故障检测与诊断精选(九篇)

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第1篇：故障检测与诊断范文

关键字：数据包丢失；网络控制系统；故障检测；观测器；残差

中图分类号：TP399文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 24-0000-03

Fault Detection and Diagnosis of Networked Control System

Zhuo Min

(Zhenjiang Electrical and Mechanical Branch of Jiangsu Union Technical Institute,Zhenjiang212016,China)

Abstract:A great deal of attention has been focused on a class of networked control systems (NCS) wherein the control loops are closed through communication networks.This family of systems is an integration of plants, sensors,controllers,actuators and communication networks of certain local field.In this paper,based on the condition of data packet dropout,firstly,a modeling approach of the system is presented,and the fault observer is modeled as a stochastic switching discrete-time linear system with delay.When a fault occurs,the observer residual can change rapidly and detect the occurrence of the fault.Finally,an illustrative example shows the effectiveness of the proposed method.

Keywords:Data packet dropout;Networked control system (NCS);Fault detection;Observer;Residual

与传统的点对点控制系统相比，网络控制系统具有可实现资源共享、远程控制，具有较高的诊断能力和交互性好、增加系统柔性和可靠性、安装维护方便、减少系统的布线等优点。但由于网络的介入，使得传统的控制系统面临着新的挑战，如网络传输诱导时延、数据包丢失、时钟异步等，因此在利用网络作为信息的传输通道时，数据包丢失和时延等故障检测问题受到了广泛的关注[1-3]。

在故障诊断与容错控制方面，网络控制系统和传统控制系统有所不同。在数据传输中存在信息碰撞和网络带宽限制等问题，使得延迟和丢包问题在信息传输中发生，以致网络化控制系统的故障诊断与容错控制变的复杂[4]。网络控制系统的故障诊断与容错控制是具有现实和理论意义的研究课题，关系到国家经济命脉和国防安全的战略性需求，也是提升国家工业基础水平、综合实力和自主创新能力的重要举措[5]。

NCS的数据包丢失和时延是NCS中的重要研究课题。鉴于此，文献[6]针对一类具有数据包丢失和时延的NCS设计了保证闭环系统稳定的控制器。考虑到NCS中同时存在数据包丢失和时延的情况，以建立NCS模型来构建故障检测器；最后通过数据仿真验证了本文所描述问题的可行性。

一、网络控制系统

网络化控制系统NCS(Networked Control Systems)，即将控制系统中至少一个或多个回路经过计算机网络实现闭环的控制[7]。

如图1所示的，网络只存在于控制器和执行器之间[8]，所以系统只具有控制时延 ，为上界已知的时变时延。假定NCS的被控对象模型为

(1)

其中， 是状态向量； 是输出向量； 是输入向量； 是故障向量，正常情况下 是非零向量； ， ， 是适维常系数矩阵。

图1 网络控制系统

Fig.1 Networked control systems

在网络控制系统中，通讯网络并非是一个非常可靠的数据传输通道，会产生传输错误、网络堵塞、节点竞争发送权失败、连接中断和时序错乱等现象。虽然多数的网络协议具有多次重发送数据机制，由于此机制受到时间的限制，所以在超过了设定的时间范围时，便会导致数据包丢失。

正常情况下，实时反馈控制系统能够接受一定数量的数据包丢失。但是对数据包丢失寻求正确的解决方法的研究以及对在数据包丢失时系统是否稳定的探索是很有价值的。

二、状态预测器的设计

网络控制系统的状态可以直接反映系统的运行状况，所以在NCS系统中基于状态估计的故障诊断与容错控制方法显得特别突出。此方法可以归纳为以下两种：一种基于观测器的方法，另一种基于滤波器的方法。本文的研究是基于预测器的方法。

不考虑噪声等外部扰动时，被控对象的离散模型可以表示为：

(2)

令 = ，表示不确定时延 引起的不确定项。式(2)写为：

(3)

假设 非奇异和( ， )能观测，被控对象的状态观测器就可以采用下列模型：

(4)

由于系统存在网络诱导时延[0， ]， 时刻传输到观测器的信号为：

。 (5)

由式(3)可得

(6)

由式(5)和(6)，得到观测方程为

(7)

定义估计误差

(8)

则估计误差方程为

(9)

由于 和 均已知，则式(9)可以表示为

(10)

其中，

由于 由不确定时延 引起，因此误差方程含有不确定项 ，且 有界。

三、存在数据丢包的故障检测

数据包丢失能够影响到闭环NCS状态矩阵的结构和NCS的控制性能，特别是其稳定性。因此，关于在NCS中数据包丢失对系统稳定性的影响成为关注的热点。

在NCS中，一是由于通信机制和网络带宽的限制造成的数据包，另一种是为达到某种目的而采取的主动丢包。本文是基于前者提出的故障检测方法。

当在传感器与控制器之间发生数据包丢失时，NCS结构可以用图2表示

图2 具有数据包丢失和时延的NCS

Fig.2 NCS with network-induced delay and packet dropout

图2中随机变量 表示第 个周期是否有传感器数据到达控制器，即

是独立的Bemoulli随机变量。在传感器与控制器之间，由于数据时延能够被看作在本周期未接收到有效数据，便可判断发生了数据包丢失。

若原系统的控制率为 ，则由式(2)可得

(11)

假设事件1和事件2发生的概率分别为 和 ，亦即

(12)

事件1 时刻传感器数据没有到达控制器端，在控制器端建立观测器

(13)

定义观测器状态估计误差 ，无故障时，其状态估计误差方程为

(14)

对于式(14)，引入增广向量 ，可得

(15)

式(15)中含有 的两个滞后项，引入 ，可得

(16)

事件2 时刻控制器收到来自传感器的数据，建立观测器

(17)

则无故障时，观测器状态估计误差方程为

(18)

按照事件1中同样的方法，可得

(19)

有式(12)，(16)和(19)，可得如下的随机切换系统

(20)

其中，

， ，

四、故障检测设计

定理1：基于如下的观测器，残差系统（10）渐进稳定，

其中 ， ， 定义省略。 为卡尔曼滤波增益，误差协方差矩阵为 ，且

。

下面，我们将通过数值例子说明所得到结果的有效性。

五、数字示例和仿真结果

本文通过第2和3部分对状态观测器和存在数据丢包的故障检测进行了研究和描述，我们假定以下系统

(21)

其中 ， ， ， 。假设Markov链的转移概率矩阵已知为 ，干扰信号 为任意的随机数。使用Matlab仿真工具，可得如下结果。图3显示为网络控制系统的状态响应。

图3 系统状态响应

Fig.3 State response of system

图4 传感器故障时的仿真结果

Fig.4 Simulation result with sensor fault.

注：1-系统的实际输出；2-观察期输出；3-残余量

Note：1system actual；2observer output；3residual

当传感器故障发生在8.8秒时，系统的实际输出、观测器输出和残余量如图4所示。从中我们可以观察到，残差量在8.8秒迅速增加，并且无延迟，表明了该传感器在此时出现了故障。

六、结论与展望

本文针对长时延的NCS，假定传感器和控制器之间存在数据包丢失，执行器与控制器之间存在时变控制时延等现象。针对此类NCS，本课题研究了有无故障两种情况下可能出现的结果，并且设计了故障观测器。

本文概述了近年来常用的网络控制系统基于模型的故障诊断方法，建立恰当的数学模型，将数据网络简化为对控制系统产生的若干影响因素，并将一般的故障诊断与容错控制方法与理论推广应用到网络控制系统中来。

对一般的控制系统来说，网络控制系统的故障诊断与容错控制并不完善。首先多数的研究主要针对某一特定性能的设计，缺少对系统整体与总体性能的研究；其次现有模型对网络时滞具有严重的依赖性，而且在非线性系统中难以实现。NCS的故障诊断与容错控制方法有很多，本文仅总结和归纳了一部分。

参考文献：

[1]方华京,方翌炜,杨方.网络化控制系统的故障诊断[J].系统工程与电子技术,2006,28(12):1858-1862

[2]Hao Y,Ding S X,Fault detection of networked control systems with networked-induced delay[C].The 8th Int Conf on Control,Automation,Robotics and vision.Kunming:IEEE Press,2004:294-297

[3]Bao Y,Dai Q Q,Cui Y L,et al.Fault detection based on robust states observer on networked control systems[C].Int Conf on Control and Automation.Budapest:IEEE Press, 2005:1237-1241

[4]霍志红,方华京.一类随机时延网络控制系统的容错控制研究[J].信息与控制,2006,35(5):584-587

[5]邱占芝,张庆灵,杨春雨.网络控制系统分析与控制[M].科学出版社,2009

[6]Turner J R.Towards a theory of project management:The nature of the project goverance and project management[J].Int J of Project Management,2006,24(2):93-95

[7]Fang Huajing,Ye Hao,Zhong Maiying.Fault diagnosis of networked control systems[J].Annual Reviews in Control,2007,31:55-68

第2篇：故障检测与诊断范文

关键词：自动故障检测;暖通空调;运用

一、自动故障检测与诊断的常用方法

（1）直接方法指的是在空调系统中，将各个输入与输出的参数作为故障检测的症状，将这些症状输入到分类器中，根据事先制定好的分类策略进行详细分类，以此实现正确的故障分类，然后再给出故障诊断结果。直接方法在实际应用中主要是利用分类器的设计，常用的分类方法包括专家规则、贝叶斯分类法、故障树与神经网络等，这些分类方法都为设备自动故障检测与诊断提供了极大的便利，确保了诊断数据的准确无误。（2）间接方法指的是利用系统模型进行预测的方式，这种方式在施行过程中必须先建立正常的系统运行条件，同时更需要对已知故障条件进行系统建模，利用这些标准化的模型对系统进行详细预测，通过将预测得出的实际参数与测量数据进行比较，利用比较后得出的偏差作为分类器的输入参数，以此实现故障分类。其中的分类方法与直接方法相同，其中建立模型的方法包括回归法。模糊逻辑法、神经网络法与物理原理法等。在建立模型的过程中需要对模型的误差大小与准确性有一个明确的控制，以此提高故障诊断与检测的可靠性。

二、自动故障检测与诊断在暖通空调中的应用

通过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。早期的自动故障检测与诊断往往只是通过一些手提式的诊断器进行设备检测，维修人员在实际工作中利用这些维修设备对空调进行故障检查与问题诊断，这种工具的优点是可以通过一台仪器实现多个系统的检测与故障诊断，在仪器中还可以配置精度较高的传感器进行辅助检测，实现高效化的暖通空调设备故障诊断[2]。但是，利用检测设备进行检测与诊断的过程中，往往不能实现在线检测与诊断，检测出来的数据结果并不能反映出系统的动态特征，这些数据资料只是检测设备中的静态检测结果，还需要经过一系列的处理以后才能发挥出实际效用。

近年来，大多数检测设备生产厂家，在设备的安全性与实用性上进行了相应的改善与创新，在检测产品中加入了一些保护系统与故障诊断系统。保护系统是通过设备的启停操作来实现故障检测。这种方法可以有效提高制冷系统的使用寿命，确保操作人员的安全，但是这种去安全系统只能对一些故障情况较为严重的设备进行故障诊断，对系统的运行状态与特性恶化情况却无法起到有效的监测作用，致使设备在出现问题以后无法得到及时的维修，导致能源被大量损耗。

随着我国经济的不断发展与社会产业结构的完善，国内市场对暖通空调自动故障检测与诊断的需求将会变得越来越大，将来一定会出现更加完善的故障检测与诊断产品，这些产品将为我国空调设备发展指明一条新的方向。

三、自动故障检测与诊断在暖通空调中的发展方向

（1）加强经济性研究。自动故障检测与诊断在今后的实际发展过程中需要加强自身的经济效益，让人们能够更加直观的认识到自动故障检测与诊断系统带给人们的便捷与保障。吸引更多的人来研究如何将自动故障检测与诊断系统更好地与暖通空调技术相结合。同时，在设计与研发的过程中，需要不断降低自动故障检测与诊断系统的投资费用，在提出诊断与检测方法时，需要尽可能的利用暖通空调系统本身的元器件，避免过多对自动故障检测与诊断系统进行篡改。（2）加强可靠性研究。自动故障检测与诊断系统在实际运行过程中，往往会受到外界因素的干扰，进而出现一系列不可预见的问题状况，因此，提高自动故障检测与诊断系统运行的可靠性，是设备改善与创新过程中尤为重要的问题。通过加强自动故障检测与诊断系统的可靠性，可以极大地减少设备的错误警报，减少警报噪声对用户的干扰，避免操作者关掉自动故障检测与诊断系统，为暖通空调安全稳定的运行提供了有效保障。（3）加强理论研究。暖通空调是一整套较为复杂的服务性制冷设备，在实际运转过程中往往极易受到外界因素的干扰，自动故障检测与诊断设备在实际应用于暖通空调中时，应使用更为简单、易于理解、适用面广的故障诊断方法，这样才能更好的维持暖通空调的稳定运转，加强理论知识的研究证实满足这一要求的必要性保障，通过加强对整个空调系统故障诊断方法的研究，可以切实有效地为暖通空调今后的运转提供理论知识保障。

结语：综上所述，通过研发人员的不断努力，未来的自动故障检测与诊断设备与暖通空调系统一定会呈现出更加合理、高效的融合发展趋势，为我国第三产业的发展提供有力的保障。

参考文献：

第3篇：故障检测与诊断范文

关键词：任务驱动教学法；《汽车故障检测与诊断》课程；合理设计

中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1671-0568（2013）20-0102-03

随着国民经济的飞速发展，汽车逐渐进入寻常百姓家，这给汽车维修行业带来了机遇，也使得汽修专业在近几年成为了各大院校的热门专业。《汽车故障检测与诊断》是汽修专业必修的一门实践性较强的专业课，也是汽修专业的重点和难点课程之一。受传统教育观念的影响，《汽车故障检测与诊断》课程教学仍存在较多问题。例如，在教学体系上，仍存在重理论轻实践的倾向；在教学方法上，仍是灌输式教学，忽视了学生独立思考能力的培养，忽视了学生动手能力、创造和开拓能力的培养。因此，这种教学模式急需进行改革。

一、《汽车故障检测与诊断》采用任务驱动教学法的适应性与优点

1.任务驱动教学法的含义。“任务驱动教学法”是一种建立在建构主义教学理论上的教学方法，教师将学生所要学习的新知识点隐含在一个或多个“任务”当中，通过创建真实的教学情境激发学生的学习兴趣，学生在完成“任务”的过程中掌握知识和技能。

2.采用任务驱动教学法的适应性。任务驱动教学法最根本的特点就是“以任务为主线、教师为主导、学生为主体”，这就很适合实践性较强的汽车类课程，如《汽车故障检测与诊断》课程的教学。它是一门理论与实践结合性很强、极富创造性的课程，不仅需要学生牢固掌握以往各个教学模块的知识，还要求能将知识融会贯通，通过故障现象分析原因，并逐步排除故障。

3.《汽车故障检测与诊断》采用任务驱动教学法的优点。在以前的《汽车故障检测与诊断》教学中，由于分析故障原因需要大量分散的知识点，学生可能短时间内无法想起而导致听不懂，教学效果不理想。如果改用任务驱动教学学法，每节课教师都会布置一个任务，通过某个故障现象，让学生自己分析。在分析过程中，学生可能会遇到很多问题，有的可以通过翻阅教材解决，有的可以通过学生的交流探讨解决，有的可能需要教师的点拨才能解决。不管解决过程如何复杂，学生都由过去被动接受知识转变为现在主动寻求知识。同时，学生在完成“任务”的过程中能不断获得成就感，从而增强学习的自信心，激发学习热情和兴趣。

二、任务驱动教学法在《汽车故障检测与诊断》课程中的实施

1.根据教学内容合理设计任务。任务驱动教学法首先就是任务的设计，能否结合教学内容合理设计任务决定了该教学模式的成败。以笔者讲授的《汽车故障检测与诊断》课程中机油消耗过多为例，设置如下故障现象：发动机运转时，机油消耗量超过正常值，或排气冒蓝烟，气缸内积碳增多。作为汽车检测维修专业的学生，不难知道故障可能出现的原因，但并不能准确而快速地设计诊断流程、准确辨别故障部位，可为学生设计这样的任务。

2.围绕下达任务联想相关知识。通过故障现象，可以很清楚地知道是发动机烧机油了。因此，笔者启发学生回忆学过的相关知识，分析出可能出现此种故障的主要原因：①活塞、活塞环与汽缸壁的间隙过大或活塞环与环槽的侧隙过大；②活塞环开口方向一致或错开过小；③气门与气门导管间隙过大或气门油封失效；④发动机各部件密封表面漏油；⑤曲轴箱通风不良；⑥大修后扭曲环或锥面环装反；⑦若发动机安装废气涡轮增压器，增压器轴磨损严重；⑧机油过多。

3.以学生为主、教师为辅，完成任务。对于这些可能出现的原因，笔者提出诊断故障时，尽可能遵循汽修故障诊断的4大原则：①先简后繁，先易后难；②先思后行，先熟后生；③先上后下，先外后里；④先备后用，代码优先。让学生自己合理设计故障诊断方法，绘出诊断流程图。最后给出优化的故障诊断方法，画出如下的诊断流程图，并实际操作加以验证。

教师讲解完后，指导学生通过自主研究分析，完成诊断流程图。虽然教师分析故障原因时讲得比较详细，但学生在完成诊断流程图的过程中还会提出各种问题，需要教师及时给予指导。这样既能增强学生的学习兴趣，消除学生学习中自我创新的恐惧心理，还能使学生又快又好地掌握新知识。

4.评价检查。每个学生的学习基础不一样，理解能力也有高低，接受能力也有不同，这就要求教师在检查学生绘出的故障流程图时，应对学生的学习情况作出评价和反馈。对于完成得好的学生，应该加以表扬和鼓励，这样有利于提高学生的学习积极性，树立学习的自信心。同时，对学生出现较多错误的地方应重点提出来，并解释清楚，防止学生以后犯同样的错误。让学生在良好的心理状态下不断总结，不断进步。

三、运用任务驱动教学法需要注意的问题

从实施过程中不难看出，任务驱动教学法紧紧围绕“任务”这个中心进行教学活动，因而“任务”设计是任务驱动教学法成败的关键所在。

1.“任务”设计要结合教材和学校的软硬件环境。目前，在《汽车故障检测与诊断》课程中运用任务驱动教学法的教材很多，但部分教材换汤不换药，仅将原来的章节换成现在的项目任务；还有部分教材虽然体现了任务驱动教学法，但所需器材与学校的硬件不配套。这就需要教师根据学校实际设计“任务”，否则很可能出现“任务”设计不合理，导致教学效果不好或无法进行任务驱动教学。

2.任务设计要难易适度，先易后难。在设计“任务”的时候，要充分考虑学生的特点和接受能力，充分了解学生现有的水平之后，教师才能设计好“任务”的难易程度。难易程度要适中，难度较小容易使学生产生骄傲情绪，难度较大容易使学生产生畏学心理。例如，在《汽车故障检测与诊断》课程的教学中，只要学生找出故障原因，然后按照故障诊断的基本原则进行排序和优化组合，那么基本上可以接近正确的答案，但要完全正确还需要学生吃透故障原因和故障部位。

3.任务设计要前后衔接，体现课程的递进性和完整性。由于任务驱动教学法中的项目任务并非按传统教材安排教学内容，相对原来教材中的章节来说会缺乏系统性、递进性和完整性，但各个任务之间还是有一定的联系。如果教师在设计任务的时候不加以注意，很可能造成各个任务很独立，让学生感觉到头脑发懵。例如，《汽车故障检测与诊断》课程中的发动机故障诊断就有很多种任务，如果从发动机的结构顺序来设计，就会出现很多针对零部件的小任务，并且各个任务之间很可能相对独立。如果从发动机工作原理来设计任务，就可以通过气路、油路、电路、水路等系统性的任务，让学生了解各个任务之间相互作用的关系，更有利于学生完整地掌握知识。

在《汽车故障检测与诊断》的课程教学中，根据教学内容的需要，采用任务驱动教学法授课，不仅能改变学生的学习方法，还可激发学生的学习兴趣，提升综合应用能力。

参考文献：

[1]辛岚.职业教育中CAD教学改革研究[J].职业教育研究，2006，（7）.

第4篇：故障检测与诊断范文

关键词：输电设备；发展；实时监测系统；故障诊断；专家系统

随着输电系统朝着高电压、大容量的方向发展，保证输电设备安全工作越来越重要，停电事故给国民经济和人民生活带来的影响和损失越来越大。统计表明，输电设备工作中70%左右的问题是由绝缘故障造成的，因此确保输电设备在其制造和工作过程中严格检测，进行交接试验和预防性试验，才能及时掌握输电设别绝缘状况，确保输电设备的正常工作。

一、输电设备实时监测及发展

国际上在早期都是采用事后维修，后来演变为定期维修，即按事先制订的检修周期进行停机检测，因而也称“时间基准维修”。它虽然对提高设备可靠性起了一定作用，但由于未考虑设备的具体情况，而且制定的周期往往比较保守，以致出现了过多不必要的停机维修，甚至因拆卸、组装等过多而出现过早损坏。

20世纪50年代，美国出现了以状态为基准的维修方式，各国相继效仿。由于大多数故障事前都有先兆，这就要求需要发展一种连续或定时的检测技术，实时监测技术应运而生。

二、实时监测系统

输电设备实时监测技术是一种利用工作电压来对高压设备绝缘情况进行试验的方法，可达到提高试验的真实性和灵敏性，及时发现绝缘缺陷。采用实时监测的方法可以根据设备的好坏选择不同的检测周期，并且可以积累大量数据，通过当前数据与前期数据比较分析，即可以有效预测故障特征。这种输电设备的实时监测系统主要由传感器系统、信号采集系统、分析诊断系统这三部分组成。

1、 传感器系统

传感器系统主要是用来感知所需要的电器参数或非电器参数，能够完成检测任务，它的输出参数与被测参数有一种内在的定量关系，且具有一定的精度，被测量包括物理量、光、电气、化学量、生物量等。目前常用的传感器有电磁传感器、力学传感器、声参数传感器、热参数传感器、化学量传感器。

2、 数据采集系统

信号采集系统的功能是采用来自传感器的各种信号，并将其送往数据处理和诊断系统对监测到的数据进行分析、处理，使其由模拟量转变为数字量进行传输。此外，为了提高监测系统的监测灵敏性，还需要采取一些抗干扰措施以提高信号的信噪比。通常采用放大器对信号进行处理，提高有用信号的成分，并对噪声信号进行抑制。

3、 信号传送与电磁干扰抑制

实时监测系统的信号不仅包括从传感器传来的待测信号，而且还有来自微机的控制信号。这些信号需要在各个系统间、单元间、甚至部件间进行传递，通常信号传送的方式有串行传输方法，并行传输方法和光电光纤传输方法。此外，针对传输信号中干扰信号的来源不同，可分别对内部干扰和外部干扰加以抑制。对于内部干扰，可以通过保证一点接地、隔离、以及尽可能拉开各个通道之间的距离，特别要避免通过高阻连接等方法解决，对于系统外部产生的干扰，应根据进入的途径采取不同的措施。干扰通常分为共模干扰和差模干扰，对于两根电源线对地之间的干扰，其电位相等、相位相同。对于差模干扰，是两根电源线之间形成的干扰。其干扰电流在两根线上是异向的环流，我们应该根据实际情况选择不同的应对措施。

4、 分级集成系统和远程监控系统

输电设备的实时监测系统中存在着计算机的分级管理，它的上位C是微型计算机，下位机是单片机。下位机负责数据的采集和存取，上位机进行数据的处理和诊断。在一个变电站里需要检测的设备很多，这就需要对整个变电站的主要电气设备进行全面的检测和诊断，形成全变电站的实时监测系统。各类设备的数据采集和存储仍由各自监测系统的单片机担负。各单片机分散在现场各自被测设备的附近，并由微机来集中管理和控制各个监测系统，进行数据处理和诊断。

三、故障诊断方法

1、依据规则诊断

工程诊断问题的关键在于要找到特征、状态、诊断规则这三者之间的关系，从而可根据诊断规则由特征函数推断出设备的状态。根据诊断规则的不同，可以将诊断分为三种类型：逻辑诊断、模糊诊断、统计诊断。

2、依据样板诊断

设备诊断过程通常从测试开始，测出能表征设备状态的信号，这些信号被称为初始模式，然后检验出其中的干扰信号，提取特征，形成待检模式；最后将待检模式与样板模式对比，确定故障类型。根据这个过程中所用的样板模式的不同，可将诊断分为以下几类：

a、 阈值诊断：对设备进行测试，按照所得特征量是否超过规定阈值来判断设备状态。该方法比较简单，容易推行，但也存在判断不够全面，容易发生误报等缺点。

b、 时阈波形诊断：对设备进行监测，将测得的某种物理量随时间变化的曲线与样条板对照来判断设备状态。

c、 频率特性诊断：对设备监测之后，将测得的某种物理量的频谱特性与样板特性进行对照，进而判断设备状态。

d、 指纹诊断：对设备进行监测之后，将测得的数据进行处理，将得到的特殊图形与样条板进行对比，进而判断设备状态。

3、应用专家系统进行诊断

从本质上讲，专家系统是一类包含着知识和推理的智能计算机程序。但是这种“智能程序”与传统的计算机“应用程序”已有本质区别。专家系统已经从传统的“数据结构+算法=程序”的应用程序模式变成了“知识+推理=系统”的模式。

通常，一个以规则为基础、以问题为求解中心的系统主要包括五个组成部分：知识库、推理机、综合数据库、解释接口或人机界面和知识获取。按照不同的方法分为不同的类别。可从应用领域分为化学专家系统、医疗专家系统、气象专家系统、地质专家系统等系统；按照知识表示技术可分为基于规则的专家系统、基于框架的专家系统、基于语义网络的专家系统等；

诊断专家系统已经在不少领域显示出强大的工作能力，许多场合已经远远超过人类专家的工作能力。并且随着计算机技术的发展，它也在不断发展和完善。但依然存在知识获取较困难，诊断处理不完全匹配问题的能力还不强等限制。这依然是人类努力打破的枷锁，目前人工神经网络以其模拟人脑的能力备受关注，基于神经网络系统的诊断专家系统也许会很好的解决上述缺陷问题。

参考文献：

第5篇：故障检测与诊断范文

[关键词]电气设备监测与故障诊断；基本原则；故障诊断

中图分类号：TM764 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）20-0358-01

1、引言

随着人类的发展和科学的进步，能源科学不断的受到关注，带来的更新换代，电力系统也迅猛发展。特高压、超高压输、变电技术的发展，电网容量提高，覆盖面积的增加都是涌现的新科技成果，当然科技的提高，必须有硬件设施作为前提，电力系统的安全和稳定性就越来越多的受到人们的关注，故障的诊断是人们努力攻克的一面，在线监测，能够对初期故障进行解决，减少不必要的经济损失，及早解决安全隐患更是人们不断追求的技术关键。

2、电气设备状态监测与故障诊断技术的含义

电气设备故障是由于设备的某些劣化积累到一定程度后所产生的。特别是大多为有机材料制成的电气设备绝缘介质，在外界因素作用下容易发生老化。组成电力系统的基本元件是电气设备，局部或广大范围的停电会因它的失效而产生，必将导致巨大的经济损失，并造成不良的社会影响。

为了特殊的目的而进行的注视、观察与校核即为监测。设备的状态监测就是通过使用各种传感器，运用各种测量手段，来检测一些物理、化学量，他们能够反映设备的运行状态，监测是为了使我们能够知道设备是在正常运行，还是出现了某些的异常。设备的“故障诊断”是指根据状态监测，设备故障的严重程度及类型、部位都需要专家用所得到的各测量值、运算处理结果所提供的信息后结合掌握的有关设备的知识和经验进行推理判断，并根据此判断提出维修处理设备的建议。简单的说就是特征量收集后的分析判断过程是故障诊断，状态监测是特征量的收集过程。

3、电气设备状态监测的基本原则

（1）电气设备的维护需要统筹考虑

由于电气设备的特殊性，无论是全面的预防性试验还是拆装性检修，一般都要求设备退出运行。所以，在设备的监测维护过程中要考虑各种设备间的相互关联和影响，统筹安排电气设备的检修工作，将检修的周期和项目上升到管理策略的层面，尽可能的保证设备的可用性，减少电气系统的停电时间。

（2）采用综合的设备状态信息获取方法

反映设备的状态信息应来自于，在线监测获取信息，各项试验获取信息，设备家族缺陷事故记录信息，不良运行工况记录信息。这是一个综合的信息来源，各项信息依其对设备状态的准确反映以权重反映，信息也应考虑折旧，越新的设备折旧越小。

（3） 建立数字化管理体系

状态检修主要包括设备信息获取、综合诊断、检修管理。建立数字化管理体系才能引入智能综合诊断和检修管理系统，才能适于未来发展的需要，前述的量化的设备状态评价体系就是为建立数字化管理体系奠定基础，实际上，建立数字化管理体系就是建立数字化综合诊断，数字化检修管理系统。

4、电力设备状态监测与故障诊断技术

（1）故障机理研究

我们之所以研究故障机理是因为为了了解故障的形成和发展过程中的原理，能够熟悉故障的本质和特征。我们只有充分了了被诊断对象的工作原理和易损件的失效机理，才能保证电力设备状态故障诊断技术安全高效地运行，故障机理研究的方法必须有相关的基础学科做铺垫，我们还需要对故障机理进行分析，需要做大量的实验来观察，保证诊断技术的可靠性。

（2）状态监测与故障诊断技术的发展

随着电力系统的不断发展，电力设备的状态监测与故障诊断技术也再发展，人工智能技术就是其中一种。人工智能技术是一种方法，是对信息进行吸收和处理，从简单数值的计算发展到模拟人脑不能准确辨认和思考。随着现代计算机的迅猛发展，也带动了智能技术的发展，形成一整套相关的智能计算方法，并在很多领域得到了应用，这些方法主要有模糊方法、时序分析法以及遗传算法等等，结合原有的专家系统、神经网络、自学习等等技术进而相互之间进行补充，不断完善，从而在很多的领域做出相应的贡献。

（3）电力设备在线监测

传统的电力设备的定期预防性试验对于故障的检测具有一定的作用，但是也存在着明显的不足。第一，在进行停电试验时，由于试验时的电压与设备正常工作时的电压存在一定的差距，从而使得设备可能存在的缺陷无法被及时的查找出来；第二，定期预防性试验所需要的试验周期较长，对于那些急需要实用的设备而言，无法满足生产的需要。因此对于这些离线的预防性试验而言，在线的监测就显得方便快捷。在线监测通过对设备相关的状态信号进行监测，从而达到对设备的故障缺陷监控的目的。设备的各项状态信号是反应设备故障的重要依据和载体，通常这一过程包括：信号测取、中间转换、数据采集三个过程。这一技术在电力设备的日常检修中应用时间较短，有的系统还存在一定的问题，但总的系统设计通常包括：传感器、数据采集装置以及计算机等设备。

5、电气设备故障诊断

（1）电力系统、设备出现故障的种类

基于电力系统及相关设备运行故障发展中的差别，通常将电力系统中的故障分成瞬变故障型与缓变型故障两类。其中，瞬变型故障如相间短路，在电力系统运行故障诊断过程中，发展相对比较快。一般而言，继电保护设备应当在10ms～20ms范围内将这些故障问题处理好，为能够有效地避免造成巨大损失，在瞬变故障发生的时候，应当努力做好电力系统故障保护，以免事故及问题进一步扩大化，该种类型故障并非诊断与监测过程中存在的问题；对于缓变型故障而言，它主要是从电力系统、电力设备运行过程中发现故障问题征兆，并一直发展至系统故障灾害的发生，由此可见，它实际上就是一种进程相对比较缓慢的故障类型。当发现系统故障征兆时，应当对系统故障问题进行准确定位，并对故障程度及发展进程进行实时监测，并在此基础上及时采取有效的应对策略，以免系统故障进一步恶化或向不利的方向发展。缓变型故障问题是可状态监测和故障诊断的重要对象。绝缘故障，电力设备、系统的主要故障，很多故障问题均与绝缘有着密切的关系；绝缘故障问题及电力设备中的绝缘环境、结构以及分布状况有着密切的关系。对电力设备及电力系统绝缘故障问题进行定位和诊断绝缘损坏情况时，存在着很大的困难。

（2）故障监测特征信号的选取

一种故障，由很多故障的特征量反映出来，而一个故障的特征量，又可能产生于多种故障的状态，故障的特征量选取以及提取，是故障诊断的难点问题。识别运行的电力设备故障的状态以及正常状态的时候，通常因为特征量的选取不恰当出现误诊或者漏诊，误诊的主要原因，是正常状态及故障状态特征参量，存在着交叠的区域，就是故障的特征量存在模糊性。因此，需要选取有着代表性和有效性的故障特征参量。

（3）故障诊断的分析技术以及信息技术

故障诊断的分析，是分析致使电力设备、系统发生故障下的物理过程以及化学过程、故障因果关系。步骤为：对大量复杂的设备、系统状态特征量进行归纳、整理和降维简化，然后用识别技术进行识别故障的特征参数，最后对故障的性质、程度、类别、部位以及原因进行判定。

6、结束语

电气设备系统是一个复杂的、牵涉面广的综合性系统，电气设备的安全稳定直接关系到整个电力系统的有序运行。同时，电气设备的运行状态评估和预测以及电气设备的故障诊断十分复杂。因此，运用综合性的技术手段，掌握电力设备运行状态，预测设备故障发生、发展情况，并采用人工智能信息处理技术进行故障诊断，对提高我国电力设备的安全稳定性，保证电力系统高效有序运行都具有十分重要的意义。

参考文献

[1] 薛善成，朱杰.电力系统的状态监测与故障诊断技术探讨[J].现代经济信息，2009，（21）.

第6篇：故障检测与诊断范文

1.1 离合器分离不彻底的故障现象

汽车发动机在正常运转时，踏下离合器，挂挡时有齿轮撞击声，且难以挂上挡：如果勉强挂上挡，则在离合器踏板尚未完全放松时发动机熄火。

1.2 离合器分离不彻底的检查方法

当出现挂挡困难时，如果在熄火状态下可轻松挂挡也说明离合器分离不彻底；另一方面拉起制动手柄，空挡时，踩下离合器踏板，在飞轮壳下面孔内试着推动离合器片。如果能推动，说明离合器分离是彻底的，如果不能推动，就说明说明离合器分离不彻底。

1.3 离合器分离不彻底的原因

1.3.1 操纵机构故障

①拉线长度不合适以及离合器踏板的自由行程过大；②液压操纵式离合器油泵内混入空气；③拨叉的支点磨损；④液压系统有漏油状况；⑤离合器分离轴承磨损。

1.3.2 离合器自身故障

①离合器从动盘摆动；②离合器摩擦片损伤；③离合器从动盘及从动轴配合花键磨损；④膜片弹簧式离合器弹簧尖端部位磨损；⑤飞轮歪斜；⑥支承轴出现磨损、损坏；⑦从动盘正反面装配不对，从动盘在装配时，有减振盘的减振盘面应朝向压盘。如果装反会造成离合器分离不彻底；⑧液压离合器液压系统漏油；⑨新换摩擦片太后。

2 离合器打滑

2.1 离合器打滑的故障现象

汽车起步困难，踏油门，汽车增速不明显，有时发动机还会发出轰空油声音。起步时离合器踏板接近完全放松汽车方能起步；汽车加速爬坡时车速不能随发动机转速的提高而相应增大。汽车燃料消耗量明显比平时增加，可感到汽车行驶无力，动力比以往有所下降。

2.2 离合器打滑的检查方法

拉紧驻车制动，挂上低速挡，慢慢放松离合器踏板并逐渐减小节气门开度，发动机仍继续运转不熄火，说明离合器打滑。或者定住车轮，手刹到底，使汽车完全制动。摘下离合器，挂上一档，慢慢加大油门，同时慢慢地挂上离合器。此时，如果发动机停止运转，则可判定离合器不打滑；反之，则判定离合器打滑。如果汽车离合器打滑不太严重时，完全可利用发动机转速表，对照发动机的转速显示状况，就能够判断是否打滑。其方法是：在行驶中，把变速器操纵杆低速档位上进行加速，车速上升后，摘下离合器，升档，挂入中速档，在离合器刚接合的时候，再猛踏油门，发动机转速表指针突然振摆一下，而发动机转速表指示并没有下降，而是慢慢地上升，但事实上没有感觉得到汽车加速，那我们就可以判定离合器处在打滑状态。如果在坡路上进行试验，就更能明显地感觉出离合器是否打滑了。

2.3 离合器打滑的故障原因

（1）离合器踏板自由行程太小或没有自由行程；

（2）离合器从动盘摩擦片磨损过薄、硬化、有油污、有腐蚀、铆钉松动；

（3）离合器压盘过薄或压盘飞轮变形；

（4）离合器压盘弹簧过软，折断，分离轴承常压在分离杠杆上，使压盘处于半分离状态；

（5）离合器与飞轮连接螺栓过松；

（6）离合器分离杠杆调整过高；

（7）液压分离装置卡滞。

3 离合器不平稳

3.1 离合器不平稳的故障现象

当离合器处于半离合状态下，汽车起步时出现振动并伴随一阵阵急速加速的窜车现象。

3.2 离合器不平稳的检查方法

分离离合器的同时，把变速杆挂上最低档，在慢慢接合离合器的时候，如果汽车出现窜动式起步，然后把汽车装载放在坡路上起步， ，如果离合器不平稳，可以清楚地感觉到汽车的窜动。

3.3 离合器不平稳的故障原因

（1）摩擦片不干净表面沾油；

（2）从动盘的减震弹簧失去弹性以及从动盘摆动大；

（3）离合器摩擦片松动；

（4）离合器弹簧或者膜片弹簧失去弹性或损坏；

（5）压盘或者飞轮主动盘损坏；

（6）发动机悬置支撑松动；

（7）分离杠杆位置调整不正常。

4 离合器异响

4.1 离合器异响的故障现象

发动机运转，踩下离合器踏板，使离合器分离时，离合器部位发出不正常响声；汽车行驶中，放松离合器踏板，使离合器接合时，离合器有不正常响声。

4.2 离合器异响的检查方法

（1）当发动机空挡正常运转，慢慢踏下或放松离合器踏板时，离合器发出连续或间断的荡荡声。

（2）当车辆起步时，松开离合器踏板时发出响声。

4.3 离合器异响的故障原因

（1）踏板回位弹簧失去正常弹性和脱落或折断，分离轴刮碰分离杠杆；

（2）分离轴承回位弹簧弹性是否正常；

（3）分离杠杆与分离轴承之间间隙是否符合规定；

（4）轴承损坏或轴承严重松旷、轴承滚珠破碎、卡死不能转动；

（5）中间压盘销孔与传动销磨损松旷在传动销上晃动撞击所致；

（6）车辆起步，刚放松离合器踏板时发出响声；

（7）异物刮碰压盘或飞轮所致；

（8）传动卡滞，使压盘突然压向从动盘造成闯车；

（9）从动盘变形或磨擦衬片不干净沾有油污，造成离合器不能正常断开而引起冲撞。

5 离合器踏板沉重

5.1 离合器踏板沉重的故障现象

脚踏离合器踏板沉重， 踩动离合器踏板的力超过250N驾驶员操作十分困难相对于同样其它车辆离合器踏板力有明显差异。

5.2 离合器踏板沉重的检查方法

（1）检查踏板是否过高，空行程是否合适；

（2）不良的，及时对各轴与孔的配合处加强；

（3）检查离合器盘总成、盖总成、飞轮是否磨损过量；

（4）对装有气压助力或油气助力操纵的离合器若踏板沉重，应检查助力缸的管路是否漏气，助力缸活塞密封圈是否磨损，排气阀密封是否严密等。

5.3 离合器踏板沉重的故障原因

（1）飞轮工作面、压盘工作面磨损严重；

（2）分离轴承过量磨损，离合器操纵机构不良，轴与孔的配合处转动不自如；

（3）分离总泵总成：调整不当，踏板过高，且无空行程；

（4）从动盘总成：摩擦片磨损量大，离合器从动盘花键槽与变速器第一轴花键过脏；

第7篇：故障检测与诊断范文

关键词：汽轮机；故障诊断；发电机组

通常的诊断技术有两种，振动分析和，油液分析。汽轮机发电机组是电力生产的重要设备，由于设备结构的复杂性和运行环境的特殊性导致汽轮机的故障经常出现，要对汽轮机设备进行诊断处理，了解设备的运行情况，查看隐患，故障导致的原因，提出维修的方案。信息技术和计算机技术的发展有效地提升了汽轮机故障诊断技术的能力。汽轮机转子的震动，使零件磨损严重，转子运行中的腐蚀、磨损和疲劳等，转子的不平衡，不对中，油膜涡动，油膜震荡，松动，动静破摩。

1振动分析法

仪表报警时，对故障数据进行分析，要诊断出设备故障原因，对振动参数分析竟然无法解决问题，对热力参数监测出现排气温度下降的现象。对振动信号进行分析处理可以采用，非线性、非平稳性，对传感器的检测主要在硬件冗余、解析冗余和混合冗余方面。并采用神经网络技术诊断汽轮机的系统性能，提高传感器的信号可靠性。信号容易受到干扰，如振动干扰，电气干扰，分析传感器信号振动的频域特征，振动故障的发生会引起信号结构频率的变动，所以状态参数有时稳定，有时不稳定。而且非振动信号的参数也有可诊断的依据，如汽轮机发电机组的运行温度、压力、真空度、电流等。信号的变化和处理需要在幅值、时间、频率等域进行。常用的技术有非线性补偿技术、信号预处理技术。

2故障的分析

总结仪表报警的原因有两点，一点是涡流传感器是随机运行的，二是探头的安装隐患。频谱分析时故障诊断的最广泛手段。诊断技术与仿真技术的结合，建立故障的决策表，准确辨别故障，还可以应用模糊诊断和层次模型。热力学分析手段以及频域变换法都是诊断中常用的方法，对产生原因和机理做出判断，确定措施和方案。转子的不平衡也是常见的故障，不平衡引起振幅或相位的变化，径向和轴向的碰磨产生振动，具有丰富的频谱特征，可以通过频谱分析监测状态。

3检测方式

汽轮机故障的监测技术，通常采用灰色理论、概率分布干涉模型，频域的变化有谱图显示，可以采用主元分析法分析机组的实际振动状况。振动故障状况很多，不同的故障可能特征相似，因此诊断相对复杂。这种不确定性，可以采用模糊性处理和预诊断以及对比以及统计和逻辑的诊断方式。正常状态和故障之间没有明显的划分界限。确定常见故障的模式和分布，获得故障的程度信息，用模糊C均值聚类分析方法，来识别故障类型，提高诊断的准确性。根据轴心轨迹、相位和振幅来模糊的诊断，也能缩小故障范围。排除变量的相关性和冗余性。用定型观测器、定性方针来进行故障定性，对材料和性能的检测可以帮助信号的相关处理，排除干扰的信息。降低变量的维数。

4复杂故障的机理

第8篇：故障检测与诊断范文

关键词：电气设备 监测 故障 诊断

随着我国高压、超高压、大容量电网的不断发展，供电系统的稳定性和可靠性对电力设备的安全可靠运行提出了更高的要求，同时，由于电力用户对供电质量要求的不断提高，电气设备故障造成的损失和影响也越来越大。因此，采用现代化的电气设备运行状态实时监测技术，及时发现设备的异兆、对故障进行诊断分析，并采取相应措施，对保证电气设备的安全和整个供电系统的可靠稳定运行都具有十分重要的意义。

一、电气设备状态检测机理研究

1.电气设备状态监测的基本原则

（1）电气设备的维护需要统筹考虑。由于电气设备的特殊性，无论是全面的预防性试验还是拆装性检修，一般都要求设备退出运行。所以，在设备的监测维护过程中要考虑各种设备间的相互关联和影响，统筹安排电气设备的检修工作，将检修的周期和项目上升到管理策略的层面，尽可能的保证设备的可用性，减少电气系统的停电时间。

（2）采用综合的设备状态信息获取方法。反映设备的状态信息应来自于，在线监测获取信息，各项试验获取信息，设备家族缺陷事故记录信息，不良运行工况记录信息。这是一个综合的信息来源，各项信息依其对设备状态的准确反映以权重反映，信息也应考虑折旧，越新的设备折旧越小。

（3）建立数字化管理体系。状态检修主要包括设备信息获取、综合诊断、检修管理。建立数字化管理体系才能引入智能综合诊断和检修管理系统，才能适于未来发展的需要，前述的量化的设备状态评价体系就是为建立数字化管理体系奠定基础，实际上，建立数字化管理体系就是建立数字化综合诊断，数字化检修管理系统。

2.实施状态监测的基本策略

状态检修的基础是进行状态分析，在状态分析前首先要分析状态信息包含的内容。状态信息包括预防性试验、不良运行工况记录、缺陷记录、检修记录、家族质量记录、在线监测等几个方面。状态分析的目的就是基于上述状态信息包含的指标，对设备的状态做一个初步的评价，为是否检修提供依据，而设备存在缺陷的准确诊断结果需要在检修前后根据实际情况综合分析后给出。设备状态一般从状态试验数据、不良运行工况记录和家庭质量缺陷记录三个方面采用百分制综合评分的方式确定。综合评分≤30应立即安排检修，综合评分介于31～55之间应在三个月内安排检修，介于56～75之间的设备应按计划优先安排检修，介于86～100之间的可延期检修。

3.在线监测数据与状态检修的融合

对于单一设备的在线监测数据融合一般应将数据传送到电厂综合信息管理系统（MIS），通过电厂综合管理系统将在线监测数据与状态检修系统融合在一起；对于多设备、多系统的在线监测的数据融合应先建立内部设备状态监测中心，由监控中心实施对全部前端站的控制，同时由监控中心的监测工作站实施在线监测数据与状态检修的融合。

二、电气设备故障诊断方法

第9篇：故障检测与诊断范文

关键词：油液分析；主动维修；油液监测

1 引言

随着科技的发展，各项先进的生产技术应用到煤矿生产中，提升了煤矿生产的效率。在各种机械设备运行的过程中，如何保障其能够安全稳定的运行，是煤矿生产面临的重要问题。油液监测体系对于综采设备的运行可以进行有效的监测，对于潜在的安全隐患进行诊断，为煤矿的安全生产提供了有利的条件。

2 油液监测的主要技术手段

2.1 油液理化性质指标监测。机械设备在运行的过程中，油的作用非常重要，是保证机械能够正常运行的基础。油液监测技术通过对油的物理化学性能进行检测，可以了解到油的使用状态，从而判断机械设备的运行状况。在监测的过程中，主要的指标包括运动粘度、水分、酸值、闪点、凝点（或倾点）、机械杂质、抗乳化性、抗泡沫特性、抗磨性和极压性等。

2.2 油液铁谱检测。铁谱检测是目前煤矿企业中使用最为广泛的一种油液检测方法，主要应用到的设备是铁谱仪。在机械高速运转的过程中，会产生一定的磨损，通过对磨损颗粒进行监测，就可以充分的了解到机械的磨损状况，从而进行有针对性的维修。在高梯度磁场的作用下，将摩擦副中产生的颗粒从油中分离出来，按照一定的方法制成谱片，然后通过铁谱显微镜和相关软件对其进行定性和定量的分析。这种监测方法的效率比较高，所以在煤炭行业中应用的比较广泛，通常使用旋转式铁谱仪。

2.3 油液光谱检测。光谱检测技术应用的比较早，并且检测的效果较好，主要是对油中的磨损颗粒的元素种类和含量进行检测，还可以对油的污染程度以及衰变过程进行监测。在目前使用较为广泛的光谱技术为电感耦合等离子体发射光谱法。

2.4 颗粒计数。颗粒计数主要是对液压油中的固体颗粒进行统计，其中包括了在机械运转时产生的磨损颗粒。将这些颗粒以粒径为标准进行分类，然后根据规定的标准进行计数，从而可以获得颗粒的分布信息，与规范标准进行对比分析，可以了解到油液中的污染程度，从而做出相关的评价。

3 油液监测在设备故障诊断技术中的应用

任何机械设备的运转都需要油来，而机械设备出现故障大部分都是源于油的失效，虽然在设备运转的费用消耗中，油所占的比例非常微小，但是由于油的质量不合格或者是在使用的过程中性能发生改变，对于设备造成的故障率却占据了很大的比例。所以说必须对设备的在用油状况进行监测，提高油的质量，减少换油的周期，节省维修的费用，提高设备的使用寿命。所以对于油的使用状况要加强监测，及时发现问题，提早采取有效的措施预防和处理。

通过分析油性能参数的变化可以间接了解机械主要部位的工作状态，及时准确地监测设备的工作情况。就油液监测与诊断，其主要内容包括油物理化学性能指标变化、油运转参数如油压的变化、油摩擦学性能的变化。首先，油液监测是摩擦学系统监测过程，监测内容主要包括油品自身劣化、油品污染、金属磨损颗粒和摩擦学等四个方面。监测手段主要包括油品红外光谱分析、颗粒计数、油品性能指标和摩擦学性能测试分析等。由于大量机械设备的故障起因于不良，因此通过对油品自身劣化和污染进行监测，有利于及时消除设备的故障隐患，延长设备的大修周期。其次，早期油液监测以监测诊断设备的磨损故障为目的，其技术方法以铁谱技术为代表。目前油液分析技术已从早期的油样分析和磨屑逐步过渡到现代在线油液监测。现代在线油液监测技术将油和机械设备视作统一的整体，强调从摩擦学角度出发考察失效和设备故障。而通过分析油的理化指标和摩擦学性能指标可以准确预测设备发生磨损故障的发展趋势。

4 油液监测与诊断技术在煤矿的应用

作为煤矿企业，机械设备所处的工矿条件恶劣，机械设备损坏严重，影响到正常生产与安全，有必要建立完善的监测体系以提高设备完好率，减少不必要的投入。特别有时监测不到位，小事故酿成大事故，损失巨大。煤矿企业建立健全油液监测体系应做好以下三项工作。

4.1 配备品质精良、功能齐全的各类油品检查仪器设备，具备检测项目多、数量大、速度快等特点，为快速判断故障提供准确及时的数据。硬件设施除需配备发射光谱、红外光谱、铁谱、颗粒计数等磨损污染颗粒监测仪器外，还需配备黏度、闪点、水分、总酸值、总碱值、倾点、泡沫、不溶物、机械杂质等10种常规油品检测手段。软件方面：第一，建立实验室及监测数据局域网，将主要设备如采煤机、运输机、主通风机、空压机等监测数据及油品检测数据传输给机电科及主要矿领导，以便相应采取措施；第二，建立功能齐全的数据库管理系统和报告生成系统，生成各种格式的油液监测报告；第三，建立基于专家知识的计算机智能诊断系统，提高判断问题的准确性和科学性。

4.2 应当具有符合规范标准要求，保证测试结果足够准确的检测能力，考虑到经济性，以最少的检测项目达到最佳监测效果；对于具有国家标准以及ISO和ASTM等国际标准的检测方法，应严格按照标准方法进行检测，以保证监测诊断结论的科学性和合理性。

4.3 应当建立具有丰富经验积累的高素质、高水平的专家型油品监测技术队伍。通过与高等院校和科研院所合作，培养具有扎实理论基础，同时具有在油液监测和诊断实际经验的监测人员，并在解决实际问题的过程中不断发挥专业人员的技术价值。

5 案例

神东煤炭集团+补连塔煤矿转载机减速器事故

事故经过：2013年3月30日，设备管理中心油液监测人员在对补连塔矿综采工作面设备油样的例行化验中，发现煤机左摇臂行星头油样严重乳化、且存在超过80μm的滚滑复合颗粒，视场浓度超过80%，且存在红色氧化物颗粒，摩擦聚合物、严重滑动颗粒和切削颗粒。立即通知矿方机电人员对该设备进行检查。矿方机电人员检查发现左摇臂行星头漏油，而且有异响，矿方立即向设备管理中心调剂部申请更换减速器。但矿里因客观原因未能及时更换，致使事故扩大化，导致减速器Ⅰ轴损坏。

事故原因分析：在油液监测报告显示异常的情况下，因客观原因，矿方未能及时更换减速器，导致减速器Ⅰ轴损坏。

点评：油液分析能够报告和预测的反映齿轮箱内部的异常磨损和可能出现的故障。严格按照油液分析报告进行换油或采取其他措施能够有效较低设备故障率，提高生产效率，延长设备寿命。

6 结束语

在煤矿生产中，机械设备的应用可以有效的提高生产效率，促进煤矿企业的发展。为了保证生产能够安全稳定的进行，对于机械设备的运行应该加强安全监测。现阶段油液监测体系在煤矿综采设备的运行中广泛的应用，对设备的运行状况进行监测，可以及时的发现问题，提早制定出预防对策。在油液监测体系中，应该掌握科学的监测方法，利用先进的设备和技术，对设备的运行状态进行监测。通过油液监测体系的运用，可以有效的减少设备故障的发生几率，减少维修成本，提高运行效率，提高设备的安全性，延长设备的使用寿命。随着科技的不断发展，各项新技术和新设备会逐渐的用到煤矿生产中，为煤矿生产创造更大的经济效益，所以为了保证机械设备的安全运行，在监测技术方面还要不断的提升，为设备的安全稳定运行提供有利的基础，从而确保煤矿的安全生产。

参考文献

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[2]杨其明，严新平，贺石中，等.油液监测分析现场实用技术[M].北京：机械工业出版社，2006.

[3]尚慧岭，张新城，孟繁华.采掘设备液压系统污染控制研究与实践[J].煤炭科学技术，2009（11）：54-48.

[4]徐启圣.智能化多规则油液综合故障诊断理论及方法的研究[D].上海：上海交通大学，2007.