效避免故障的发生，还能够让热轧设备工作的可靠性得到提高和保障，进而提高整个钢铁厂的生产工作效率。不过，对于现代化钢铁厂的管理者和经营者来说，如何有效保证设备的良好工作状态同时对发生的故障进行有效的预防、排查和修理是一项非常严峻的问题。如今伴随着科技的高速发展，故障诊断和排查技术日臻完善，计算机和应用电子技术的成熟运用，让通过网络实时地监测车间内热轧设备工作状态成为了可能。

2 系统功能和系统结构

针对变负荷、低转速或者变转速的减速机，那么热轧机械振动信号就会进行监测。针对那些故障信号是反映齿轮、转轴或者滚动轴承的则一般而言会更多地选择加速度传感器。不过加速度传感器也有缺点，钢铁厂内的轧钢机械如若发生故障，则它的振动频率范围会十分宽，而加速度传感器对于转速低的低频振动并不敏感，所以，就非常有需要一如位移传感器，即涡流传感器来测量轴的振动。比如，对于轴承来说，磨损是最常见的一种现象，而轴承的振动却无法被加速度传感器清晰捕捉并分辨出来，而涡流传感器能够对旋转轴和探头体之间的相对的间隙变化进行不间断地测量，从而有利于及时地发现磨损给轴承带来的径向间隙的变化，有利于钢铁厂管理人员对故障进行最早的诊断。在对系统进行配置时，可以设置多个参数以保证整套系统正常稳定地工作，并且还能够避免对软件的修改却又能够实现对监测设备参数的修改。这一点对于一些时常需要调整系统参数的大型监测诊断系统来说是非常有意义的。

系统具有非常晚上的故障诊断信号判别方法，这套方法适用于滚动轴承和齿轮的各章诊断，主要包括：频域分析，包括细化谱、倒频谱、瀑布图、频谱及其数据特征、包络分析；时频分析，包括小波变换；时域分析，包括趋势分析、波形及其数据特征；除此以外还有对比分析。

系统为了能够更好地排查和诊断滚动轴承和齿轮的故障，对于传递回来的某些传统信号根据需要进行特殊化处理。比如，在波形图中显示除了峰值以外的波峰因子、均方根值、峭度、歪度和绝对均值，或者针对波形图进行滤波和通频再显示。而在频谱图中，在显示传统的功率谱和幅值谱基础上，可以额外地计算振动的频率方差、均方频率、均方根频率和中心频率以及选择分析频率范围。

3 故障诊断专家系统

利用计算机对设备进行故障诊断便是故障诊断专家系统。影响故障诊断专家系统准确性有三个重要因素，分别是否拥有强力的先兆收集能力、丰富的诊断资料以及科学合理的诊断排查方法。故障诊断专家系统依据发生故障的充分条件和必要条件，结合原有故障的案例分析，在专家故障张原理的研究和咨询基础之上，建立了非常丰富的故障诊断资料数据库，比如先兆库、决策库、诊断原则库和故障库，这些不仅仅适用于轴承和齿轮，也适用于风机的故障。在运用系统的过程中，在实践经验的基础上，对原有的数据库进行适当地修改、删除、新增等，保证诊断知识能够适应时代的发展和需求。

案例、模型和原则相互结合是该系统采取的主要推理模式，通过正反向的混合推理方法，当发生异常或者人工进行干预之后都能够及时启动在线的诊断，甚至也可以进行离线诊断。现在，由于拥有强大的故障先兆自动收集获取能力，系统能够对多种情况进行自动诊断，比如轴承间隙增大、螺栓松动、滚动体故障、偏心、点蚀、轴承外圈故障、轴承内圈故障、局部断齿、不平衡、不对中、齿轮磨损等。除此以外，该系统还有很多其他功能，例如打印诊断报告、事故追忆、存储诊断结果、对故障处理提出建议、对话诊断、对诊断结果进行解释等。

4 结语

钢铁厂的热轧设备机械振动在线监测和故障诊断系统有非常先进的设计，并且还对监测和故障诊断提供了一些新的参考方法。该系统还具有非常多有点，稳定的运行状态，准确可靠的数据收集，强大的先兆收集能力。能够让工作人员及时掌握设备工作状态，有效预防故障的发生给生产带来的影响。

参考文献：

[1]梅宏斌.滚动轴承振动监测与诊断.北京：机械工业出版社，1995.

第2篇：设备故障诊断系统范文

关键词：机械设备；检修；故障诊断；问题；故障监测

中图分类号：U673文献标识码： A

机械设备的故障和失效带来的安全生产事故会带来严重的后果，如：前苏联切尔诺贝利核电站四号机组在1986年4月时发生严重振动，导致核泄漏事故的发生，最终致使2000多人死亡，经济损失高达30亿美元。随着科学技术的发展，机械设备检修和故障诊断的技术水平越来越高，但是机械设备也是越来越复杂化、大型化，这给检修和故障诊断带来了一定的挑战。

1.我国机械设备检修中存在的问题分析

我国工业生产的机械化水平不断提高，但是机械设备的检修却稍显滞后，传统落后的检修方式使得机械设备依然经常出现故障，机械设备的运转中存在很多安全隐患。那么，机械设备的检修中主要有哪些问题呢？

1.1.检修手段落后

我国机械设备的检修主要是以定期检修和事后检修为主。定期检修中包含了所有的机械设备，但是却没有机械设备检修计划方案。也就是说，在检修时很多不同的机械设备都是采用的同一种方法检修，而且检修时也没有按照轻重缓急去检修，检修效果不佳。事后检修就是当机械设备发生故障之后再来检修，这种方式不仅影响了工程的正常生产活动，还影响了工厂的安全生产。

1.2.检修质量控制不严

机械设备的检修是一个非常复杂非常专业的过程，它需要检修人员根据机械设备的特点和检修的类型来对机械设备进行全面的检修。但是我国机械设备的检修中经常会出现检修没有按照作业标准和检修工艺执行的情况。很多时候，机械设备在表面上看是没什么问题，但是在用一段时间后就会出现故障，机械设备的检修质量控制不严，检修人员在检修过程中掉以轻心，机械设备的检修效果不佳。

1.3.检修人员的专业素质不高

随着科学技术的发展，各种各样的新型机械设备不断出现，机械设备检修中运用到的专业知识和技能越来越多，对检修人员的要求大大提高。而在我国机械设备的检修中，检修人员很多时候都是依靠经验来检修的，而没有充分利用现代科学知识，这也导致了检修效果不佳。依靠经验来检修在一些传统的老旧的设备中还有用处，但是在新型设备中却没有用武之地了。检修人员自己都不懂机械设备的运转原理，那么如何去发现其中的问题，如何保证检修质量呢？

1.4.设备故障责任追究制不清晰

由于没有对检修质量卡关，也没有对检修进行详细的记录，当检修后的机械设备在运行一段时间后发生故障时也无法迅速的将责任追究到具体的检修人员身上，这种情况不利于企业建立起完善的设备检修管理体系，影响了机械设备检修的质量。在这种形势下检修人员很容易逃脱责任，因而检修人员在检修时也会不那么认真，检修中就经常出现问题。

2.机械设备检修的类型

机械设备的检修是为了保证机械设备能够正常运转，提高机械设备的使用寿命，促进工业生产经济效益的提高。按照检修的目的，一般可以将检修分成事后检修、预防性检修、状态检修和改进性检修。

2.1.事后检修

事后检修是当机械设备发生故障或失效时立即停车进行检修，这种检修方式是最为常见的，是一种非计划性检修。我国的机械设备检修中就是以事后检修为主，这种检修方式是为了使机械设备迅速解决故障，使机械设备能够尽快投入生产运营中。因此，检修的质量很重要。

2.2.预防性检修

预防性检修也可以说是定期检修，也是我国机械设备检修中的一个重要方式。它一般是以时间为基础，无论机械设备是否存在问题都要停车进行检修，是为了预防机械设备故障的出现而进行的检修。

2.3.状态检修

状态检修在我国机械设备的检修中不太常见，它是从预防性检修发展而来的更高层次的检修。这种检修方式是根据监测系统和故障诊断技术来开展的针对性检修，它能够有效的提高机械设备的工作效率和使用寿命，能够促进机械设备的安全生产。由于是针对性的有目的的检修，因而还能大大降低检修费用，促进企业经济效益的提高。

2.4.改进性检修

改进性检修是根据机械设备的先天性缺陷和常见故障开展的检修工作，对设备中的局部结构或零件的设计加以改进，提高机械设备的工作效率和使用寿命。改进性检修是机械设备的优化过程，在机械设备的检修中应该是单独归为一类的，企业应该看到改进性检修的重大作用，不断对机械设备进行优化设计，促进工作效率的提高，促进企业经济效益的提高。

3.故障诊断分析

检修实践证明，机械设备在发生故障前是有一定的征兆的，从设备的正常状态到发生故障的过程中，状态信号也是在不断变化的，因此在机械设备的故障诊断中构建起完备的状态信号监测系统对故障诊断是有重大意义的。

机械设备的故障诊断不仅仅是状态监测、寻找原因、解决故障，它还包括了在对机械设备进行监测的过程中寻找出机械设备发生故障的规律，根据故障的类别、性质、征兆、原因之间的相互关系，寻找出机械设备故障的发展趋势，以此来做好机械设备的故障诊断。在机械设备未发生故障时指导操作人员进行调控，避免故障的发生；当故障发生或即将要发生时指导操作人员将故障的影响力降到最低。可以说，机械设备的故障诊断是与状态检修相一致的，都是一种更高层次的检修，提高机械设备工作效率和使用寿命。

4.加强机械设备检修与故障诊断的思路

机械设备的完好能够促进工业生产的正常运转，可以促进经济效益的提高，避免安全生产事故的发生。针对当前我国机械设备检修与故障诊断中还存在的问题，应该从哪几个方面着手来做好机械设备的检修与故障诊断呢？

4.1.完善机械设备检修与故障诊断管理制度

机械设备的检修与故障诊断应该有一套系统的管理制度，所有的工作人员都要在制度要求内规范作业，这样既能减少机械设备故障出现的频率，又能有效的提高机械设备检修的质量，促进工业生产活动的顺利开展。因此，企业要不断完善检修管理制度，逐步提高检修的质量。详细记录机械设备的各项资料，出厂资料、日常运行资料、各类检修资料等；根据机械设备的使用状况进行分类，在不同类别的机械设备上采用不同的管理制度，在企业内形成一套明晰完善的管理制度，逐步促进检修质量的提高，减少安全生产事故的发生，促进企业经济效益的提高。

4.2.完善机械设备故障监测系统

监测系统是故障诊断中一个重要环节，企业要认识到故障监测系统的重要性。要利用先进的传感技术为企业的机械设备构建起完善的故障监测系统，配合状态检修一起作业，提高企业故障诊断的水平。

4.3.做好预防性检修

预防性检修是我国机械设备检修中的一种主要方式，但是由于我国预防性检修中常常没有根据机械设备的类型来开展有计划性的检修，所以预防性检修的效果不太好。因此，企业要在检修管理制度之下明确不同类型机械设备的检修作业，预防性检修要有一套完整的作业流程，要有计划有目的的开展下去。使得预防性检修发挥作用，做到该检修的检修，不该检修的不检修，节约检修费用，提高检修质量。

结束语

机械设备是工业生产中的重要物质基础，要做好检修和故障诊断才能促进工业生产的顺利开展，促进工业生产活动经济效益的提高。随着科学技术的发展，我国要不断运用先进的检修技术和方法来努力提高机械设备的检修质量，促进工业生产活动的顺利开展。

参考文献：

[1]宋树波，邵泽波，李凤兰.涡流法在机械设备检修中的应用[J].机械制造，2004，42（6）.

[2]鲍文霞.机械加工设备的预防性维护[J].科技资讯，2012（7）.

第3篇：设备故障诊断系统范文

关键词：工程装备；故障诊断；无线嵌入式系统

中图分类号：TP311文献标识码：A 文章编号：1009-3044(2008)22-828-02

Embedded Engineering Equipment Design Fault Diagnosis System

ZHANG Peng

(National University of Defense Technical,Commanding officers based Institute of Education,Changsha 410037,China)

Abstract: This paper presents an engineering equipment on-line monitoring and fault diagnosis of wireless embedded systems programmes, the terminal detection equipment on the curing of the project, the host and the detection terminal through a wireless network communications, thus replacing the mainframe terminals with the Connecting cables, allowing the system to achieve the intelligent and small; at the same time introduced a system of hardware and software components and principle.

Key words: engineering equipment; fault diagnosis; wireless embedded systems

1 引言

实时数据分析实现故障预警和故障诊断, 以及对装备历史使用数据进行存储及处理, 发现装备故障规律和故障深层次原因对装备的技术工艺改进和日常保养具有重要意义。为此我们提出了一种基于ARM (Advanced RISC Machines) 嵌入式的无线故障诊断系统, 用一个低成本网络设备系统和工程装备固化在一起, 把要监视的传感器信号存储起来, 或通过嵌入式无线网络发送到上位机上显示和处理, 构成在线实时或历史数据监测、报警和诊断分析于一体的嵌入式无线远程监控系统, 提供装备寿命周期内的技术服务和维修保障服务, 实现工程装备检修的智能化。

2 系统组成

系统选用三星公司S3C2410嵌入式开发系统，具有高性能、低功耗、低成本和体积小等优点，内嵌ARM920T核和一只64Mb NAND Flash 存储器, 带有全性能的MMU 和8个GPIO (通用I/O端口)，其扩展板囊括了USB、UART、GPIO (通用I/O端口)，其扩展板囊括了USB、UART、SD、PCMCIA 和10 Mbps以太网接口，具有16/32位双指令集，三级流水线指令结构使系统具有较高的执行速度，最高可达202 M。与工业控制计算机相比，采用ARM嵌入式系统不仅能满足系统的运算速度、数据采集和网络功能要求，而且将ARM嵌入式系统固化在工程装备上可以实现装备状态的实时检测与记录，并向小型化和智能化迈进了一步，并且在检测点增多的情况下易于系统下位机(无线嵌入式检测系统)的扩展。

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图1 系统硬件组成

该系统由上位机、下位机、信号转接与调理电路和传感器电路等组成, 如图1 所示。上位机是处理能力比较强并附无线网卡的台式机或便携式计算机，下位机就是附无线网卡的嵌入式计算机系统，针对系统的实际需要，我们对S3C2410扩展板进行了调整，去除那些不需要的部分，保留了下载程序用的JTAG接口、一个串口用于调试程序和PCMCIA无线网卡通信模块，增加了I/O光隔电路和AD转换电路。为了防止外部输入的模拟信号干扰嵌入式下位机的运行，在扩展板上增加了AD转换电路，采用德州仪器公司的AD转换芯片TLC2543，它具有11个输入通道12位转换精度10μs的典型转换时间，以SPI总线格式与嵌入式核心板进行数据通信；在扩展I/O接口电路时，采用了VISHAY半导体公司的ILD615系统的光隔芯片，提高了系统的抗干扰能力与可靠性。

系统硬件主要集中于下位机设计与检测点信号的引入方面。由于系统具有在线检测的功能，为了不影响装备的操作性能，采用并联的方式将信号引出，比如在实际电缆的插头和插座之间加入一对转接插座和插头，而检测信号就从这对转接头中引出。为了不影响实际的电信号参数，系统采取了高输入阻抗探针型接入方式，既能将工作过程的各类信号有效引出，又能实时监测武器装备控制系统的运行状态，并且不影响整个装备的正常工作，还能更好地实现检测仪与装备的隔离，为在线监测的实现奠定基础。

2.1 工作原理

嵌入式系统最基本的工作单元是传感器，固化在装备上各传感器将相应检测点的液压、机械和电信号等状态转换成相应的数模信号，经由信号转接与调理电路，连接到嵌入式系统的相关接口电路，从而实现装备相关状态信息的采集。上位机与下位机之间通过无线网络实现命令发送和采样数据信息回复等数据交换。具体工作流程为：系统启动后，在实时情况下，上位主机将根据检测流程实时地向各下位机发出要求检测数据的命令，下位机接收到命令后对相应点位进行测量，并将测试数据上传至上位主机，命令和数据的传输均采用无线通讯方式，上位主机对数据进行分析处理后一方面将相关信息向用户实时显示，同时在各种检测算法的支持下给出检测诊断结论与故障信息。

系统采用二级分布式计算机智能检测和无线数据传输等新技术，针对装备的电-液控制系统I/ O、模拟和开关信号多，还有大量执行机构和控制继电器的工作状态需要检测，单个嵌入式系统无法满足实际检测需要，为此可采用三个以上的嵌入式系统，它们各自有独立的IP地址，以服务器与客户端模式建立上下位机的通信，在数据通讯量不是太大的情况下可以满足数据实时传输的要求。为了尽量减少上下位机网络通信的数据传输量，提高单次传输数据的有效信息量，降低下位机的负载和能耗，根据装备结构和各信号采集点的实际分布，结合装备操作过程中的各信号逻辑关系，对信号进行了分组，尽量将那些需要同时检测概率较大的采集信号安排由同一下位机采集。

2.2 监测终端软件设计

下位机的核心就是嵌入式S3C2410开发系统，其采用的是linux2.4.18内核，根据实际需要可对内核代码进行重新编译，从启动加载选项中去除那些不需要的驱动程序，如IDE、SD卡等驱动，从而减小了内核运行时占用的空间。

①I/O、SPI和中断驱动程序的开发。在系统内部，I/O设备的存取通过一组固定的入口点完成与外部的通信，常用的字符型设备驱动程序入口点函数有open、read、write、ioctl和close等入口点函数，驱动开发的主要工作是如何实现这些函数，对这部分函数的调用使程序运行环境由用户态进入核心态。这里要注意的是因为S3C2410使用了MMU的地址映射功能，所以在访问核心板的GPIO时, 应该去访问GPIO的相对应的虚拟地址，而非实际的物理地址。为了便于程序的调试，需开发模块化的驱动程序，这样可以通过insmod drv.o和rmmod drv.o命令，通过NFS (网络文件系统)动态地加载驱动程序，从而降低程序调试的工作量。

②采集数据的存储和网络数据传输程序的开发。在上位机没有要求将采集数据实时发送的情况下，下位机要将采集的数据存储起来以备将来调用。但K9F1208UOM芯片是以页和块为基本单位的存储结构，其64M共分4096块×32页×528字节，最小写入单元为一页，即512字节(另外16字节用以存储数据校验、标识等信息)，为了将每次采集的数据区别开，对每次采集的数据以特定的格式加以编码：标识头+一次采集数据，因此在N Flash中存储的数据内容应该为：AA +数据+AA +数据，如此持续。为了防止频繁的写入数据而消耗大量的系统时间，我们不将每次采集到的数据立即存储，而是在系统中开辟一16页大小的缓冲区，只有当采集数据累积达到16×512 bytes时，系统才存储一次， 这样利用较小的系统空间节约大量的系统时间，从而提高了系统效能。在与上位机实时通讯的情况下，与前述同样的数据格式进行编码，只是当采集数据累积达到16×512 bytes时，下位机把数据发送出去，上位机通过接收信息的标识来辨识该信息来自哪个下机位及该信息类型，然后依据不同信息的处理要求进行相应处理。

2.3 上位机软件设计

上位机程序是整个系统软件的主体，包括Delphi开发的程序和数据分析处理程序两部分。Delphi 程序的任务是完成通过无线网络选择性控制某个下位机的数据采集，接收、辨识和存储，这一系列动作，并通过可视化界面以曲线的方式将某些装备信息动态的显示给用户。数据分析处理程序可利用Matlab等专用数学分析处理软件编写的，任务是对前者接收到的采集信息进行分析处理。在对该装备工作原理进行深入分析的基础上，结合模式识别和神经网络的分析方法，建立该装备所有操作工作步骤的数学模型，通过对检测到的各种特征量与模型进行分析比较，应用神经网络的分类功能, 判断当前工作步骤及状态，并将处理结果通过可视化界面向用户显示出来。

3 结束语

无线嵌入式系统运用到工程装备的故障诊断，使工程装备故障检测实现智能化和小型化，降低故障诊断系统的外在复杂程度，从而提高诊断系统的可靠性，通过对大量检测数据的分析处理，结合工程装备的信息数据库，能发现装备运行中潜在的问题和及时给出维修解决方案，同时为装备的自身技术升级改进奠定基础。

参考文献：

[1] 沈文斌. 嵌入式硬件系统设计与开发实例详解[M].北京: 电子工业出版社, 2005.

[2] 孙天泽. 嵌入式设计及Linux驱动开发指南[M].北京: 电子工业出版社, 2005.

[3] Hollabaugh C.嵌入式Linux―硬件、软件与接口[M].陈雷,译. 北京, 电子工业出版社, 2005.

第4篇：设备故障诊断系统范文

[关键词] 焦化系统设备故障诊断技术应用

一、前言

焦化公司从1998年生产以来，在焦化机动科设立了点检站，负责焦化公司所有设备的设备点检管理工作。制定点检定修管理办法并详细制定了点检的范围、点检职责的划分、点检的程序、故障处理程序、预知维修、点检管理职责及点检管理的考核制度，组织监督各作业区的点检运行情况，保证焦化各台设备的安全稳定运行。

焦化公司在点检工作中对重要设备实行预知维修。预知维修是应用故障诊断技术对运行中的设备进行动态监测，根据大量的数据科学的预言设备的使用寿命，在最合理的时间和条件下进行检修，使各项综合费用降到最低。我们已经对主要的设备进行了动态监测，获得了大量的设备运行数据，及时掌握设备运行状况及劣化程度，使合理的安排设备计划检修延长设备的使用寿命，节约经费开支，为最大限度地防止设备过修和欠修提供了科学依据，同时为设备安全经济稳定高效运行做出了贡献。

二、故障监测及诊断技术在焦化公司设备上的应用

1.检测的步骤

(1)对每一台设备详细地指定出敏感的检测部位，找出最能反映设备工作状态的合适位置，作为定期的检测点；

(2)对检测的时间做出规定（分为正常运转、非正常运转期）；

(3)根据仪器的使用要求，正确的采集数据；

(4)根据数据绘制劣化趋势图表；

(5)根据所有数据进行分析，发现异常点及时分析原因，并提出处理方案；

(6)逐步积累数据图谱，形成分析评价设备状态的标准。

2.远红外测温仪在供电设备及电器控制系统上的应用

根据远红外检测技术的特点，将检测重点放在供电配电的电器设备上，如变压器，高低压开关柜接线接点等，并获得了良好的经济效益。在对变压器等电器设备的状态监测过程中，均发现过数起故障，及时进行了处理，避免了因电器系统接点发热而酿成的设备事故和突发性的故障停机，保证了设备的安全运行，并为正常合理的电器检修提供了大量可靠的信息和依据。

3.应用诊断技术对大型旋转机械进行振动监测和诊断

焦化的吸气机和1200m3/h掺混风机是焦化的重要的煤气输送设备，是保证焦化正常生产和外网煤气用户正常生产的最关键设备，这两台风机一旦有故障停机现象，将会给焦化和其他煤气用户造成巨大的经济损失，根据生产的重要性，我们对这两种风机进行设备的状态监测和故障诊断，并取得了很好的成绩。

风机在进行正常运转时进行定期检测，记录振动数值，绘制振动轨迹图表，如发现风机某点的振动值超出正常运转时的数值范围，便开始劣化跟踪，缩短监测周期，实行每班一次或每两个小时一次的监测，同时进行分析产生振动增值的原因，提出处理方案或做检修前的准备和安排倒机运行方案。

例1:2005年10月21日1#风机振动值突然出现异常，数值已为原正常振动值的4倍以上。我们立即组织分析原因：首先，改变风机转速、进口流量及压力，振动数值未见减少，因此排除了风机在喘振区工作的可能;恒定进口压力改变进口流量，并根据轴瓦温升不变判定出轴承运行良好。经分析后初步判断：风机是由于转子粘积灰尘造成转子不平衡导致的振动增值。2005年10月21日至30日进行分析和提出方案同时进行检修前的准备。31日开始检修，在检修中发现，转子动平衡量已经达到220g/cm，（允许不平衡量11.5g/cm）超出允许不平衡量很多，证明经监测后判断正确。检修时重新做动平衡，风机安装运行后振动值达到正常运行数值范围，运行稳定。如表1。

例2:2005年8月5日，2＃风机电机、偶合器的各测振点数值明显偏高，初步判断：电机轴承损坏，电机与偶合器的同心度不够。在8月25日检修中发现，电机轴弯曲，轴与定子不同心；电机轴承损坏。通过更换电机转子轴、精确找正偶合器与电机轴的同心度，安装后风机运行振动值在正常的范围内。检修前后的振动数值劣化趋势图如表2。

振动监测技术在焦化公司应用后，通过对风机的振动监测，可以为风机提供机械设备状态与所记录的振动数据之间的直接相关性，风机机械状态的任何劣化均可以利用振动监测技术查出来，通过振动分析，可以在发生严重损坏之前识辨正在劣化的机械零件或故障模式，使风机的故障停机降到了最低。因在发生故障前为排除机器的故障，修理件和技术工人均做好了事前的安排，从而减小了故障严重程度，避免了重大的修理，节约了使用备件费和人工费，降低了检修成本。还可以更合理地安排检修时间。

三、结论

通过分析，对运转中的风机不停车检查其主要作用有:可以掌握设备的运行状态，建立劣化趋势分析和动态管理，变被动为主动;可以对设备故障原因、故障机理进行诊断分析，适时制定对策，选择最合理的时间和最优化的检修方案进行检修;对检修后的设备严格把关，对维修质量进行检查和验收。

通过应用故障诊断技术，实现预知维修，逐步实现精细化的设备管理，提高整体管理水平。监测与设备故障诊断技术是保证企业生产安全、可靠、经济运行，最大限度发挥设备效能的重要手段，对于像风机这样的关键设备，普及设备监测与诊断技术，费用低，见效快，能解决设备的常见故障。

参考文献:

[1]范虹:工作振型分析在焦化冷鼓设备故障诊断中的应用[J].山西科技，2002，3:42～43

[2]穆亚辉朱彩霞:浅谈机床电气设备常见故障的排除[J].中国科技信息，2005，20:9

[3]李民中:状态监测与故障诊断技术在煤矿大型机械设备上的应用[J].煤矿机械，2006，3:534～535

第5篇：设备故障诊断系统范文

一、前言

主要的电子设备维修方式是定期做电力系统检修，往往只是凭借着运行的经验制定检修周期，不能够准确的做定期维修，而导致维修不足或过度。维修的不足会导致设备达不到可靠性的要求，很可能会造成设备障碍甚至会给国家电网的安全带来危险。过度的维修不仅会增加维修费用，还很有可能会将本无故障的电器修出了故障。

二、电力系统电气设备故障诊断检修的流程与方法

电力系统电气设备故障诊断和检修流程包括:首先调查研究检修前的状态，其次对电路故障点与故障范围进行分析，再次要试验控制电路，最后应用经验进行故障电路检修和利用电工常用仪表进行故障诊断五个方面。

（一）调查研究检修前的状态

调查研究是故障分析和设备检修的重要工作，检修工作的大部成功都可归功于正确全面的调查研究。问、看、听、摸是主要的调查研究方法。问，对设备发生故障前的异常状态、以前的病史、发生故障前是否错误操作等进行询问；果果是第一次接触该设备，应该将对该设备的控制关系，各项操作功能和顺序向使用者了解清楚，分析故障的的原因并快速的将故障点找出；看，对熔丝、熔体、接触点进行查看，如果故障还在出现，看接触点是否有火花；听，异常声音是否存在于运行的继电器、电动机、变压器等在机械中；摸，将电源切断，用手背对机壳、线圈进行触摸，判断是否有过热的现象。

（二）分析电路确定故障点与故障范围

复杂设备的电路，分析故障时要根据电器的原理图和控制关系的范围进行确定，找出故障点。控制电路和主电路两部分是电气设备总电路的构成，主电路的故障直观、简单、容易查找。控制电路是由复杂的很多个环节及基本单位组成的。它们根据设备功能、控制要求与生产工艺通过组合就像积木块一样一起完成任务。要确定故障口就要在维修时通过故障现象结合原理图和控制关系。

（三）试验将电路控制

如果在外部没有找到故障点，可将电源通电进行试验，控制电路的动作对故障点逐个排除。例如操作开关时，对线路中的相应电器进行检查，如果有没反应的电器，就查看没反应电器存在的问题。如接触点的磨损，线圈的损坏等症状。其次再将相关的电路进行检查。这样的方法一般较适于维修人员熟悉的电气控制。在试验时，切记要断开运动电器的电源，以免发生不必要的伤害。

（四）将故障电路应用经验进行检修

检修类似或者相同的设备故障时可以运用平常在检修时积累的经验。例如起动的控制电路发生故障变成点动的不能自锁，其故障点通常是通电闭合的时候接触不良或者是接线处松动。万能铣床X62W型的变速冲动如果失灵。大多的原因在于冲动开关的触点在闭合的时候接触不良，此外开关松动、位置的变化、也是造成失灵的原因之一。检修时运用积累的经验是故障检修时提高速度最有效的方法。在平时，对电气故障检修完毕后，对发生的故障现象、出现故障的起因、出现故障时的处理方案和减少发生故障的频率方法进行分析并将相关的记录做好，并将设备检修等相关工作的提高进行总结，使检修工作水平更好的得到提高。

（五）进行故障诊断时利用电工常用仪表

维修工作人员通常用电工仪器仪表进行测量并判断电路的故障。将其运用的恰当能够使查找故障点更加迅速。

1.测量电压法

如果要对电器元件中的接点电压或者故障电路中的线路电压进行测量，就要将万用表开关调动成档位合适的交流电源，采用分断电压测量法或分阶电压测量方法才可判断出故障点。

2.测量电阻法

测量电路故障的线路电阻或电阻接头时，必须先将电源断开，将万用表置于适合的电阻档位，才能够判断出故障点。当测试点之间的电阻显示为无穷大时，证明接触点或电路开路；当测试点之间的接线或者接触点显示为接触不良时，说明电阻增大了许多。

3.短接法

在检修的时候，如果有电路带电的情况，我们就要将怀疑接触不良或断路的部位用一根较好的绝缘导线进行短接。例如某段电路若断路，我们在用绝缘导线短接到这段时，电路就会接通。一般的情况下我们采用的短接法是长短结合短接法。这种方法就是一次短接一个或者短接多个触点对电路进行故障检查。进行电阻测量方法时，必须要在检修前停电，这样的安全性较好。但有的时候组织测量的不准确会导致判断的错误，尤其是在并联电路较多时忘记断开电阻的情况会更容易出现。判断比较准确、检修较快的是电压测量法，但是这种方法是有一定的危险性的。使用短接法检修故障时可只用绝缘导线和试电笔，不用万用表就可进行，而且短接法的判断速度相对较快，但是对于线圈、电阻和绕组就不可以用这种办法，因为这是带电检修会有危险性，应该要注意安全。可以将上面的方法相互利用，这样就可以使检修的速度快且检修结果准确。

第6篇：设备故障诊断系统范文

要：介绍了火电厂主要设备的典型故障以及采用的故障诊断方法，阐述了现有的故障诊断系统和火电厂设备故障诊断中存在的问题，并指出了故障诊断系统的发展趋势，提出了研究方向。

大型火电厂主要设备包括锅炉、汽轮机和发电机等，完成从热能到机械能再到电能的转换过程。设备与设备之间的耦合性、系统的复杂性，以及设备在高温、高压、高速旋转的特殊工作环境下，决定了火电厂是一个高故障率和故障危害性很大的生产场所，这些故障都将造成重大的经济损失和社会后果。因此，通过先进的技术手段，对设备状态参数进行监测和分析，来判断设备是否存在异常或故障、故障的部位和原因、故障的劣化趋势，以确定合理检修时机很有必要。

一、火电厂主要设备的典型故障及其诊断方法

1.锅炉的主要故障及诊断方法

(1)主要故障

①过热器泄漏。过热器泄漏爆管区集中在高温过热器下弯头外圈向火侧，主要原因是炉膛高度偏低，使该处出现过热，此处也有选材裕度不足及焊接质量问题。

②省煤器泄漏。主要原因是飞灰磨损造成管壁减薄，特别是在穿墙管、炉墙漏风和弯头处为常见。

③水冷壁泄漏。主要原因是局部过热和腐蚀，局部过热是水循环破坏和管内结垢造成，而火焰偏斜或燃烧区烟温过高则使水冷壁高温腐蚀。

④除尘器故障。主要原因有烟气流速太快，灰粒的粒度较大，含尘浓度大，排烟温度低于露点温度等。

(2)诊断方法

在锅炉故障诊断中，物理诊断方法有：红外测温技术，具体应用范围有锅炉火焰和燃烧状态进行辨别与控制、热力设备疲劳损伤、热力设备热机械学特征规律、热力系统漏热及保温进行诊断与评价、锅炉热污染控制等；超声波诊断方法，它可用来监视炉膛上部区域的烟气温度，决定何时进行吹灰操作，保持锅炉良好的运行性能，监视炉膛各个燃烧器区域附近烟气温度，有助于识别和清除燃烧器故障导致的燃烧工况异常，同时可对污染物生成有重要影响的温度的优化控制，实现清洁燃烧；无损伤检测技术是指对材料、部件进行的非破坏检测，以期发现表面和内部缺陷的一项技术。数学诊断方法有故障树诊断法、模糊诊断方法等。在诊断系统方面，主要有清华大学研究开发的大型电站锅炉远程监测与故障诊断系统，华中科技大学研究开发的循环流化床锅炉在线监测与状态诊断专家系统等。

2.汽轮机组的主要故障及诊断方法

(1)汽轮机的主要故障

①不平衡。主要是由于转子存在加工误差和永久弯曲、叶片脱落、联轴器漂偏、接长轴制造不良、受热不均匀或材质缺陷而引起的热挠曲等造成的。

②不对中。主要原因是滑销系统卡涩，汽缸温差超限，机组升速太快，真空下降过大，基础不均匀下沉等，使机组膨胀不畅和轴承座膨胀不均匀，以及联轴器偏心等。

③转子碰摩。主要原因有汽封间隙设计和调整不当，汽缸膨胀不畅，汽缸热变形过大，机组振动过大和轴向位移增大等。

④叶片脱落。主要是由于设计的强度不足，蒸汽参数波动较大，机组在电网周波变化较大和低负荷下长期运行，以及机组在小于额定转速以下某转速停留时间过长等。

⑤蒸汽激振。主要原因是由于高中压转子临界转速较低，并且高中压转子热态下挠度变化较大，轴承标高变化较大，接长轴的加工和安装质量不良，联轴器中心径向或轴向误差太大，轴系平衡和对中状态恶化等，使高中压转子失稳。

(2)发电机的主要故障

①油膜振荡。主要是因为发电机转子一阶临界转速过低，并且三轴楔瓦稳定性差，在载荷减轻时，其失稳转速过低。

②定子线圈绝缘故障。主要是由于磨损、老化、污染及腐蚀等原因使绝缘失效，造成局部放电和温度升高，以及由于绑扎不紧、冷却水泄漏、疲劳磨损等原因使绝缘层损坏，造成线棒位移和匝间短路。

③定子线圈过热。主要是由于制造或安装过程中某些缺陷使匝间短路，造成局部过热。

④转子绕组故障。包括接地、匝间短路和断线故障。接地和匝间短路障碍主要是由于绝缘降低和损坏引起的，接头开焊和热变形会引起断线。

⑤冷却水系统故障。主要是由于冷却水泄漏、管道异物堵塞、误动作等使冷却水流量降低和中断，以及由于材料和安装缺陷引起定子漏水。

(3)诊断方法

在汽轮机组故障诊断中，振动法是应用最普遍也比较成熟的一种方法。应用热力学分析诊断汽轮机组性能故障也是一个重要手段，另外还有油液分析、声发射法、无损检测技术等。声发射法主要用于动静碰磨故障检测、泄漏检测等。日立公司在350MW汽轮机高中压转子上设置试片，在两端轴承的轴瓦处进行声发射和记录，诊断转子的碰磨。在汽轮机组寿命诊断中，无损检测技术应用相当重要，目前用到的非破坏性评价法主要包括硬度测定法、电气抵抗法、超声波法、组织对比法、结晶粒变形法、显微镜观察测定法和X射线分析法等。

现今国内外已经研制开发出了几十种用于汽轮机组的故障诊断系统。国外主要有美国Radial公司开发的汽轮发电机组振动诊断用专家系统，西屋公司的汽轮发电机组故障诊断系统，Bendy公司的旋转机械故障诊断系统。国内主要有上海大学研制的热力参数监测和故障诊断系统TPD，该系统可以提高汽轮机组的运行可靠性，同时能够优化运行方案、提高运行效率、延长运行寿命。由清华大学、华中理工大学、哈尔滨工业大学、哈尔滨电工仪表所等院所联合研制200MM、300MW汽轮发电机组工况监测与故障诊断专家系统，可全面监测诊断机械振动故障、气隙振动故障、热因素引起的故障、机电耦合轴系扭振故障以及调节控制系统故障。

3.变压器的主要故障及诊断方法

(1)主要故障

①线圈匝间短路。主要原因是绝缘老化或散热不良或长期过负荷，由于短路电动力损伤匝间绝缘，绕组的材料或工艺方面的缺陷，进水受潮，大气或操作过电压的袭击。

②绕组断线。主要原因有短路电动力使线圈断线，焊接不良，匝间短路。

③绕组对地击穿。主要原因有主绝缘的老化，绝缘油受潮，绕组内有杂质进入，过电压短路时线圈变形损坏，因冷却系统故障、冷却油道堵塞、保护失灵从而产生整体或局部过热以致绝缘损坏。

④绕组相间短路。主要原因与对地击穿相似，也可能是引线间或套管间短路，油面过低。

⑤铁芯片局部短路或局部融毁。主要原因是铁芯或扼铁的螺杆绝缘损坏，故障处有金属片使铁芯片短路，片间绝缘损坏严重，接地方法不正确构成电流环路。

⑥分接开关接触不良，触头表面熔化。主要原因是结构装配上存在缺陷，切换分接头后，接触不可靠，动触头弹簧压力不够，有载调压装置安装调整不当。

⑦套管对地闪络或爆炸。主要原因是表面积灰，脏污，裂纹，密封不严，呼吸器配置不当。

⑧负荷正常油温升高。主要原因是绕组匝间短路，损耗增加，大电流连接处接触不良，油位过低，冷却效果差。

(2)诊断方法

在变压器故障诊断中，常用的方法有振动分析法、油中气体分析法、局部放电法、恢复电压法、频率响应分析法以及红外诊断技术等。目前应用较多的主要是红外诊断技术。在诊断系统方面，国内外学者和研究单位在这方面进行了大量的工作，已经研制出了具有故障检测和初步诊断功能的专家系统，如河南电力试验研究所开发研究的电力变压器故障诊断微机专家系统。此外，国内有许多著名高校正在从事这方面的研究，取得了巨大的理论成果。

二、目前火电厂设备故障诊断存在的问题

目前虽然有许多诊断方法和诊断系统应用于火电厂设备的故障诊断，并取得了很好的应用效果，但在实际应用时也存在着不少的问题，主要表现在以下几个方面。

1.检测手段

故障诊断的推理机制已经达到很高的水平，但征兆的获取成为了一个瓶颈，即最大的问题是检测手段不能满足诊断的需要，不能真实地反应故障的特征。

2.复杂的故障机理

对故障机理的了解是准确诊断故障的前提。目前，对电厂某些设备的复杂故障，很难从理论上给出解释，对其机理的了解并不深刻。

3.人工智能应用

专家系统作为人工智能在电厂主要设备故障诊断中的应用已获得成功，但仍有一些关键的人工智能应用问题需要解决，主要有知识的表达与获取、自学习、智能辨识、信息融合等。

4.诊断方法的单一性

当前火电厂设备的故障诊断系统所用的诊断方法有模糊逻辑法、故障树分析法、专家系统、人工神经网络等。但是单一的诊断方法往往难以达到期望的诊断效果。

5.故障定位

目前的故障诊断系统常常只是进行到故障类型识别这一部分，不能确定故障的具置，且对设备的状态进行预测的功能研究不够。

三、火电厂设备故障诊断的发展

1.故障诊断系统的发展趋势

(1)分层分布式结构的故障诊断系统

火电机组的各子系统的结构和功能是分布式和多层次的，这种结构上的层次关系，要求其诊断系统是分布式和多层次的，由全局诊断系统和子诊断系统组成。全局诊断系统负责诊断任务的管理，包括将总体任务分解成子任务和向各子诊断系统分配任务，这些任务往往是相互耦合的。诊断子系统完成以后，通过对各子诊断系统结论的综合，给出最终结论。分布式故障诊断专家系统具有推理效率高，诊断速度快，系统可靠，适时性好的特点。 (2)集成式故障诊断系统

由于当前的诊断系统在推理方法上的单一性，在求解复杂系统的诊断问题时受到很大的限制。未来的火电机组故障诊断系统，将根据不同子系统的特点采用不同的推理模型，甚至采用几种不同推理模型进行混合推理，各种推进模型的优势将得到充分发挥，从而提高推理速度和准确性。

(3)构造大型监测诊断中心

在同一电网中，有许多同类型的火电机组在同时运行。构造大型监测诊断中心所带来的好处是非常明显的：①便于集中保存机组的运行数据和机组健康状况的资料；②便于多台机组之间、多个电厂之间共享已有的知识，便于知识库的完善化；③有利于机组的负荷调度。

(4）自主闭环诊断系统

全自主、闭环故障诊断系统能够在人员不参与的情况下完成持续的故障诊断，形成决策，再由诊断系统发出相应的控制命令，对机组施加适当的控制。要实现自主闭环诊断，必须要有成熟和先进的诊断技术。诊断系统的知识库必须完备，诊断系统应有学习机制，能诊断不可预知的故障。

(5)基于Internet的远程故障诊断系统

随着计算机网络技术的发展，使得基于Internet的远程应用系统成为可能。将故障诊断系统与Internet相结合不但能够获取大量的故障案例与诊断经验，同时能够共享诊断资源，实现专家异地会诊，提高故障诊断水平。

参考文献

1 阮跃，黄雅萍．大型电站状态监测与故障诊断专家系统的研究．电站系统工程，1997(5)

2 李录平，韩西京等．火电机组故障诊断技术的现状与展望．电力情报，1997(3)

3 刘峻华，黄树红等．汽轮机故障诊断技术的发展与展望.汽轮机技术，2000(2)

4 陈维荣，宋永华等．电力系统设备状态监测的概念及现状．电网技术，2000(11)

5 徐敏等主编．设备故障诊断手册．西安交通大学出版社，1998

第7篇：设备故障诊断系统范文

关键词：KJ707煤矿电气设备；状态监控网络；故障诊断；设计与实现

0前言

煤矿电气设备作为煤矿开采中必不可少的装备，是确保井下作业顺利进行、提高煤矿开采效率的基础保障。但是，由于井下环境复杂，煤矿电气设备在长期运行过程中，工作性能会因为粉尘、潮气等多种因素的影响而下降，很容易引发设备故障。不仅影响井下正常作业，还会威胁井下人员的生命健康。实现对煤矿电气设备运行情况的实时监控，及时发现并解决故障问题，是当前煤矿生产作业中必须重视的问题，而网络计算机技术的迅速发展，为该目标的实现提供了技术保障，并且已经得到了广泛应用。

1煤矿电气设备状态监控网络及故障诊断的概念和作用

（1）煤矿电气设备状态监控网络及故障诊断的概念

煤矿电气设备监控网络及诊断技术具有较强的综合性、系统性及复杂性，涵盖了计算机技术、传感器技术、信号处理技术等多个技术领域，是当前对煤矿电气设备运行情况进行实时监测的最为先进、可靠的手段。通过将各项先进技术与煤矿电气设备相结合，构建信息化、自动化监控系统，能够及时获取煤矿电气设备运行的动态信息，并以此作为依据，对设备工作性能进行评判，能够准确识别故障隐患，评估故障可能造成的影响。同时，根据设备正常工作状态下的各项运行参数，结合系统反馈得到设备运行信息，科学预测设备的运行稳定性及持续性，将可能出现的故障问题加以排除，保证煤矿电气设备工作性能的良好性及可靠性。

（2）煤矿电气设备状态监控网络及故障诊断的重要作用

利用网络监控及故障诊断系统，可以在设备正常运行、开采作业正常状态下，通过在线技术得到较为准确的设备运行数据及运行参数。然后将所得信息传输至状态专家系统进行处理和分析，便可以根据当前设备实际运行情况，及时发现存在的故障隐患、故障类型及具体影响，为制定设备检修方案提供指导性意见，实现对设备故障的早发现、早处理、早预防。通过利用状态监控网络及故障诊断技术，既不会降低煤矿开采效率，又可以提高设备运行的稳定性，对促进我国煤矿开采事业的发展具有重要作用。

2煤矿电气设备故障诊断常用方法

煤矿电气设备故障进行诊断，可分为多种类型，使用比较广泛的煤矿电气设备故障诊断方法包括温度检测方法、振动检测方法以及铁谱检测方法。

（1）温度检测方法

煤矿电气设备在出现运行故障问题时，往往表现为温度升高，因此可以将设备温度作为故障诊断标准，判断设备是否处于正常运行状态。通过对设备运行参数进行实时监控，可以根据其温度变化情况，利用网络技术自动绘制成数据图*陕西省教育厅科研计划项目资助（16JK1395）表，结合数据图表中的曲线关系，更加清楚地了解到在不同时间点设备温度值的高低，以此作为依据，对设备温度未来趋势进行预测，判断可能出现的最高温度。同时还可以利用热成像技术，了解设备内部热能分布情况，温度最高的位置往往是故障的引发点，进而可以对设备故障进行准确定位。结合设备运行特点及正常运行要求，迅速制定科学、有效的处理措施，在第一时间将设备故障加以排除。

（2）振动检测方法

振动检测是煤矿电气设备常用的一种状态监控和故障诊断方法，操作简单，通过检测工具迅速完成对各种类型故障的诊断。振动检测使用的工具主要有精密诊断系统和简易诊断仪2种，相比于简易诊断仪，精密诊断系统得到的结果更加准确，应用更加广泛。精密诊断仪的工作原理是利用检波器将设备的振动信号准确呈现出来，根据振动信号表现是否异常，来判断设备是否存在故障隐患。简易诊断仪的工作原理是将设备的振动信号放大，并在检波器上显示振动数值，实现对设备故障的诊断。

（3）铁谱检测方法

铁谱检测法是一种新型的煤矿电气设备故障诊断技术，所用检测仪器主要有旋转式铁谱仪、颗粒定量仪等几种。煤矿电气设备在运行过程中，油中的铁屑和油会在磁场作用分离开，根据铁屑大小可以判断故障程度，铁屑成分可以判断发生故障的具置，进而完成设备故障诊断，并制定针对性的处理维护措施。采用铁谱检测法可以迅速完成对煤矿电气设备故障的诊断及处理，可以有效减少因设备停运所造成的损失。

3煤矿电气设备状态监控网络及故障诊断系统关键技术

实现网络技术在煤矿电气设备状态监控及故障诊断中的有效应用，需要明确所用到的关键技术，为信息化诊断系统的设计提供理论依据。

（1）煤矿电气设备网络监控技术

在对煤矿电气设备运行情况进行在线监控时，为了能够及时反馈监控信息，需要硬件设备和软件技术的相互配合，并结合通信技术实现信息的及时传输，为故障诊断及决策制定提供支持。同时，还需要建立数据资源库，完成监控信息及诊断信息的存储及管理，为设备故障处理提供有效参考和依据。另外，还需要在系统中融入设备运行所涉及到的物理、化学等知识，为设备故障处理提供理论依据。通过对煤矿电气设备进行网络监控，可以判断设备是否出现异常运行现象，当存在异常现象时，准确识别故障类型、故障位置及影响程度，当没有异常现象时，则对其未来运行状态进行预测分析。

（2）煤矿电气设备故障诊断技术

煤矿电气设备故障诊断方法主要有温度检测方法、振动检测方法以及铁谱检测方法等几种，每一种技术的诊断原理都不同，但是每一种诊断方法都分为故障预报和故障诊断。在实际诊断过程中，利用监控系统所得的设备各项运行参数及数据，对设备工作性能做出准确评估，及时发现设备存在的故障隐患，通过报警系统发出预报，及时采取针对性的预防措施，排除故障隐患，确保设备处于连续稳定运行。如果设备出现故障，则需要及时对设备进行维修或者更换，确保设备工作性能的良好，避免设备出现长时间停运现象为煤矿开采作业的顺利开展提供保障。

（3）煤矿电气设备故障诊断数据库及报警系统

在对煤矿电气设备运行故障进行检测诊断时，需要以大量设备运行数据为依据，分析数据与设备运行参数之间的逻辑关系，进而实现对设备故障的准确诊断。所以，需要运用状态监测与故障诊断、信息与控制和统计与分析等基本理论知识，结合软件系统及硬件设备，建立数据库对监控所得的设备运行信息进行存储，不仅可以为故障诊断提供准确信息，还可以生成诊断日志，为其他设备故障诊断提供参考和借鉴，并在此基础上构建设备故障报警系统，在设备出现故障隐患时及时发出警报，将所采集到故障类型、位置、程度等各项信息，反馈至系统控制中心，结合专家系统设计科学和可行的维修方案。

4KJ707煤矿电气设备状态监控网络及故障诊断系统的设计和实现分析

煤矿电气设备状态监控网络及故障诊断系统关键技术，对系统设计及实现具有重要的作用。以KJ707煤矿电气设备状态监测故故障诊断系统为例，对其网络状态监控及故障诊断系统的设计与实现进行了详细论述与研究。

（1）系统运行流程分析

KJ707煤矿电气设备状态监控网络及故障诊断系统，与大多数电气设备在线监控及故障诊断系统相同，包括信号采集、信号分析处理、故障诊断及决策评估4部分。故障信号采集是利用传感器获取煤矿电气设备的各项运行参数，包括振动、温度、压力等，并对所得信号进行放大、滤波、A/D转换处理，为设备故障诊断提供可靠依据。根据所采集信号类型，将其分为不同种类，提取数据特征值，包括设备的振动情况及温度变化等特征，对数据特征值进行分析、处理。利用所得数据特征值，结合设备故障与其运行参数之间的逻辑关系，判断设备是否存在故障问题，并确定故障类型、位置、程度等，实现对故障的准确诊断。根据故障诊断结果，结合设备实际使用情况以及井下环境等多方面信息，对故障变化趋势进行预测，判断是否需要停运对设备进行维修，制定科学的故障处理决策。

（2）系统整体结构设计

KJ707煤矿电气设备状态监控网络及故障诊断系统是由设备层、控制层及管理层3个层级组成的，如图3所示。根据矿山规模及煤矿电气设备监控需求，将整个监控系统分为多个监控管理点，采用CNA总线法，使监控管理点中的所有监控单元连接形成一个整体，确保监控信息传输的及时性。在通过网络将所有监控单元采集到的监控信息，传输到控制中心平台，将所有设备的运行数据及参数呈现在控制中心的显示屏上，并使用中枢远程计算机对所有信息进行分析和处理。信号数据监控系统采用B/S结构，该结构形式简单，具有较强的分布性，在查看数据时不受空间和时间的限制，只需要通过Web网络便可以对数据进行远程查看，还可以对数据进行实时更新，保证设备运行数据的时效性。KJ707煤矿电气设备状态监控网络及故障诊断系统的主要组成包括数据采集系统、数据传输系统、监控服务器、故障诊断系统等部分。该系统在对设备故障进行诊断时，所用诊断依据主要是设备振动情况及设备温度变化，数据采集系统包括振动检测装置和温度检测装置2部分。系统在得到设备振动信息后，对振动信号进行放大、滤波、A/D转换处理，然后采用时频域、包络谱等方法对振动信号进行分析，将分析结果与采集到的温度信息一起传输到环网交换机。通过网络将采集到的设备振动信息、温度信息传输到故障诊断数据库，对数据进行存储，并通过电子显示屏将信息显示出来，相关人员可以通过操作控制平台查看各项数据，了解设备实际运行状态，实现对煤矿电气设备的网络监控及故障诊断。当无法有效解决设备故障问题时，可以利用网络向专家求助，实现远程专家诊断，解决设备故障，有效减少因故障所造成的损失。

（3）系统硬件组成

该系统中所用硬件设备主要由YHZ20振动检测装置、KGS20振动加速度传感器、GWP160B温度传感器、GDW85温度变送器、KJJ65A本安交换机、KJ763—F数据采集分站、KDW19A矿用隔爆兼本安型不间断电源箱、KDW70隔爆兼本安不间断多路电源，以及电源电缆、信号线缆、接线盒等。其中振动检测装置、振动加速度传感器和数据采集分站是主要硬件设备，振动检测装置，将采集的振动最大值、振动频率等信息分析，对设备故障进行准确诊断。同时，根据ISO2372国家振动标准，在振动检测装置中融合了振动烈度信息，可以根据设备振动加速度做出故障报警。利用数据采集分站完成对设备振动、温度、电压等各项信息的采集、监测、传输及显示等，实现对设备运行状态的监测及故障诊断。

（4）系统软件设计

在对KJ707煤矿电气设备状态监控网络及故障诊断系统软件进行开发设计时，是以OPC技术为基础构建系统控制平台，包括服务器、组、项3部分，将各个子系统接入到IFIX集控中心平台。利用组态王形成操作界面的，将采集到设备运行信息转化成HTML文件，并根据设备状态监控网络及故障诊断功能，进行Web应用设置，通过网络获取设备运行实时信息。以设备正常工作时各项运行参数，设置运行参数警报值，当设备实际运行参数超过设定值时，及时发出故障预警。根据信号特征值，综合故障专家知识库对故障类型、位置、程度进行判断，生成设备运行监测及故障诊断日志。在对设备运行数据进行存储、查询、分析及处理时，所用数据库为SQL数据库，并使用软件对数据库进行管理。通过系统软件，可以实现实时图示、实时显示、报表查询、报警查询、趋势分析、诊断分析等功能。采用图表等形式将使设备运行信息更加直观，为故障诊断提供可靠依据。

（5）设备安装及系统测试

在完成KJ707煤矿电气设备状态监控网络及故障诊断系统设计后，根据设备运行监控及故障诊断需求，选择合适的监控位置设置监控装置，保证采集信号的精准性和全面性，并对监控装置进行安全防护处理。然后对系统进行测试，得到煤矿电气设备的振动、温度、电压等各参数。

5结语

结合计算机技术、传感器技术、信号处理技术等技术，利用网络平台构建煤矿电气设备状态监控网络及故障诊断系统，实现对设备运行状态的实时监控，发现设备故障隐患采取有效处理措施及预防措施，对保证煤矿电气设备的正常、稳定运行具有重要意义，为煤炭开采作业的顺利、高效进行提供了基础保障。

参考文献：

［1］方超颖,樊新鸿.煤炭企业电气设备的网络化状态监测及故障诊断［J］.煤炭技术,2012,31(8):36-37.

［2］李国辉.煤矿机电设备的状态监测与故障诊断［J］.价值工程,2012,31(15):39-39.

［3］孙玉洁.煤矿工作环境下的信息系统常见网络故障诊断技术［J］.煤炭技术，2013，32（6）：132-134.

［4］郭润祥,刘江明,李洋.基于故障检测技术构建煤矿设备状态监测与故障诊断库［J］.内蒙古煤炭经济,2012，(11):145-147.

［5］于中伟.煤矿机电设备的状态监测与故障诊断［J］.能源与节能,2016(5):54-55.

［6］王馨乐.煤矿设备故障诊断技术应用与发展探析［J］.内蒙古煤炭经济，2016（Z3）：152-154＋163.

第8篇：设备故障诊断系统范文

关键词：燃气轮机;故障诊断;研究展望;人工智能

引言

作为一种典型的成套式大型机械动力设备，燃气轮机的发展不断融合多种新工艺、新科技、新材料于一体，该设备拥有先进且复杂的结构，导致其故障率及对维修水平的要求不断提高。然而，由于燃气轮机具有热效率高、工作平稳、启动较快等优点而得到了广泛的应用，尤其是在航空航天、能源电力等高端领域。该设备一旦发生故障，便会带来不可估量的经济损失。所以，对燃气轮机的故障诊断技术进行研究进而保障燃气轮机能够处于正常稳定的运行状态意义重大。故障诊断技术是通过利用有效的分析方法对采集现场重要的状态数据、历史信息进行分析处理，从而对机械设备的运行状态进行评价的一项识别技术。对燃气轮机的运行状态进行监测可以在很大程度上减少维修成本，提高系统运行的可靠度。

1.故障诊断技术发展状况

1.1国外研究探索

从上个世纪六十年代开始，伴随计算机技术、传感器工艺的快速发展，故障诊断技术逐步作为一门重要的学科和研究领域而发展起来。在燃气轮机故障诊断方面，美国是首先进行故障诊断技术研究与探索的国家，其相关技术较为先进且发展水平在多个方面均处在世界的领先地位，对航空及舰船的燃气轮机故障诊断拥有自身的理论优势与先进的技术支撑。在理论的相关研究中，美国首次将应用统计学与神经网络滤波相结合有效的增强来源于运行设备本体的信息及数据的可靠性，还利用神经网络技术实时监测并分析燃气轮机的运行状态，对设备的性能变化作出及时的诊断。经过不断的探索，最终建立合理的故障诊断理论体系与可靠的专家诊断系统，就燃气轮机的不同故障提出相应的维护建议。此后利用神经网络技术成功采集到RR公司生产制造的RB211型燃气轮机的本体信息，并将多层传感器、径向基函数和回归神经网等应用到故障诊断中，对径向基函数神经网络能够且适合用来对发动机性能参数、传感器故障诊断与监测、发动机获取参数困难下的安全预测等作出了阐述。此外，非常多的文献对燃气轮机的故障诊断方面的知识和方法进行了说明。还有不少资料对燃气轮机的旋转式设备进行故障诊断，大都采取不同类型的神经网络并利用小波分析技术对振动类型的信号进行处理，均得到良好的应用效果。

1.2国内研究探索

随着燃气轮机在国内军事设备及民用机械的应用规模不断扩大，我国逐步进入对其故障诊断技术的探索。不过与其它国家相比，因相关研究起步晚、规模不大并且缺少实用的诊断系统等限制，当前发展状况相对落后。但因为许多新的理论和方法不断应用到燃气轮机故障诊断，该方面的探索取得了不错的科研成果。尤其是计算机技术、人工智能技术的逐步发展使其故障诊断水平发展到智能化的水平。王永泓等在燃气轮机的专家诊断系统中引入模糊Petri网知识表示系统取得不错的效果，并采用综合利用算法、模型诊断等结合而成的混合型人工智能故障诊断方法。翁史烈等人在“基于热力参数的燃气轮机智能故障诊断”中建议采用故障和征兆两者间的定量求解途径，并以此为基础探索了模糊逻辑与神经网络的诊断技术。卜凯旗等人研发出完整的燃气轮机发电机组振动信号监测及故障诊断系统，利用分析得到的振动数据以提前预测机组工作过程中产生的异常状况，然后利用专家故障诊断系统给出合理建议以供技术工作者参考。通过使用验证，该系统有效的保障了生产安全，提高了经济效益。

2.智能故障诊断技术

由于燃气轮机设备的大型化及复杂化，设备会产生多种故障同发以及不同故障间的相互作用、联系分析困难的状况。随着人工智能技术的发展和在诊断系统中的应用，成功的使燃气轮机的故障诊断技术提升到智能化新高度，弥补了传统式故障诊断技术在现场应用中存在的缺陷，很好地处理了复杂系统故障诊断过程中出现的问题。

最初的专家诊断系统均采用基于规则的诊断方法，该方法采用直接及启发式知识表示，诊断速度较快，且容易实现编程和系统开发，具有直观方便的优点。不过由于知识库中的故障类型较少，面对新的故障问题时就显得无从下手，极易导致诊断失误或者失败;基于人工神经网络的故障诊断主要是建立故障源和征兆间的映射，具有高度的容错机制及非线性等优点。不过由于神经网络的诊断方法对系统内部的潜在关系不能进行准确的揭示，因而增加了该方法出现误诊的概率;混合型智能诊断方法可以依据发动机组性能参数的不同以及采集存储的历史数据信息按照一定的选用规则选取合理的诊断方法，具有良好的综合性能。

3.结束语

燃气轮机故障诊断技术的发展直接关系到其经济性，必须得到充分的关注和研究，目前已建立有一定代表性的故障诊断系统。不过随着新技术、新知识、新方法的不断出现，对燃气轮机故障诊断技术的研究也需更加深入。智能化故障诊断技术作为专家诊断系统的核心，具有广阔的应用空间。如何将理论研究运用到现场运行中进而保证燃气轮机的运行可靠性，达到高智能化水平是相关研究者的共同目标。

参考文献：

[1]孙祥逢，陈玉春，胡福.发动机故障诊断主因子模型的测量参数选择[J].航空动力学报. 2010（01）.

第9篇：设备故障诊断系统范文

【关键词】多Agent；监测；诊断

【中图分类号】U284.362 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2012）11-0008-01

0、引言

管好用好煤矿大型关键设备，是煤矿稳产高产的前提，也是煤矿安全生产的保障，若能对设备进行状态监测与故障诊断，及时准确识别核心零部件故障的微弱特征信号，必将为潜在故障预示和演化、寿命预测和制定维修策略提供技术支持，从而提高煤矿关键装备整体运行安全性和可靠性，实现由“事后维修”到“预知维修”的转变，避免意外停机及恶性事故发生，具有巨大的经济效益和社会效益。传统的矿用机电设备在线监测系统仅仅局限于简单数据的采集与集中监测显示，这种方式虽然在设备运行状态监测中起到重要作用，但不能及时准确地诊断分析出机电设备可能出现的故障Ⅲ。

1、Agent与CSCW

1.1 Agent

Agent是指在某一环境下，能持续自主地发挥作用，以主动服务的方式完成一组操作的计算实体，Agent结构如图1。一般包括功能模块、推理机、黑板、知识库、数据库、网络与通信接口等。

1.2 多Agen与CSCW

多Agent系统各个Agent之间可以互相通讯，能对接收到的消息进行推理和学习。多Agent系统是分布式自主系统，能够在相同环境中采用不同的方法解决问题，具有自治性、并行性、智能性和柔性。

CSCW（计算机支持的协同工作）系统的发展要求其成员的个体行为智能化，提高自组织和自适应能力，Agent的自主性适应了这样的需求。其次，Agent问的通讯行为和特性也与协同工作中群体成员的交流行为相适应。Agent之间是对等的实体，存在平等协作的关系，通过互相通讯协作共同完成任务。在cscw中，多Agent系统是通过网络相互联系的多个Agent相互协同完成预定的共同任务的系统。将CSCW和Agent技术结合，应用于煤矿机电设备的故障诊断与监测，具有灵活、开放、可扩充的优点。

2、多Agent的监测与诊断系统

多Agent监测与诊断系统主要包括网络知识库、网络数据库、机械故障诊断Agent、液压故障诊断Agent、电气故障诊断Agent、其它故障诊断Agent、管理Agent、以及用户上位机系统等，如图2所示。

管理Agent负责诊断任务的分配、调度及控制。各诊断Agent子系统接受管理Agent的诊断请求，根据诊断请求从数据库读取相应的设备状态数据，调用合适的分析诊断方法完成诊断子任务，将结果返回给管理Agent。通信与网络接口子系统提供图形人机交互界面，将用户的诊断任务及其分解和控制策略输入系统，以及将诊断系统完成的诊断结果反馈给用户，供用户参考，以便作出决策。

3、系统软件设计

系统软件设计部分将接收到的数据进行处理，并比较、反馈、输出到调节执行装置，以实现煤矿机电设备的控制。系统软件采用模块化设计，主程序模块主要完成系统初始化、数据采集、设备的启/停控制和显示等功能，其流程框图如图3所示。