運用故障樹(shù)分析法對壓風(fēng)機群組的工作

　　1系統控制原理及節能措施（指針對問(wèn)題的解決辦法)

　　1.1系統工作原理(yuán lǐ)平煤集團某礦現有空氣壓縮機7臺（1臺待安裝），其中3臺為BLT螺桿式壓風(fēng)機，3臺為L(cháng)GD螺桿式壓風(fēng)機。
　　壓風(fēng)機（Draught Fan）啟動(dòng)過(guò)程：先開(kāi)啟水泵輸入冷卻水，然后打開(kāi)排氣閥，開(kāi)啟主電動(dòng)機；打開(kāi)進(jìn)氣閥，使其空負荷啟動(dòng)；運行約3min后，將排氣閥關(guān)閉，加載進(jìn)入負荷運行。昆山空壓機維修軸承跑外圈一般是因為配合的精度不夠以及外圈定位方式設計不合理造成的。并非所有機頭都按這個(gè)時(shí)間進(jìn)行，如果保養好的可以延后，保養差的則需要提前。 
　　停車(chē)過(guò)程：先關(guān)閉進(jìn)氣閥，再打開(kāi)排氣閥卸載，然后關(guān)閉主電動(dòng)機和冷卻水泵，最后關(guān)閉排氣閥。
　　1.2系統控制策略(strategy)
　?。?）設置水泵控制系統(system)站點(diǎn)，將已有的6臺壓風(fēng)機系統分站相互融合，組成壓風(fēng)機集中控制系統
　?。?）實(shí)現遠控和近控2種控制方式方法。昆山空壓機維修是更換全部磨損的零件，空壓機轉1000個(gè)小時(shí)或一年后，要更換濾芯，在多灰塵地區，則更換時(shí)間間隔要縮短。濾清器維修時(shí)必須停機，檢查壓縮機所有部件，排除壓縮機所有故障。遠控模式下，實(shí)現主控室遠程操作自動(dòng)(automatic)啟停，參數故障（fault）自動(dòng)停車(chē)，并啟動(dòng)備用的壓風(fēng)機，設備可根據監測（Food Monitor)參數變化自動(dòng)調節運行狀態(tài)；近控模式下，就地控制室可以實(shí)現就地控制，遠程計算機控制失效，風(fēng)機由就地操作屏控制，水泵由就地控制柜控制。
　　1.3系統節能措施在壓風(fēng)機組實(shí)際運行中，可以通過(guò)以下措施來(lái)達到節能的目的：
　?、俸侠砼渲幂敋夤艿?Conduit)，減少管道的壓力損失與空氣泄漏；
　?、诤侠頋櫥?lubricating)，采用低黏度，潤滑性能較好的潤滑油來(lái)降低摩擦功耗，在保證實(shí)際用風(fēng)量的同時(shí)盡可能（maybe)設定低的壓風(fēng)機排氣壓力，因為排氣壓力設定的越低，所消耗的軸功率越少；
　?、鄱ㄆ趯猴L(fēng)機進(jìn)行維護保養，發(fā)揮機器的最佳性能，另外還可以通過(guò)選擇高效（指效能高的）的電動(dòng)機來(lái)達到節能的目的。
　　但是僅僅依靠上述措施（指針對問(wèn)題的解決辦法)還不能完全挖掘出壓風(fēng)機（Draught Fan）組的節能潛力對壓風(fēng)機組采用變頻調節的方法可大大提高輕載運行時(shí)的工作效率(efficiency)，降低壓風(fēng)機的能耗，創(chuàng )造較好的經(jīng)濟效益，對煤礦經(jīng)濟運轉(Operation)有著(zhù)重要的意義。
　　2控制（control)系統的結構及監測（Food Monitor)功能
　　2.1控制系統的結構
　　擬定將壓風(fēng)機集控系統結構設計成3級化網(wǎng)絡(luò )架構，按縱向控制層次(機構的等級)可依次分為設備(shèbèi)層，控制層和信息(information)管理層3級。昆山空壓機是一種用以壓縮氣體的設備?？諝鈮嚎s機與水泵構造類(lèi)似。大多數空氣壓縮機是往復活塞式，旋轉葉片或旋轉螺桿。離心式壓縮機是非常大的應用程序?？刂茖硬杉O備參數和執行控制命令，主站和分站間通過(guò)485方式進(jìn)行通信，主站通過(guò)光纖(Fiber)以太網(wǎng)與監控計算機通信。
　　其中設備層是3級化網(wǎng)絡(luò )架構的最底層，主要包括噴油螺桿壓風(fēng)機，螺桿式壓風(fēng)機和循環(huán)水泵3部分以及傳感器(transducer)；控制層是3級化網(wǎng)絡(luò )架構的中間層，主要包括PLC控制器，觸摸屏和UPS電源等設備；信息管理是3級化網(wǎng)絡(luò )架構的最高層，是對控制系統進(jìn)行管理調度的部分，主要包括監控服務(wù)器，工作站，工程師站，以太網(wǎng)交換機，打印機，UPS電源等設備通過(guò)3層網(wǎng)絡(luò )架構對壓風(fēng)機群組的參數及故障進(jìn)行監視與保護，可以使系統運行得更加完善，各部分獨立運行，相互協(xié)調。
　　2.2系統的監測（Food Monitor)功能
　　實(shí)時(shí)監測壓風(fēng)機電動(dòng)機的狀態(tài)，電壓，電流，排圖氣溫度，進(jìn)氣溫度，排氣(Exhaust)壓力(pressure)，油分（油壓力），進(jìn)水壓力，排水(drain)壓力，進(jìn)水溫度，排水溫度，油位，前軸承溫度，補水壓力，后軸承溫度，冷卻(cooling)水溫，水泵狀態(tài)，閥門(mén)狀態(tài)，水泵電流，水池溫度，壓力，儲氣罐溫度和壓風(fēng)機房室溫等參數，在上位機中以曲線(xiàn)形式顯示，并記錄(jì lù)歷史數據，便于工作人員進(jìn)行查詢(xún)。壓風(fēng)機運行狀態(tài)監測部位模擬圖如圖3所示，主要包括(bāo kuò)6臺空壓機，3個(gè)水箱，6臺水泵，6臺儲氣罐以及相關(guān)(related)閥門(mén)。
　　3壓風(fēng)機（Draught Fan）常見(jiàn)故障（fault）及FTA研究
　　3.1壓風(fēng)機系統常見(jiàn)故障
　　根據各種相關(guān)文獻資料(Means)以及工程技術(shù)人員的實(shí)踐經(jīng)驗，總結歸納出壓風(fēng)機（Draught Fan）系統在實(shí)際運行過(guò)程中的常見(jiàn)故障，故障形成的原因以及解決方案。
　　3.2FTA算法研究
　　故障樹(shù)分析(Analyse)法（FTA，FaultTreeAnalysis）是一種將系統(system)故障形成的原因由總體至部分按樹(shù)枝狀逐級細化的分析方法，是對復雜的動(dòng)態(tài)系統設計，工廠(chǎng)試驗(test)或現場(chǎng)失效形式等進(jìn)行可靠性分析的有效工具，其目的是判明基本故障，確定故障發(fā)生的原因，影響和發(fā)生概率。
　　以"空壓機系統故障"為頂節點(diǎn)事件，設定5個(gè)分系統節點(diǎn)，即軸承溫度過(guò)高，空壓機組(unit)振動(dòng)大，排氣量不足，空壓機油路系統故障和空氣過(guò)濾器阻力大，從而構成空壓機系統的二級節點(diǎn)故障樹(shù)，再依次按照二級節點(diǎn)包含的故障，將系統故障樹(shù)擴展成為三級節點(diǎn)故障樹(shù)。昆山空壓機維修是更換全部磨損的零件，空壓機轉1000個(gè)小時(shí)或一年后，要更換濾芯，在多灰塵地區，則更換時(shí)間間隔要縮短。濾清器維修時(shí)必須停機，檢查壓縮機所有部件，排除壓縮機所有故障。
　　故障分析的求解過(guò)程主要是推理和控制的過(guò)程。所謂推理，就是指按某種策略由己知的故障種類(lèi)判斷推出其他可能的故障的思維過(guò)程；控制就是指控制診斷過(guò)程如何進(jìn)行下去，以及在何種情況下采取何種推理策略的一套控制方法，也就是指推理方向的控制及推理規則的選擇策略，即對出現的故障進(jìn)行規劃區分，然后選擇故障樹(shù)中相對應的解決方法進(jìn)行故障診斷。系統運用正反向混合推理控制策略對壓風(fēng)機（Draught Fan）組節能系統進(jìn)行了故障診斷模型(model)的建模，根據重要征兆，通過(guò)正向推理初步得出假設，再利用反向推理進(jìn)一步驗證假設是否正確，如此反復，直至最終得出故障結論示。
　　故障搜索方式一般有2種：寬度優(yōu)先和深度優(yōu)先。昆山空壓機維修軸承跑外圈一般是因為配合的精度不夠以及外圈定位方式設計不合理造成的。并非所有機頭都按這個(gè)時(shí)間進(jìn)行，如果保養好的可以延后，保養差的則需要提前。 深度優(yōu)先相對來(lái)說(shuō)比較容易實(shí)現，它沿著(zhù)一條推理規則的方向，依次深入到問(wèn)題的更細致部分，在深入的同時(shí)詢(xún)問(wèn)所有與之相關(guān)的問(wèn)題；寬度優(yōu)先搜索時(shí)一般從一個(gè)"話(huà)題"跳轉另一個(gè)"話(huà)題"；并隨機詢(xún)問(wèn)。針對該壓風(fēng)機系統發(fā)生故障的同時(shí)性，而且各種具體故障對機組的作用程度不同，對壓風(fēng)機系統進(jìn)行故障診斷的任務(wù)是要把同時(shí)存在的各種具體故障都找出來(lái)且區分其程度，所以該系統選擇了寬度優(yōu)先的搜索策略。
　　4結語(yǔ)
　　壓風(fēng)機組自動(dòng)控制系統是由多臺螺桿式空壓機設備組成的一套連續供氣系統。針對目前壓風(fēng)機組工作時(shí)能耗大，故障（fault）保護(bǎo hù )不足等問(wèn)題，對原有的機組從控制策略和系統結構上進(jìn)行了節能措施（指針對問(wèn)題的解決辦法)的分析，提出了變頻（frequency conversion)調節的控制模式，設計了壓風(fēng)機組的3層網(wǎng)絡(luò )架構，實(shí)現了整個(gè)系統的自動(dòng)化控制和遠程管理(guǎn lǐ)。在故障診斷及專(zhuān)家系統知識的基礎上，分析了壓風(fēng)機組可能出現的故障種類(lèi)和解決方案，著(zhù)重探討了FTA算法在機組故障維護中的應用，確定了寬度優(yōu)先的故障搜索策略和正反向混合推理（Reasoning)控制模型，實(shí)現了壓風(fēng)機組控制系統的故障診斷。