选煤厂旋转设备智能故障诊断系统设计_白玮.pdf
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1、江西煤炭科技2023年第1期摘要:针对选煤厂生产特点设计基于专家知识库和推理机的选煤厂旋转设备智能故障诊断系统。重点介绍了系统设计以及软硬件设计方案,基于设备性能参数完成分析并经专家知识库、推理机后确定设备故障原因并给出相应的故障处理措施。关键词:选煤厂;旋转设备;专家知识库;推理机;故障诊断中图分类号:TD4 5;TP2 9文献标识码:B文章编号:1 0 0 6-2 5 7 2(2 0 2 3)0 1-0 2 2 5-0 2Design of Intelligent Fault Diagnosis System for Rotating Equipment in Coal Preparati
2、on PlantBai Wei(Guandi Coal Preparation Plant,Xishan Coal&Electricity Group Co.,Ltd.,Shanxi Coking Coal Group.,Taiyuan,Shanxi 030052)Abstract:The paper introduces an intelligent fault diagnosis system for rotating equipment based on expert knowledge base andinference engine,including the system desi
3、gn and software and hardware design scheme,the causes of equipment failure based onthe performance parameters of the equipment and the corresponding troubleshooting measures.Key words:coal preparation plant;rotating equipment;expert knowledge base;inference engine;fault diagnosis选煤厂旋转设备智能故障诊断系统设计白 玮
4、(山西焦煤西山煤电官地选煤厂,山西太原0 3 0 0 2 4)选煤厂生产的特点是设备台数多且相对集中,拖动方式简单,生产连续性强。选煤厂设备中以旋转机械居多,如皮带运输机、电动机、风机、压滤机、各种泵、离心机等。这类设备一旦损坏或突然停车,就会造成堆煤、压设备、跑煤和跑水等现象,引起事故范围扩大1。为此,应用当前先进的智能诊断技术,设计具备智能诊断、自学习功能的选煤厂设备智能故障诊断系统,可提升选煤厂设备运行效率。由于选煤厂设备存在环境恶劣、运行时间长的问题,对选煤厂安全生产造成诸多不利和隐患。智能控制技术的应用,可为选煤厂设备安全、高效、稳定运行带来便利。1系统设计旋转设备智能故障诊断系统设
5、计框图如图1所示,根据旋转设备出现的典型故障,实时监测设备的机械振动信号值并判断该值是否超出设置的允许范围;同时精确测量旋转设备轴承的绝对振动和相对振动参数,为轴心轨迹分析、频谱分析、升降速、起停过程分析提供依据q。将分析后的旋转设备振动数据存入专家知识库并完成自学,根据设计的推理机确认旋转设备可能发生的故障类型,如转子不平衡、不对中、转子弯曲、转子横向裂纹等;根据对象的故障现象实施治理。图1选煤厂设备故障诊断系统框图2硬件设计选煤厂旋转设备故障智能诊断系统需配置的硬件设备主要有加速度传感器、温度传感器、变送器、滤波器、A/D转换装置、报警装置、人机界面、数据处理板卡、工业控制计算机以及控制信
6、号按钮等3-5。选煤厂旋转设备智能故障诊断系统硬件配置关系如图2所示。1)加速度传感器选用的型号为J H T-I-H 3,可实现加速度高精度、数字化输出,灵敏度为5m V/g,冲击极限为20 0 0g,线性范围为7 4 0g,频率响2 2 5江西煤炭科技2023年第1期应为1 1 20 0 0H z。2)温度传感器选用的型号为O H R-WS 4 0 R,配置有高精度温度探头,具备低噪声、低温漂、抗干扰能力强的特点。3)U P S不间断电源选用的型号为英威腾的B U 1 5 0 0系列,内置电池,可实现0秒切换和断电保护。4)人机界面触摸屏选用的型号为A I-3 2 7 0,该人机界面以低功耗
7、C P U为核心,内嵌功能强大且灵活高效的H M I组态软件,支持连接A I系列仪表、P L C以及变频器等设备;支持自定义图形且支持导入B M P、J P G、G I F等格式图片;具备强大的数据处理功能,可以保存、查看各种数据并制作报表和各类趋势图。5)工业控制计算机选用的型号为V P 6 7 0 0 1,基于F T-2 0 0 0+/6 4处理器,采用A R M V 8架构,支持A R M 6 4指令集,支持I P M I系统管理并配置板载服务器级B M C,满足选煤厂旋转设备故障诊断系统需求。6)数据处理板卡选用的型号为C M 2 2 3 0 3,集成了处理器、显示芯片等完整功能,支持
8、双核4线程处理,数据处理精度为1 6位。图2选煤厂旋转设备智能故障诊断系统硬件配置关系3软件设计智能故障诊断系统软件采用模块化结构设计,基于M i c r o s o f t V i s u a l S t u d i o软件开发平台,采用C+语言以及汇编语言混合编程实现,主要包括主管理程序模块、传感器数据采集模块、传感器数据分析模块、故障诊断模块以及人机界面显示模块。1)主管理程序模块:具有上电前检测、系统初始化、漏电保护检测以及图形图像管理等功能。需对软件程序中用到的计数器、定时器、内存空间进行赋零操作;对系统中用到的D C 1 2 V电源、D C 2 4 V电源、A C 1 2 8 V电
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