2024年4月1日发(作者：)
矿山关键设备润滑系统智能化管理技术研究
摘要：矿山机械设备运行工况恶劣，因粉尘污染、潮湿、震动等原因润滑油常在达到平均使用寿命之前就被迫更换。传统润滑方式费时费力且时效性差，而在线监测能实时对油品进行监测、分析，从而能大幅提升设备效率和生产效率，降低润滑总拥有成本，延长油品生命周期，减少油品消耗和排放污染，提升环保力度，具有一定的社会效益。
关键词：矿山、智能化、设备润滑、智能监测
一、提出背景与意义
煤矿机械设备工况恶劣，处于多粉尘和潮湿的环境中，并且存在振动冲击。润滑油常在达到平均使用寿命之前就因进水乳化、粉尘污染、磨损超标等因素而被迫更换。
目前油液监测的主要形式是传统的离线监测，但是该方法费时费力，无法第一时间发现问题，检测时效性差，无法为设备起到预检预修的作用，往往需要几天或者更长的时间，常用于定期的检测，或者发现问题后的确认；为避免设备润滑问题未及时发现，导致故障扩大，影响生产，目前只能通过提高采样频率的方式，对油质进行密集检测，以便尽早发现问题，实施按质换油，但频繁的取样活动也大大增加了工作人员的工作量和井下风险暴露时间。另外离线检测需要人工取样，
受到取样瓶的专业干净程度、取样人的操作标准化程度等因素的影响，容易造成二次污染或者取样误差，不能反映油品的真实状态。
而在线监测能够对油品进行实时的监测，有很好的时效性，能够第一时间发现油品产生的问题；另外在线监测能够长时间的保存监测数据，能够及时地故障报警，方便形成趋势图、溯源跟踪，用于大数据分析，故障预防或者诊断分析；同时，在线监测分析可以在后台进行算法模型优化，通过海量数据作为算法依据，提高数据的准确性。
在此背景下，采用PLC控制、智能传感器和互联网技术，进行润滑在线实时监控，实现预测性维护保养，远程智能运维，大幅提升设备效率和生产效率，降低润滑总拥有成本；同时延长油品生命周期，减少油品消耗和排放污染，提升环保力度，该项技术对于提高矿山生产的安全性和经济性具有很大的意义。
二、国内外研究现状和发展趋势
油液监测技术是通过分析机械设备在用润滑油的性能变化和携带的杂质及磨损微粒的情况，获得机器的润滑和磨损信息，评价设备的润滑情况和运行状态，发现潜在故障，从而预防设备异常磨损失效的一项机械工程技术，为预知性换油、设备维护维修提供依据，进而为企业减少设备故障发生、节约维修成本、减少设备停机、提高生产效率、增强价值创造能力。
近30年来设备油液监测技术和润滑管理理念的内涵和外延都获得了极大的丰富，并在各个工业领域获得了广泛的推广和认可。作为工业摩擦学应用重要技术之一的油液监测技术在目前工业企业设备润滑诊断与润滑维保中发挥着核心作用。油液监测作为一种设备健康状态
监测技术，广泛地被国际机械故障预防组织、国家标准化组织（ISO）、美国材料与试验协会（ASTM）等各类相关国际组织所认可。油液监测与振动监测、噪声监测、热红外分析技术、声发射技术等并列为设备状态监测技术的重要组成。广义的油液监测也涵盖了润滑管理的概念，油液监测作为设备润滑管理的核心内容，可以为工业企业提供油品选型、新油质量检验、加换油监督、污染控制评价、废油循环利用等全面的现场管理技术支持。
因此，提高设备预测性维护水平和改善一线工人劳动条件已成为煤矿管理的共识。随着发改委“关于加快煤矿智能化发展的指导意见”等相关国家政策的发布，企业设备管理进行智能化升级已成为必然趋势，而智能化的基础则是数字化、工业互联网、大数据库的建设及智能算法的应用，因而在线设备状态监测是采集海量数据、建设大数据库的必然选择。在线油液监测作为设备状态监测的重要一环，可为工业核心设备、大型连续作业设备和高安全性要求设备提供润滑状况的实时监测、远程监测、维护保养建议、故障预防与诊断、失效隐患分析等方面的解决方案，并通过物联网（IoT）技术打通系统边界，实现生产运维的智能整合。
三、研究内容
油液在线远程智能诊断系统采用工业物联网标准架构，依托先进的油液传感器技术、工业互联网技术，配合专业的油液分析大数据，实现油液状态的实时监控和专业诊断，一旦发现油液异常问题后采用专业设备不停机在线处理，提供线上、线下一站式的智能润滑解决方案。该油液智能整体解决方案可以在第一时间发现设备液压站、润滑站异常问题并予以处理，避免设备意外停机的故障。
建立智能化给油系统，根据不同设备、同一设备不同位置设定不同的给油周期及给油量，应用可编程控制器进行编程，发出给油器给油指令，并传送至单片机执行；单片机可以对给油周期及给油量的信息进行处理和发出报警信息。
在煤炭主要设备的液压系统和润滑系统中增加油液在线监测模块，对油液的介电常数、水分、粘度、污染度和铁磁颗粒度等指标进行实时监测；将传感器采集到的各项数据经网关上传至云端，云端对数据进行收集、清洗、运算并存储，最后将结果呈现给客户端。客户端可随时查看油品质量数据，对于传感器数据异常情况，将会第一时间发送告警信息到客户端。用户根据提供的运行报告及告警信息，及时精准制定维护保养措施并组织检修维护。
四、达到目标
通过智能在线油液监控系统的实施，不仅从根本上改变了传统的润滑维护方式，降低了润滑总拥有成本，而且也为未来无人化运维打下了基础。
①检测项目和准确度完全可以满足日常监控需要，基本可以替代常规实验室油品检测，大大减轻了机械设备的维护工作量，同时节省了油品检测开支以及油品检测所需的各项操作。
②.实时监测系统供油状态，真正实现了按质换油，在确保设备安全运行的前提下最大程度上延长油品使用寿命。
③发现问题及时准确，能够准确定位故障源头，并可配套智能滤油设备实时在线处理油液异常问题。
④通过建立预测性维护机制，超前确定设备检修维护时间及维护项目，降低设备故障率与维修成本，减少停机时间，保障正常生产。
⑤油液状态数字化提升了煤矿管理的智能化水平，用户根据运行报告能够及时准确的分析油脂在不同时间、不同运行环境及不同工况下的变化，有助于及时改善设备的运行环境，消除影响设备安全运行的不良因素和隐患，为矿山智能化建设及运行提供了重要保障。
在线油液监测作为设备状态监测的重要一环，可为工业核心设备、大型连续作业设备和高安全性要求设备提供润滑状况的实时监测、远程监测、维护保养建议、故障预防与诊断、失效隐患分析等方面的解决方案，并通过物联网（IoT）技术打通系统边界，实现生产运维的智能整合。
五、参考文献
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