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摘要：在社会的快速发展当中，对于煤矿资源的需求量逐年扩增，为煤矿企业带来了新的机遇和挑战。尤其是在大型露天煤矿的生产工作当中，由于作业难度较大且影响因素众多，因此也会造成较大的难度，对于设备运行安全性与稳定性的要求较高。设备健康管理系统的应用，能够实现对设备运行状态的监测与评估，及时发现其中存在的安全隐患，从而对其进行针对性处理，防止在生产作业中发生安全事故。本文将对设备健康管理系统的特点与组成进行介绍，分析了设备健康管理系统在大型露天煤矿的应用价值与效果。
关键词：设备健康管理系统；大型露天煤矿；应用
在大型露天煤矿的作业当中，由于复杂的气候条件、地质情况、水文条件等都会对其造成影响，加上机械设备数量和种类繁多，对于现场管理工作的要求也更高，当机械设备出现故障问题时，不仅会对生产作业产生影响，而且会威胁人们的生命财产安全。传统检修维护方法呈现出一定的滞后性和局限性问题，难以快速查找并解决设备故障问题，而且在预防措施上也难以真正保障设备的高效化运行。为此，应该采用设备健康管理系统，增强设备检修与维护的自动化、数字化，促进煤矿企业的信息化发展。物联网技术、现代传感技术、云计算和无线通讯技术等，是设备健康管理系统中涉及的主要技术，保障了监控的智能化，可以对设备的运行数据进行实时采集与分析，实现对故障的预防与处理。
一、设备健康管理系统的组成
传感器、软件系统、采集站和辅助硬件等，是设备健康管理系统的主要构成。其中，无线采集站和有线采集站是采集站的两种主要形式。当在大型露天煤矿当中存在分散的测点时，主要采用无线采集站，能够结局传统在线系统线的敷设问题，从而保障检测工作的便捷性与灵活性；在故障诊断和设备管理当中，通常采用有线采集站，尤其是智能模块的设计可以对旋转设备的信号进行及时采集，8路温度、2路转速量、8路振动和4路工艺量等，是其关键通道【1】。
无线监测单元和有线传感器单元，是传感器的主要单元构成。数据采集、传感器功能和数据传输等，是无线监测单元的基本功能，具有较强的可靠性与牢固性，能够向分析软件当中传输静态数据和动态数据。在应用无线监测单元时，其协议主要是Zigbee无线通讯协议，能够在风机群和机泵群的检测当中发挥关键作用。有线传感器单元的敏度较高，IEPE电路的应用极大的提升了传感器设备的可靠性，降低了外界环境对监测工作造成的影响。
基站、网络交换机、矿用本安电源、服务器、无线CPE和基站等，是辅助硬件设备的主要类型。双极化天线应用于300MBps无线CPE当中，能够促进设备增益的提升，使得监测工作更具可靠性；50W为矿用电源的输出功率值，具有EMC性能；50km为无线基站的传输距离，为多种传输工作提供了保障。在企业服务器当中完成在线监测软件系统的安装，能够快速实现客户端程序访问和浏览器访问的目标，该系统的数据库选择SQL server数据库。除了能够用同一个数据库对数据进行保存外，也可以运用在线历史数据存储的数据库，因此能够满足不同的数据保存需求。而且运用SQL server数据库能够增强系统的兼容性，配置测点、添加在线监测设备变得更加灵活，在数据保存和时间间隔设定上也更具可靠性【2】。对于采集数据的上传，可以同网络关系快速实现，在显示总值趋势图和数据棒图时，能够保障良好的动态性和实时性。
二、设备健康管理系统的特点
ARM+DSP双核嵌入式系统，是矿用采集站的主要系统类型，在计算与传输特征值时主要依靠内置数据处理算法。200kHz为系统的最高采样频率值，运用WiFi、联通3G和光纤、以太网等可以保障设备的高效化运转。40-70℃为系统的工作温度范围。数据采集层、应用层和展示层，是远程系统的主要架构形式。振动无线加速传感器应用于设备当中，在连接磁座时主要借助于M6转接柱【3】。设备健康管理系统会在设备故障发生时及时报警并通知运维人员，对于设备运行状态的分析可以实现自动化处理，同时专业诊断报告的出具为运维人员提供了可靠的参考。
对振动数据进行采集后，通过展示层展示数据，其设备包括了手机APP、PC端等等。
三、设备健康管理系统在大型露天煤矿的应用价值
首先，实现了设备的智能互联。运用设备健康管理系统，能够实时采集和分析设备磨损部件情况，并通过有效的诊断措施分析故障类型，向远程监控中心传输相关信息。因此，能够对故障出现的时间和位置进行定位，明确设备的未来运行状况，以帮助运维人员根据生产要求进行及时处理。其次，能够降低维护成本。在传统维护检修故障当中，往往需要投入大量的人力、物力和财力，而且难以保障有效的处理效果。而设备健康管理系统的应用，则能够减轻工作人员负担，无需大量人员投入，为设备管理工作提供了便捷，增强生产安全性【4】。最后，设备健康管理系统能够提升维修的针对性，大大缩短了维修时间，防止重大安全事故的发生。
四、设备健康管理系统在大型露天煤矿的应用效果
（一）胶带输送机
在大型露天煤矿当中，胶带输送机是最常见的机电设备之一，其运行质量与可靠性会对整个生产工作造成影响。因此，在日常检修中应该加以重点关注，合理运用设备健康管理系统。在设备启动后，减速箱测点速度变大，最突出的测点包括了输出轴7V、高速轴5H和输出轴8H，间歇性动静摩擦存在于高速轴周围区域当中。由于液力耦合器涡轮轴承的间隙变大，因此会导致不平衡效应的出现，间歇性磨碰问题等也会出现在泵轮和涡轮当中【5】。在应用设备健康管理系统对其进行检测与维修时，应该重点解决液力耦合器的振动情况，对轴承的松动情况进行全面检查与处理，故障严重时可以对液力耦合器进行及时更换。
（二）破碎机
较大的振动问题出现在齿轮箱当中，是破碎机在生产工作中经常出现的问题，运用设备健康管理系统开展振动测试工作，对故障问题进行分析。13g和8g为高速轴与轴向振动加速度峰值，远远超出了正常设备参数值；14mm/s、15mm/s为高速轴和轴向振动速度峰值，相较于正常设备而言也相对较高。齿轮箱高速级齿面啮合不良，是系统对设备的状态描述，在对其进行维修时应该重点关注其联轴器对中问题，明确振动变化情况【6】。问题严重时应该对联轴器进行及时更换处理，防止由于振动而对生产安全造成威胁。
五、结语
进入到信息化时代以来，设备健康管理系统在大型露天煤矿当中的应用逐渐普遍，是增强设备管理与运维实效性的关键系统。与传统检修维护手段相比较而言，在故障信息采集、分析和处理上都具有高效化的特征，而且故障定位的精确性大大得到提升，可以实现故障问题的预防与处理。在胶带输送机和破碎机等机电设备中的应用效果明显，可以促进煤矿企业生产效率与经济效益的提升。
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