朱黎陽(yáng)，王國(guó)文

金川集團(tuán)股份有限公司選礦廠 甘肅金昌 737100

隨 著工業(yè)數(shù)字化的發(fā)展，智能制造 2025 的提出，以及“機(jī)械化換人、自動(dòng)化減人”的推廣，選礦廠對(duì)設(shè)備精細(xì)化管理要求和管理水平也逐步提高[1]。近年來(lái)，選礦廠各生產(chǎn)系統(tǒng)自動(dòng)化、信息化水平已顯著提高，基本實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守。由于生產(chǎn)模式發(fā)生轉(zhuǎn)變，維護(hù)與檢修人員減少，但為了保障安全生產(chǎn)和設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，仍需進(jìn)行必不可少的點(diǎn)檢工作。尤其是系統(tǒng)中的單臺(tái)設(shè)備，如帶式輸送機(jī)、棒磨機(jī)及渣漿泵等設(shè)備在運(yùn)行時(shí)必須保證長(zhǎng)周期良好運(yùn)行，發(fā)生設(shè)備故障將會(huì)造成非計(jì)劃停車，影響系統(tǒng)正常生產(chǎn)。設(shè)備故障不僅會(huì)增加運(yùn)營(yíng)成本，還造成計(jì)劃外的停機(jī)，影響生產(chǎn)和安全。

1 選礦行業(yè)設(shè)備維護(hù)現(xiàn)狀

選礦廠大型設(shè)備較多，屬于設(shè)備資產(chǎn)密集型企業(yè)，生產(chǎn)連續(xù)性強(qiáng)?，F(xiàn)場(chǎng)球磨機(jī)、破碎機(jī)、帶式輸送機(jī)、渣漿泵等關(guān)鍵旋轉(zhuǎn)設(shè)備的良好運(yùn)行是保障連續(xù)生產(chǎn)的基石。目前，選礦廠主要設(shè)備運(yùn)行維護(hù)管理采用點(diǎn)巡檢結(jié)合修復(fù)性維護(hù)、定期拆解維修、事后搶修等模式。設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)手段有限，點(diǎn)巡檢效果受工作人員經(jīng)驗(yàn)、敬業(yè)程度、經(jīng)驗(yàn)判斷等因素限制，制約了設(shè)備能力發(fā)揮和管理水平的提升。設(shè)備早期故障無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)及有效診斷，增加了非計(jì)劃停車時(shí)間。

依靠人工和經(jīng)驗(yàn)的運(yùn)行維護(hù)策略，因缺乏數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)支撐，不能正確評(píng)估和優(yōu)化當(dāng)前的運(yùn)行維護(hù)模式，也不能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)設(shè)備狀態(tài)，不適應(yīng)當(dāng)前數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型中企業(yè)精細(xì)化管理的要求。

2 預(yù)測(cè)性維護(hù)技術(shù)

工業(yè)設(shè)備的維護(hù)維修分為事后維護(hù)、預(yù)防性維護(hù)以及預(yù)測(cè)性維護(hù)[2]。事后維護(hù)是修復(fù)性維護(hù)，預(yù)測(cè)性維護(hù)和預(yù)防性維護(hù)都屬于事先維護(hù)[3]。而后兩者不同之處在于預(yù)測(cè)性維護(hù)是通過(guò)安裝在工業(yè)設(shè)備上的傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，預(yù)判故障可能發(fā)生的時(shí)間，如果存在故障隱患，將會(huì)自動(dòng)觸發(fā)報(bào)警或者維護(hù)命令，而預(yù)防性維護(hù)是憑經(jīng)驗(yàn)記錄運(yùn)行狀態(tài)。

預(yù)測(cè)性維護(hù)是一種反應(yīng)式的保養(yǎng)，既避免了過(guò)度維護(hù)，也防止欠維護(hù)而發(fā)生故障，在降低成本的同時(shí)提高了可靠性。

預(yù)測(cè)性維護(hù)以振動(dòng)、溫度參數(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合工藝、設(shè)備結(jié)構(gòu)與設(shè)備維修數(shù)據(jù)及故障機(jī)理，對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行多角度、全方位的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，通過(guò)傳感器采集設(shè)備實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，進(jìn)行計(jì)算、分析和判斷，構(gòu)成完整的狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。目前，故障監(jiān)測(cè)主要通過(guò)測(cè)溫、測(cè)音及測(cè)振等方式[4]進(jìn)行狀態(tài)判斷，各類監(jiān)測(cè)方式能夠監(jiān)測(cè)的故障類型如表 1 所列。

表1 各類監(jiān)測(cè)方式能夠監(jiān)測(cè)的故障類型

利用狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵設(shè)備連續(xù)數(shù)據(jù)采集[5]，在設(shè)備前端即可實(shí)現(xiàn)報(bào)警；通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒?wù)器終端，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理；組織專家定期分析會(huì)診，判斷當(dāng)前設(shè)備狀態(tài)，預(yù)測(cè)設(shè)備未來(lái)狀態(tài)，制定科學(xué)的維護(hù)策略；通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的數(shù)據(jù)積累，不斷優(yōu)化設(shè)備運(yùn)維管理模型，實(shí)現(xiàn)主要設(shè)備的預(yù)測(cè)性維護(hù)。

3 預(yù)測(cè)性維護(hù)技術(shù)在選礦廠的應(yīng)用

預(yù)測(cè)性維護(hù)技術(shù)可以減少設(shè)備故障，提高其開機(jī)率，發(fā)揮設(shè)備的潛能[6]。

預(yù)測(cè)性維護(hù)技術(shù)應(yīng)用于球磨機(jī)、帶式輸送機(jī)及渣漿泵等設(shè)備，其上安裝的智能無(wú)線監(jiān)測(cè)傳感器，將采集到的信號(hào)通過(guò)智能無(wú)線終端上傳至運(yùn)算中心，數(shù)據(jù)處理后傳輸至狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行分析，用于預(yù)測(cè)設(shè)備的剩余使用時(shí)間、故障點(diǎn)、故障類型等信息。結(jié)合人工診斷技術(shù)，實(shí)現(xiàn)異常設(shè)備的智能報(bào)警和診斷。設(shè)備狀態(tài)經(jīng)過(guò)智能系統(tǒng)診斷與人工診斷的雙重驗(yàn)證，其結(jié)果將通過(guò)系統(tǒng)的可視化組件進(jìn)行呈現(xiàn)，并提供檢驗(yàn)維修建議，完成現(xiàn)場(chǎng)檢修后，將設(shè)備最新運(yùn)行狀態(tài)與歷史狀態(tài)進(jìn)行對(duì)比、分析，實(shí)現(xiàn)設(shè)備檢修后狀態(tài)評(píng)估，保證設(shè)備平穩(wěn)運(yùn)行。基于預(yù)測(cè)性維護(hù)技術(shù)的設(shè)備故障監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)如圖 1 所示。

圖1 基于預(yù)測(cè)性維護(hù)技術(shù)的設(shè)備故障監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)

當(dāng)設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)異常時(shí)，該系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警，并通過(guò)短信、郵件以及手機(jī) APP 的方式推送給現(xiàn)場(chǎng)相關(guān)設(shè)備管理人員。現(xiàn)場(chǎng)工程師可通過(guò)軟件中的分析工具對(duì)設(shè)備數(shù)據(jù)進(jìn)行追蹤回溯，判斷當(dāng)前設(shè)備狀態(tài)，也可通過(guò)診斷專家支持實(shí)現(xiàn)云端故障診斷，幫助現(xiàn)場(chǎng)確定設(shè)備異常原因、部位、損傷嚴(yán)重程度、部件剩余壽命評(píng)估等，為運(yùn)行維護(hù)檢修決策提供數(shù)據(jù)支撐。設(shè)備故障診斷分析如圖 2 所示。

圖2 設(shè)備故障診斷分析圖

該診斷結(jié)果和檢修建議可作為現(xiàn)場(chǎng)人員檢修維護(hù)的檢測(cè)依據(jù)，具有一定的指導(dǎo)意義。

4 結(jié)語(yǔ)

預(yù)測(cè)性維護(hù)技術(shù)可作為一種強(qiáng)有力的工具，幫助廠礦企業(yè)提高生產(chǎn)效率，節(jié)省人力，降低成本。

預(yù)測(cè)性維護(hù)技術(shù)能全天候、全方位監(jiān)測(cè)設(shè)備，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備早期故障，準(zhǔn)確診斷故障類型，降低設(shè)備故障率并減少非計(jì)劃停車時(shí)間；且該系統(tǒng)符合無(wú)人化值守的要求，避免了巡檢人員在設(shè)備運(yùn)行期間檢查設(shè)備，降低了人員的安全風(fēng)險(xiǎn)，提高了系統(tǒng)運(yùn)行效率，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的集中控制和最優(yōu)化運(yùn)行，提高了選礦廠的整體設(shè)備管理水平。