1.1系統(tǒng)工作原理平煤集團某礦現(xiàn)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LGD螺桿式壓風(fēng)機。

　　壓風(fēng)機啟動過程：先開啟水泵輸入冷卻水，然后打開排氣閥，開啟主電動機；打開進氣閥，使其空負(fù)荷啟動；運行約3min后，將排氣閥關(guān)閉，加載進入負(fù)荷運行。

　　停車過程：先關(guān)閉進氣閥，再打開排氣閥卸載，然后關(guān)閉主電動機和冷卻水泵，*后關(guān)閉排氣閥。

　　1.2系統(tǒng)控制策略

　?。?）設(shè)置水泵控制系統(tǒng)站點，將已有的6臺壓風(fēng)機系統(tǒng)分站相互融合，組成壓風(fēng)機集中控制系統(tǒng)。

　　（2）實現(xiàn)遠控和近控2種控制方式。遠控模式下，實現(xiàn)主控室遠程操作自動啟停，參數(shù)故障自動停車，并啟動備用的壓風(fēng)機，設(shè)備可根據(jù)監(jiān)測參數(shù)變化自動調(diào)節(jié)運行狀態(tài)；近控模式下，就地控制室可以實現(xiàn)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(tǒng)節(jié)能措施在壓風(fēng)機組實際運行中，可以通過以下措施來達到節(jié)能的目的：

　?、俸侠砼渲幂敋夤艿?，減少管道的壓力損失與空氣泄漏；

　　②合理潤滑，采用低黏度，潤滑性能較好的潤滑油來降低摩擦功耗，在保證實際用風(fēng)量的同時盡可能設(shè)定低的壓風(fēng)機排氣壓力，因為排氣壓力設(shè)定的越低，所消耗的軸功率越少；

　?、鄱ㄆ趯猴L(fēng)機進行維護保養(yǎng)，發(fā)揮機器的*佳性能，另外還可以通過選擇高效的電動機來達到節(jié)能的目的。

　　但是僅僅依靠上述措施還不能完全挖掘出壓風(fēng)機組的節(jié)能潛力。對壓風(fēng)機組采用變頻調(diào)節(jié)的方法可大大提高輕載運行時的工作效率，降低壓風(fēng)機的能耗，創(chuàng)造較好的經(jīng)濟效益，對煤礦企業(yè)經(jīng)濟運轉(zhuǎn)有著重要的意義。

　　2控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及監(jiān)測功能

　　2.1控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

　　擬定將壓風(fēng)機集控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計成3級化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，按縱向控制層次可依次分為設(shè)備層，控制層和信息管理層3級?？刂茖硬杉O(shè)備參數(shù)和執(zhí)行控制命令，主站和分站間通過485方式進行通信，主站通過光纖以太網(wǎng)與監(jiān)控計算機通信。

　　其中設(shè)備層是3級化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的*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；控制層是3級化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的中間層，主要包括PLC控制器，觸摸屏和UPS電源等設(shè)備；信息管理是3級化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的*高層，是對控制系統(tǒng)進行管理調(diào)度的部分，主要包括監(jiān)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(shè)備。通過3層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)對壓風(fēng)機群組的參數(shù)及故障進行監(jiān)視與保護，可以使系統(tǒng)運行得更加完善，各部分獨立運行，相互協(xié)調(diào)。

　　2.2系統(tǒng)的監(jiān)測功能

　　實時監(jiān)測壓風(fēng)機電動機的狀態(tài)，電壓，電流，排圖氣溫度，進氣溫度，排氣壓力，油分（油壓力），進水壓力，排水壓力，進水溫度，排水溫度，油位，前軸承溫度，補水壓力，后軸承溫度，冷卻水溫，水泵狀態(tài)，閥門狀態(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(shù)，在上位機中以曲線形式顯示，并記錄歷史數(shù)據(jù)，便于工作人員進行查詢。壓風(fēng)機運行狀態(tài)監(jiān)測部位模擬圖如圖3所示，主要包括6臺空壓機，3個水箱，6臺水泵，6臺儲氣罐以及相關(guān)閥門。

　　3壓風(fēng)機常見故障及FTA研究

　　3.1壓風(fēng)機系統(tǒng)常見故障

　　根據(jù)各種相關(guān)文獻資料以及工程技術(shù)人員的實踐經(jīng)驗，總結(jié)歸納出壓風(fēng)機系統(tǒng)在實際運行過程中的常見故障，故障形成的原因以及解決方案。

　　3.2FTA算法研究

　　故障樹分析法（FTA，F(xiàn)aultTreeAnalysis）是一種將系統(tǒng)故障形成的原因由總體至部分按樹枝狀逐級細(xì)化的分析方法，是對復(fù)雜的動態(tài)系統(tǒng)設(shè)計，工廠試驗或現(xiàn)場失效形式等進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(tǒng)故障"為頂節(jié)點事件，設(shè)定5個分系統(tǒng)節(jié)點，即軸承溫度過高，空壓機組振動大，排氣量不足，空壓機油路系統(tǒng)故障和空氣過濾器阻力大，從而構(gòu)成空壓機系統(tǒng)的二級節(jié)點故障樹，再依次按照二級節(jié)點包含的故障，將系統(tǒng)故障樹擴展成為三級節(jié)點故障樹。

　　故障分析的求解過程主要是推理和控制的過程。所謂推理，就是指按某種策略由己知的故障種類判斷推出其他可能的故障的思維過程；控制就是指控制診斷過程如何進行下去，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(guī)則的選擇策略，即對出現(xiàn)的故障進行規(guī)劃區(qū)分，然后選擇故障樹中相對應(yīng)的解決方法進行故障診斷。系統(tǒng)運用正反向混合推理控制策略對壓風(fēng)機組節(jié)能系統(tǒng)進行了故障診斷模型的建模，根據(jù)重要征兆，通過正向推理初步得出假設(shè)，再利用反向推理進一步驗證假設(shè)是否正確，如此反復(fù)，直至*終得出故障結(jié)論示。

　　故障搜索方式一般有2種：寬度優(yōu)先和深度優(yōu)先。深度優(yōu)先相對而言比較容易實現(xiàn)，它沿著一條推理規(guī)則的方向，依次深入到問題的更細(xì)致部分，在深入的同時詢問所有與之相關(guān)的問題；寬度優(yōu)先搜索時一般從一個"話題"跳轉(zhuǎn)另一個"話題"，并隨機詢問。針對該壓風(fēng)機系統(tǒng)發(fā)生故障的同時性，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(tǒng)進行故障診斷的任務(wù)是要把同時存在的各種具體故障都找出來且區(qū)分其程度，所以該系統(tǒng)選擇了寬度優(yōu)先的搜索策略。

　　4結(jié)語

　　壓風(fēng)機組自動控制系統(tǒng)是由多臺螺桿式空壓機設(shè)備組成的一套連續(xù)供氣系統(tǒng)。針對目前壓風(fēng)機組工作時能耗大，故障保護不足等問題，對原有的機組從控制策略和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上進行了節(jié)能措施的分析，提出了變頻調(diào)節(jié)的控制模式，設(shè)計了壓風(fēng)機組的3層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，實現(xiàn)了整個系統(tǒng)的自動化控制和遠程管理。在故障診斷及專家系統(tǒng)知識的基礎(chǔ)上，分析了壓風(fēng)機組可能出現(xiàn)的故障種類和解決方案，著重探討了FTA算法在機組故障維護中的應(yīng)用，確定了寬度優(yōu)先的故障搜索策略和正反向混合推理控制模型，實現(xiàn)了壓風(fēng)機組控制系統(tǒng)的故障診斷。