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車間降溫負壓風(fēng)機對旋軸流式主通風(fēng)機的在線監(jiān)測與故障診斷工程運
1引言
隨著傳感技術(shù)和計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，在線監(jiān)測與故障診斷這一以傳感技術(shù)和計算機技術(shù)為基礎(chǔ)的研究課題，取得了新的發(fā)展。為使這一技術(shù)成功地轉(zhuǎn)化成生產(chǎn)力，以進一步提高煤炭企業(yè)自動化、智能化水平，某公司成功地將在線監(jiān)測和故障診斷技術(shù)應(yīng)用在對旋軸流式主通風(fēng)機上，為煤炭企業(yè)全面實施信息化和提高企業(yè)管理水平創(chuàng)造了條件。
本文以某公司開發(fā)的FJC型在線監(jiān)測與故障診斷工程為例，介紹了礦井對旋軸流式主通風(fēng)機(以下簡稱主通風(fēng)機)在線監(jiān)測與故障診斷工程的設(shè)計要求、工程組成、工作過程及運行情況。
2設(shè)計要求
2.1功能要求
煤礦主通風(fēng)機是煤礦的四大主要設(shè)備之一，作為礦井主通風(fēng)，它每天24h不停地運轉(zhuǎn)，是整個礦井的“呼吸”工程。如此重要的安全生產(chǎn)關(guān)鍵設(shè)備，如果因某種故障而停機運行，將會給整個礦山的安全生產(chǎn)帶來巨大威脅，因此，要求與之配套的在線監(jiān)測與故障診斷工程可靠性要高，這樣，當(dāng)工程自身出現(xiàn)故障時也不會影響主通風(fēng)機的正常運行。
對旋軸流式主通風(fēng)機由兩個電機驅(qū)動，所以要求對兩個電機的參數(shù)應(yīng)分別采樣。
《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，礦井主通風(fēng)機必須安裝2套同等能力的主要通風(fēng)裝置，其中一套作為備用。為減少用戶對在線監(jiān)測與故障診斷工程的資金投入，要求一套工程可以在兩臺主通風(fēng)機間切換，哪臺主通風(fēng)機運行就對哪臺主通風(fēng)機進行監(jiān)測。
另外還要求該工程具有在線幫助、狀態(tài)監(jiān)測、故障診斷、機器平衡及資料查尋五大功能。工程能按時自動或手動對風(fēng)機進行在線狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷。能自動記錄主通風(fēng)機運行時的風(fēng)量、風(fēng)壓、效率、轉(zhuǎn)速、振動、電機功率、繞組溫度、軸承溫度及進出氣體溫度等參數(shù)值，并自動生成表格。有關(guān)信號的圖譜、風(fēng)壓-風(fēng)量曲線圖以及數(shù)據(jù)顯示直觀簡明。工程能在主通風(fēng)機出現(xiàn)故障前(如軸承損壞、葉片變形等)自動報警、提示檢修，并能智能判斷出故障性質(zhì)及部位。
為便于用戶使用和操作，要求軟件能在通用的Windows操作工程下運行。
2.2要求達到的技術(shù)性能指標(biāo)和參數(shù)
(1)輸入由傳感器確定，輸出4位有效數(shù)字；
(2)各通道數(shù)顯誤差不超過2%；
(3)微機屏幕允許誤顯率：1/10000；
(4)管理軟件可靠性：在長期運行狀態(tài)下不死機，具有抗干擾措施和自恢復(fù)功能；
(5)定期全特性測定，正確打印軸承溫度、繞組溫度、風(fēng)壓、風(fēng)量、效率、振動曲線，最大誤差不超過2%；
(6)電源：AC220V±5%,43～67Hz；
(7)適用溫度：-40～180℃；
(8)穩(wěn)態(tài)分析：時域波形、軸心軌跡、軸心位置、軸心進動(一、二和三階正，反進動量)、全息進行、一維頻譜和低頻細化等；
(9)暫態(tài)分析：增(減)速Bode圖、增(減)速軸心進動、增(減)速諧波分析和增(減)速過程圖等；
(10)趨勢分析：振動總量趨勢、軸心進動趨勢和諧波振動趨勢等分段，在風(fēng)機額定工作狀態(tài)下，實時監(jiān)測如下的特征量：
�、賱涌偭浚�
�、趧有盘柕臅r域波形；
③一、二和三階諧波振動分量與參考值的幅值之差；
�、茌S心軌跡；
�、葺S心進動(一、二和三階正，反進動量)；
�、奕⑦M動；
⑦一、二和三階正、反進動量與參考值之差；
⑧一、二和三階諧波振動分量的分、時、日、月趨勢；
�、嵋�、二和三階正、反進動量的分、時、日、月趨勢；
�、庹�、反進動量的瞬態(tài)突變；
諧波振動分量的瞬態(tài)突變。
根據(jù)以上特征量，可以準(zhǔn)確地了解機器的狀態(tài)，幫助工程師診斷機器中可能出現(xiàn)的下列主要故障：
①轉(zhuǎn)子不平衡；
②轉(zhuǎn)軸裂紋；
�、坜D(zhuǎn)靜碰摩；
④轉(zhuǎn)子熱彎曲；
�、萑~片掉塊；
�、拗С胁粚χ�；
�、咿D(zhuǎn)子失穩(wěn)；
�、啻竦�。
3主通風(fēng)機在線監(jiān)測與故障診斷工程的組成
FJC型在線監(jiān)測與故障診斷工程由工控機(包括軟件)、標(biāo)準(zhǔn)控制柜、引壓裝置、測振裝置、變送裝置、計算機桌及其它輔件組成。根據(jù)其功能，整個工程可分解為多個子工程，主要包括數(shù)據(jù)采集子工程、狀態(tài)監(jiān)測子工程、故障診斷子工程，每個子工程又由一系列任務(wù)模塊組成，它們協(xié)同工作，完成機組運行狀態(tài)的實時監(jiān)測與智能故障診斷。
為了克服狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷過程中多任務(wù)與實時性的矛盾以及提高工程的可靠性和擴展性，采用了層次化的工程結(jié)構(gòu)。工程分為三個層次，如圖1所示。第一層次由傳感器(加速度傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器等)、變送器(功率變送器、壓力變送器、壓差變送器等)和相應(yīng)的信號切換、調(diào)理電路組成；第二層次由遠程數(shù)據(jù)采集儀組成；第三層次由信號分析、診斷服務(wù)計算機組成，實現(xiàn)機組狀態(tài)實時監(jiān)測與智能故障診斷。
4工作過程
4.1在線監(jiān)測
(1)在線監(jiān)測分兩種模式。一種為自動監(jiān)測模式，在該模式下，本工程定時對礦井主通風(fēng)機運行狀態(tài)進行在線監(jiān)測，用于通常情況下的測試；另一種為單次監(jiān)測模式，每次調(diào)動該模式，本工程對礦井主通風(fēng)機運行狀態(tài)僅實現(xiàn)一次監(jiān)測，用于調(diào)整或維修過程中的測試。
(2)數(shù)據(jù)采集卡對4路振動信號和2路軸位脈沖信號同步進行采集，并按時間序號保存所采集的振動信號數(shù)據(jù)，以便進行故障分析，應(yīng)保存30次采集的數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)采集卡對4路軸承溫度信號進行采集；數(shù)據(jù)采集卡對流量和壓力信號同步進行采集。
(3)對每路振動信號的數(shù)據(jù)進行計算，得出振動烈度值；對每路軸位脈沖信號進行計數(shù)，計算出主通風(fēng)機每分鐘的轉(zhuǎn)速；對每路軸承溫度信號進行轉(zhuǎn)換，得出溫度值；對流量和壓力信號的數(shù)據(jù)進行計算，得出風(fēng)量、風(fēng)壓、效率值。在顯示屏上顯示振動烈度、主通風(fēng)機每分鐘的轉(zhuǎn)速、溫度、風(fēng)量、風(fēng)壓、效率值的當(dāng)前計算結(jié)果。同時，按時間順序以表格形式記錄每次計算結(jié)果；以時序圖的形式畫出振動烈度、溫度、風(fēng)量和風(fēng)壓的時序圖，并可進行查閱和分析。
(4)狀態(tài)實時監(jiān)測子工程根據(jù)計算出的振動烈度、溫度、風(fēng)量和風(fēng)壓值與所規(guī)定的閾值相比較，顯示機器運行狀態(tài)“正�！薄ⅰ熬妗�、“異常”的結(jié)論。“警告”時提醒，“異�！睍r報警。
故障診斷根據(jù)礦井主通風(fēng)機的結(jié)構(gòu)和運行特點，故障診斷子工程是以機組的在線監(jiān)測為基礎(chǔ)，根據(jù)在線監(jiān)測所獲得的振動信號、過程參數(shù)等實時數(shù)據(jù)，根據(jù)信號分析模塊的分析結(jié)果，提取反映機組運行狀態(tài)的特征數(shù)據(jù)，對發(fā)生故障的機組進行診斷。當(dāng)需要進行故障分析時，能按時間序號調(diào)出所保存的振動信號數(shù)據(jù)進行分析，畫出頻譜圖和時域圖。能在所分析的整個頻率范圍內(nèi)或指定的故障頻率范圍內(nèi)自動搜索某些峰值進行運算，得出相應(yīng)故障頻率下的特征參數(shù)值，并自動與所設(shè)定的該故障頻率下的特征參數(shù)閾值進行比較，判斷故障可能發(fā)生的部位、原因、類型、性質(zhì)，并提供維修的參考建議，在顯示屏上顯示。由于某些故障發(fā)生的復(fù)雜性，為了進一步對故障進行分析，必要時輔之以人們的經(jīng)驗。因而，頻譜圖和時域圖還具有手動搜索峰值的功能。
4.2機器平衡
當(dāng)需要進行機器平衡時，對一路軸位脈沖信號和兩路振動信號同時進行采集，對兩路振動信號進行數(shù)值濾波，提取出轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動頻率振動信號，進行相位和幅值分析，并計算出應(yīng)加平衡質(zhì)量和位置。
5運行情況
(1)主通風(fēng)機的在線監(jiān)測與故障診斷工程目前已有多套與我公司生產(chǎn)的彎掠組合正交隔爆對旋軸流式主通風(fēng)機配套運行，經(jīng)過1～2年的使用證明，該工程性能穩(wěn)定、操作簡便。
(2)該工程能使有關(guān)人員及時掌握主通風(fēng)機的運行狀態(tài)，必要時適當(dāng)調(diào)整主通風(fēng)機的運行參數(shù)，使主通風(fēng)機盡可能地運行在高效區(qū)，具有顯著的節(jié)能效果，降低了主通風(fēng)機運行成本，提高了煤炭企業(yè)的經(jīng)濟效益。
(3)企業(yè)信息化，是企業(yè)發(fā)展的必然趨勢。煤炭企業(yè)為實現(xiàn)企業(yè)信息化，就必須在主通風(fēng)機上配套在線監(jiān)測和故障診斷工程。隨著我國“以信息化帶動工業(yè)化，以工業(yè)化促進信息化”工作的不斷深入，目前在國內(nèi)選擇配套該工程的礦用主通風(fēng)機的用戶越來越多。
6結(jié)束語
(1)FJC型在線監(jiān)測與故障診斷工程可以滿足煤礦對旋軸流式主通風(fēng)機的在線監(jiān)測與故障診斷的要求，可以提高煤礦主通風(fēng)機的自動化、智能化水平，推進煤炭企業(yè)信息化的工作進程，也有利于提高煤炭企業(yè)的管理水平。
(2)因該工程的預(yù)警功能，主通風(fēng)機能及時得到必要的維護與修理，提高了主通風(fēng)機運行的可靠性，為實現(xiàn)煤礦的通風(fēng)安全提供了有力的保障。
送風(fēng)風(fēng)機故障診斷以某紡織企業(yè)空調(diào)送風(fēng)風(fēng)機進行為故障診斷試驗。風(fēng)機的型號為KV310-12，16片葉片，電機型號Y225M-2B3，功率45kw，轉(zhuǎn)速2970r/min，軸承型號SKF1316KC3，彈性銷柱聯(lián)軸器。風(fēng)機的主要故障為聯(lián)軸器彈性元件磨損造成的不對中，葉片磨損引起的不平衡，軸承油膜振蕩等故障。而其振動信號是進行故障診斷最為有效的特征參數(shù)。根據(jù)研究，風(fēng)機的不平衡故障振動頻率表現(xiàn)為轉(zhuǎn)動頻率的基頻，不對中故障的頻率表現(xiàn)為轉(zhuǎn)動頻率的倍頻，而軸承的油膜振蕩則表現(xiàn)為較高頻率的振動。因此，通過對風(fēng)機振動信號特點的分析，可以識別風(fēng)機的故障狀態(tài)及類型。然而，風(fēng)機振動工程存在非線性，各種振動激勵與傳輸之間互相影響重疊，要把這些不同的振動信號分開是非常困難的。一般的波譜分析很難湊效。而人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法具有的非線性映射能力、學(xué)習(xí)記憶能力、自適應(yīng)能力是很好的解決方法。
測量風(fēng)機內(nèi)側(cè)軸承處垂直方向上的振動加速度信號，以振動信號頻譜中的（0-1.0）f，（1.1-3.0）f，（3.1-）f頻率段上的譜峰能量值作為故障特征向量（分別記為x1，x2，x3，f為風(fēng)機的轉(zhuǎn)動頻率），診斷風(fēng)機常見的不平衡、不對中、軸承故障（分別記為y1、y2、y3）。建立RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)的輸入層節(jié)點為3，分別對應(yīng)3個故障特征參數(shù)，輸出層節(jié)點為3，分別對應(yīng)3種故障類型，隱含層節(jié)點數(shù)由訓(xùn)練樣本，根據(jù)RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法確定。為了提高處理的速度和精確性，需對所有樣本數(shù)據(jù)資料進行歸一化處理，即：xij=xij-xjminxjmax-xjminxij為第i個樣本的第j個特征分量，ximin、xjmax分別為第j個特征分量的最小和最大值。
共選取20組樣本數(shù)據(jù)，以12組作為訓(xùn)練樣本（如，數(shù)據(jù)經(jīng)過歸一化），其中正常狀態(tài)、不平衡、不對中、軸承油膜振蕩各3組，其余8組為測試樣本，其中正常狀態(tài)、不平衡、不對中、軸承油膜振蕩各2組。在PⅢ866、256MRAM計算機上，利用Matlab6.5編程，根據(jù)上述方法對訓(xùn)練樣本進行訓(xùn)練，將測試樣本輸入檢驗，結(jié)果如，診斷結(jié)果與實際情況完全一致。說明本文方法對空調(diào)1送風(fēng)風(fēng)機幾種故障狀態(tài)全部正確識別。
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練比較結(jié)論（1）RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有從非線性可分的模式空間映射性狀態(tài)空間可分的特性，調(diào)整參數(shù)少，收斂速度快，網(wǎng)絡(luò)的適用性強，具有較強的分類能力，并避免了局部極值問題。（2）減聚法是一種行之有效的算法，用它來確定RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)，能使神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)找到較為合適的參數(shù)值，使網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)得以優(yōu)化，提高學(xué)習(xí)訓(xùn)練速度。
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本文以某公司開發(fā)的FJC型在線監(jiān)測與故障診斷工程為例，介紹了礦井對旋軸流式主通風(fēng)機(以下簡稱主通風(fēng)機)在線監(jiān)測與故障診斷工程的設(shè)計要求、工程組成、工作過程及運行情況。
2設(shè)計要求
2.1功能要求
煤礦主通風(fēng)機是煤礦的四大主要設(shè)備之一，作為礦井主通風(fēng)，它每天24h不停地運轉(zhuǎn)，是整個礦井的“呼吸”工程。如此重要的安全生產(chǎn)關(guān)鍵設(shè)備，如果因某種故障而停機運行，將會給整個礦山的安全生產(chǎn)帶來巨大威脅，因此，要求與之配套的在線監(jiān)測與故障診斷工程可靠性要高，這樣，當(dāng)工程自身出現(xiàn)故障時也不會影響主通風(fēng)機的正常運行。
對旋軸流式主通風(fēng)機由兩個電機驅(qū)動，所以要求對兩個電機的參數(shù)應(yīng)分別采樣。
《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，礦井主通風(fēng)機必須安裝2套同等能力的主要通風(fēng)裝置，其中一套作為備用。為減少用戶對在線監(jiān)測與故障診斷工程的資金投入，要求一套工程可以在兩臺主通風(fēng)機間切換，哪臺主通風(fēng)機運行就對哪臺主通風(fēng)機進行監(jiān)測。
另外還要求該工程具有在線幫助、狀態(tài)監(jiān)測、故障診斷、機器平衡及資料查尋五大功能。工程能按時自動或手動對風(fēng)機進行在線狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷。能自動記錄主通風(fēng)機運行時的風(fēng)量、風(fēng)壓、效率、轉(zhuǎn)速、振動、電機功率、繞組溫度、軸承溫度及進出氣體溫度等參數(shù)值，并自動生成表格。有關(guān)信號的圖譜、風(fēng)壓-風(fēng)量曲線圖以及數(shù)據(jù)顯示直觀簡明。工程能在主通風(fēng)機出現(xiàn)故障前(如軸承損壞、葉片變形等)自動報警、提示檢修，并能智能判斷出故障性質(zhì)及部位。
為便于用戶使用和操作，要求軟件能在通用的Windows操作工程下運行。
2.2要求達到的技術(shù)性能指標(biāo)和參數(shù)
(1)輸入由傳感器確定，輸出4位有效數(shù)字；
(2)各通道數(shù)顯誤差不超過2%；
(3)微機屏幕允許誤顯率：1/10000；
(4)管理軟件可靠性：在長期運行狀態(tài)下不死機，具有抗干擾措施和自恢復(fù)功能；
(5)定期全特性測定，正確打印軸承溫度、繞組溫度、風(fēng)壓、風(fēng)量、效率、振動曲線，最大誤差不超過2%；
(6)電源：AC220V±5%,43～67Hz；
(7)適用溫度：-40～180℃；
(8)穩(wěn)態(tài)分析：時域波形、軸心軌跡、軸心位置、軸心進動(一、二和三階正，反進動量)、全息進行、一維頻譜和低頻細化等；
(9)暫態(tài)分析：增(減)速Bode圖、增(減)速軸心進動、增(減)速諧波分析和增(減)速過程圖等；
(10)趨勢分析：振動總量趨勢、軸心進動趨勢和諧波振動趨勢等分段，在風(fēng)機額定工作狀態(tài)下，實時監(jiān)測如下的特征量：
�、賱涌偭浚�
�、趧有盘柕臅r域波形；
③一、二和三階諧波振動分量與參考值的幅值之差；
�、茌S心軌跡；
�、葺S心進動(一、二和三階正，反進動量)；
�、奕⑦M動；
⑦一、二和三階正、反進動量與參考值之差；
⑧一、二和三階諧波振動分量的分、時、日、月趨勢；
�、嵋�、二和三階正、反進動量的分、時、日、月趨勢；
�、庹�、反進動量的瞬態(tài)突變；
諧波振動分量的瞬態(tài)突變。
根據(jù)以上特征量，可以準(zhǔn)確地了解機器的狀態(tài)，幫助工程師診斷機器中可能出現(xiàn)的下列主要故障：
①轉(zhuǎn)子不平衡；
②轉(zhuǎn)軸裂紋；
�、坜D(zhuǎn)靜碰摩；
④轉(zhuǎn)子熱彎曲；
�、萑~片掉塊；
�、拗С胁粚χ�；
�、咿D(zhuǎn)子失穩(wěn)；
�、啻竦�。
3主通風(fēng)機在線監(jiān)測與故障診斷工程的組成
FJC型在線監(jiān)測與故障診斷工程由工控機(包括軟件)、標(biāo)準(zhǔn)控制柜、引壓裝置、測振裝置、變送裝置、計算機桌及其它輔件組成。根據(jù)其功能，整個工程可分解為多個子工程，主要包括數(shù)據(jù)采集子工程、狀態(tài)監(jiān)測子工程、故障診斷子工程，每個子工程又由一系列任務(wù)模塊組成，它們協(xié)同工作，完成機組運行狀態(tài)的實時監(jiān)測與智能故障診斷。
為了克服狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷過程中多任務(wù)與實時性的矛盾以及提高工程的可靠性和擴展性，采用了層次化的工程結(jié)構(gòu)。工程分為三個層次，如圖1所示。第一層次由傳感器(加速度傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器等)、變送器(功率變送器、壓力變送器、壓差變送器等)和相應(yīng)的信號切換、調(diào)理電路組成；第二層次由遠程數(shù)據(jù)采集儀組成；第三層次由信號分析、診斷服務(wù)計算機組成，實現(xiàn)機組狀態(tài)實時監(jiān)測與智能故障診斷。
4工作過程
4.1在線監(jiān)測
(1)在線監(jiān)測分兩種模式。一種為自動監(jiān)測模式，在該模式下，本工程定時對礦井主通風(fēng)機運行狀態(tài)進行在線監(jiān)測，用于通常情況下的測試；另一種為單次監(jiān)測模式，每次調(diào)動該模式，本工程對礦井主通風(fēng)機運行狀態(tài)僅實現(xiàn)一次監(jiān)測，用于調(diào)整或維修過程中的測試。
(2)數(shù)據(jù)采集卡對4路振動信號和2路軸位脈沖信號同步進行采集，并按時間序號保存所采集的振動信號數(shù)據(jù)，以便進行故障分析，應(yīng)保存30次采集的數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)采集卡對4路軸承溫度信號進行采集；數(shù)據(jù)采集卡對流量和壓力信號同步進行采集。
(3)對每路振動信號的數(shù)據(jù)進行計算，得出振動烈度值；對每路軸位脈沖信號進行計數(shù)，計算出主通風(fēng)機每分鐘的轉(zhuǎn)速；對每路軸承溫度信號進行轉(zhuǎn)換，得出溫度值；對流量和壓力信號的數(shù)據(jù)進行計算，得出風(fēng)量、風(fēng)壓、效率值。在顯示屏上顯示振動烈度、主通風(fēng)機每分鐘的轉(zhuǎn)速、溫度、風(fēng)量、風(fēng)壓、效率值的當(dāng)前計算結(jié)果。同時，按時間順序以表格形式記錄每次計算結(jié)果；以時序圖的形式畫出振動烈度、溫度、風(fēng)量和風(fēng)壓的時序圖，并可進行查閱和分析。
(4)狀態(tài)實時監(jiān)測子工程根據(jù)計算出的振動烈度、溫度、風(fēng)量和風(fēng)壓值與所規(guī)定的閾值相比較，顯示機器運行狀態(tài)“正�！薄ⅰ熬妗�、“異常”的結(jié)論。“警告”時提醒，“異�！睍r報警。
故障診斷根據(jù)礦井主通風(fēng)機的結(jié)構(gòu)和運行特點，故障診斷子工程是以機組的在線監(jiān)測為基礎(chǔ)，根據(jù)在線監(jiān)測所獲得的振動信號、過程參數(shù)等實時數(shù)據(jù)，根據(jù)信號分析模塊的分析結(jié)果，提取反映機組運行狀態(tài)的特征數(shù)據(jù)，對發(fā)生故障的機組進行診斷。當(dāng)需要進行故障分析時，能按時間序號調(diào)出所保存的振動信號數(shù)據(jù)進行分析，畫出頻譜圖和時域圖。能在所分析的整個頻率范圍內(nèi)或指定的故障頻率范圍內(nèi)自動搜索某些峰值進行運算，得出相應(yīng)故障頻率下的特征參數(shù)值，并自動與所設(shè)定的該故障頻率下的特征參數(shù)閾值進行比較，判斷故障可能發(fā)生的部位、原因、類型、性質(zhì)，并提供維修的參考建議，在顯示屏上顯示。由于某些故障發(fā)生的復(fù)雜性，為了進一步對故障進行分析，必要時輔之以人們的經(jīng)驗。因而，頻譜圖和時域圖還具有手動搜索峰值的功能。
4.2機器平衡
當(dāng)需要進行機器平衡時，對一路軸位脈沖信號和兩路振動信號同時進行采集，對兩路振動信號進行數(shù)值濾波，提取出轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動頻率振動信號，進行相位和幅值分析，并計算出應(yīng)加平衡質(zhì)量和位置。
5運行情況
(1)主通風(fēng)機的在線監(jiān)測與故障診斷工程目前已有多套與我公司生產(chǎn)的彎掠組合正交隔爆對旋軸流式主通風(fēng)機配套運行，經(jīng)過1～2年的使用證明，該工程性能穩(wěn)定、操作簡便。
(2)該工程能使有關(guān)人員及時掌握主通風(fēng)機的運行狀態(tài)，必要時適當(dāng)調(diào)整主通風(fēng)機的運行參數(shù)，使主通風(fēng)機盡可能地運行在高效區(qū)，具有顯著的節(jié)能效果，降低了主通風(fēng)機運行成本，提高了煤炭企業(yè)的經(jīng)濟效益。
(3)企業(yè)信息化，是企業(yè)發(fā)展的必然趨勢。煤炭企業(yè)為實現(xiàn)企業(yè)信息化，就必須在主通風(fēng)機上配套在線監(jiān)測和故障診斷工程。隨著我國“以信息化帶動工業(yè)化，以工業(yè)化促進信息化”工作的不斷深入，目前在國內(nèi)選擇配套該工程的礦用主通風(fēng)機的用戶越來越多。
6結(jié)束語
(1)FJC型在線監(jiān)測與故障診斷工程可以滿足煤礦對旋軸流式主通風(fēng)機的在線監(jiān)測與故障診斷的要求，可以提高煤礦主通風(fēng)機的自動化、智能化水平，推進煤炭企業(yè)信息化的工作進程，也有利于提高煤炭企業(yè)的管理水平。
(2)因該工程的預(yù)警功能，主通風(fēng)機能及時得到必要的維護與修理，提高了主通風(fēng)機運行的可靠性，為實現(xiàn)煤礦的通風(fēng)安全提供了有力的保障。
送風(fēng)風(fēng)機故障診斷以某紡織企業(yè)空調(diào)送風(fēng)風(fēng)機進行為故障診斷試驗。風(fēng)機的型號為KV310-12，16片葉片，電機型號Y225M-2B3，功率45kw，轉(zhuǎn)速2970r/min，軸承型號SKF1316KC3，彈性銷柱聯(lián)軸器。風(fēng)機的主要故障為聯(lián)軸器彈性元件磨損造成的不對中，葉片磨損引起的不平衡，軸承油膜振蕩等故障。而其振動信號是進行故障診斷最為有效的特征參數(shù)。根據(jù)研究，風(fēng)機的不平衡故障振動頻率表現(xiàn)為轉(zhuǎn)動頻率的基頻，不對中故障的頻率表現(xiàn)為轉(zhuǎn)動頻率的倍頻，而軸承的油膜振蕩則表現(xiàn)為較高頻率的振動。因此，通過對風(fēng)機振動信號特點的分析，可以識別風(fēng)機的故障狀態(tài)及類型。然而，風(fēng)機振動工程存在非線性，各種振動激勵與傳輸之間互相影響重疊，要把這些不同的振動信號分開是非常困難的。一般的波譜分析很難湊效。而人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法具有的非線性映射能力、學(xué)習(xí)記憶能力、自適應(yīng)能力是很好的解決方法。
測量風(fēng)機內(nèi)側(cè)軸承處垂直方向上的振動加速度信號，以振動信號頻譜中的（0-1.0）f，（1.1-3.0）f，（3.1-）f頻率段上的譜峰能量值作為故障特征向量（分別記為x1，x2，x3，f為風(fēng)機的轉(zhuǎn)動頻率），診斷風(fēng)機常見的不平衡、不對中、軸承故障（分別記為y1、y2、y3）。建立RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)的輸入層節(jié)點為3，分別對應(yīng)3個故障特征參數(shù)，輸出層節(jié)點為3，分別對應(yīng)3種故障類型，隱含層節(jié)點數(shù)由訓(xùn)練樣本，根據(jù)RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法確定。為了提高處理的速度和精確性，需對所有樣本數(shù)據(jù)資料進行歸一化處理，即：xij=xij-xjminxjmax-xjminxij為第i個樣本的第j個特征分量，ximin、xjmax分別為第j個特征分量的最小和最大值。
共選取20組樣本數(shù)據(jù)，以12組作為訓(xùn)練樣本（如，數(shù)據(jù)經(jīng)過歸一化），其中正常狀態(tài)、不平衡、不對中、軸承油膜振蕩各3組，其余8組為測試樣本，其中正常狀態(tài)、不平衡、不對中、軸承油膜振蕩各2組。在PⅢ866、256MRAM計算機上，利用Matlab6.5編程，根據(jù)上述方法對訓(xùn)練樣本進行訓(xùn)練，將測試樣本輸入檢驗，結(jié)果如，診斷結(jié)果與實際情況完全一致。說明本文方法對空調(diào)1送風(fēng)風(fēng)機幾種故障狀態(tài)全部正確識別。
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練比較結(jié)論（1）RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有從非線性可分的模式空間映射性狀態(tài)空間可分的特性，調(diào)整參數(shù)少，收斂速度快，網(wǎng)絡(luò)的適用性強，具有較強的分類能力，并避免了局部極值問題。（2）減聚法是一種行之有效的算法，用它來確定RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)，能使神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)找到較為合適的參數(shù)值，使網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)得以優(yōu)化，提高學(xué)習(xí)訓(xùn)練速度。
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