基于预测性维护的泵站无人值守实践

摘要：本文描述了礦山企业水或尾款泵站在生产使用过程中存在的部分问题，通过预测性维护等新技术的引入能很好的提升泵站的安全性、稳定性、效率，对企业人员短缺的问题有很好的帮助，也是企业智能化生产的一个很好尝试。

关键词：预测性维护;无人值守;泵站

1引言

某企业矿山的尾矿输送泵站位于选厂区内范围内，包含2台喂料泵、2台隔膜泵，1台排污泵，通过喂料泵将尾矿输送至隔膜泵，最终通过尾矿管线输送至尾矿库。然而，泵站往往距离远，环境、交通均受到限制，这样给岗位人员带来了很大的不方便，尤其是矿山企业招工的挑战，也给用人单位带来了困难，通过技术手段解决岗位人员的问题对于企业来说有很大的迫切性。本文以对该泵站改造为例设计了一种解决方案，提出了预测性维护系统应用于泵站的日常监控，从而大大节省了人力，提高了设备的稳定运行，达到了很好的节省操作人员的使用效果，对矿山无人化是一次很好的尝试。

2预测性维护的设计

本次设计中的核心是设备预测性维护系统，该系统的组成是通过数据驱动的设备预测性维护，从而对于实时获取真实有效的设备数据是系统运行的基础，本次方案中提出引入通过边缘计算的计算机，通过该计算机机组把大量的数据进行底层的采集和存储分析并过滤，提高了数据采集的整体化水平，进一步有效提高数据质量，从源头上保障设备的数据采集的质量。

本方案将振动传感器等通过智能监测模块进行数据采集并对数据进行处理，适当结合人工智能机器学习技术，实现异常的泵运行状态的智能报警、智能诊断。泵的运行状态在经过智能系统平台的诊断分析后，该诊断结果将通过软件平台的可视化组件进行可视化展现，该系统能并给现场提供检维修建议;同时，在泵完成现场检修后，将本的最新运行状态与历史状态进行对比，从而实现泵的检修后状态评估，从而保证泵站车间检修恢复生产后的平稳运行。

设计采用的振动传感器，测量类型是加速度型，频率为100--10KHZ，精度0.01mm，量程为0--100mm，安装方式为电磁式安装。温度传感器，安装采用贴片式安装的传感器，BD-SM系列表贴式铂电阻，铂电阻与被测物体的接触面大，导热性能好，测量更加准确，量程为0--200度，电阻具有防水、防腐、耐磨等要求。形状采用，方饼形，尺寸：15*10*6mm。

3系统架构的设计

本系统整合了，泵站的顺序控制也就是PLC控制的内容，从而使得控制中心得人员不但可以远程控制泵的启动停止，同时，结合设备预测性维护以振动、温度数据为基础，从硬件端到软件端打造了一整套设备预测性维护智能算法，考虑到远程观看泵站现场的需求，在系统设计时，也将视频监控也纳入到系统平台上面。从而，通过数据采集结合模型预测达到故障判断、预判的目的，视频监控有很好的佐证作用，PLC控制又可以及时的对泵站设备及时的启停控制，全方位的完成了泵站车间的远程无人值守。

4应用展望

采用基于预测性维护的泵站无人值守改造有诸多好处：

（1）无人值守泵站，降低了岗位的人员的费用投入，对于文明生产也有很好的提升作用，对于人员的节省是行之有效的策略。

（2）采用预测性维护，可以提升泵站运行的效率，减少泵的故障的发生频率，对于泵的安全稳定运行有很好的提升作用。

（3）延长了设备的使用寿命：随着系统运行时间的增加，不断的积累数据，从而不断的增强系统的智能判断水平，提高判断的准确率。

（4）泵站的无人值守，对于矿业企业的其他车间也是一种示范作用，从而引进更多更好的技术为企业的发展贡献力量，在企业形成比学、对标的良好氛围，起到示范作用。

该预测性维护的泵站无人值守改造系统投入运行后，得到了很好的经济回报，降低了企业人员费用的投入，对泵站设备的运行维护费用的降低起到了重要的作用;随着泵站的运行，数据、模型的大量积累和修正，对其他的矿山企业也将起到很好的借鉴作用。

参考文献

1《预测与决策的部确定性数学模型》王清印崔援民等冶金工业出版社2001年

2《SIMATIC可编程序控制器及应用》孙海维崔世钢机械工业出版社2005年

3《模糊数学原理与应用》杨纶标高英仪华南理工大学出版社2005年

4《机器学习与R语言》BrettLantz著李洪成等译机械工业出版社2015年

王晓永，男（1977-），工学硕士，毕业于东北大学导航制导与控制专业，高级工程师，研究方向：Backstepping等先进控制方法的应用，感兴趣研究方向：数字化矿山技术、选矿过程控制技术、智能巡检机器人。Email：wxy181@126.com