矿井提升机远程状态监测与智能故障诊断研究_栗帅
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矿山机电设备自动在线监测与故障诊断系统发布时间:2022-07-11T09:20:56.223Z 来源:《中国电业与能源》2022年第5期作者:傅丽强[导读] 随着当前经济社会发展程度提升,工业强度不断增大傅丽强山东黄金矿业(莱州)有限公司焦家金矿山东济南250000摘要:随着当前经济社会发展程度提升,工业强度不断增大,设备运行的强度也就随之增加,因此在矿山生产的过程中往往面临着加大的故障发生的可能性,一旦出现了严重的破损现象,将会造成无法挽回的生命和财产安全损失。
因此,为了保证生产的正常运行,就需要在机电设备的管理过程中提升工作质量,也对机电设备的系统不断提升了要求。
需要对各个部件或者机械设备运行的整体环境进行全方位的检测和有效分析工作,从而避免出现严重的故障和问题。
通过自动化检测系统防止出现老化等一系列的问题,提前做出防范措施。
从而在长期的矿山生产和机械设备应用过程中提升故障的处理效率,保持稳定的运行环境,提升工作效益,保证矿山企业的生产效益。
关键词:矿井;机械;自动化;在线监控;故障检测;机械和电气设备的可靠运转是矿井安全、稳定的重要保证,而机械的操作质量对矿井的开发利用具有重要意义。
在实际应用中,由于环境因素、人为因素以及工艺等因素的作用,使得机械装置在运行中会发生损耗,并发生多种故障。
其中,电气设备的在线监控和故障检测是其中一个关键环节,它可以对机械设备的每一个零件或一个整体进行实时监控,从而使操作人员能够正确地判断出电气装置的工作状况,从而能够及时地找到可能存在的问题,并采取相应的对策,从而减少机械设备的故障几率。
1矿井机械设备故障的成因金属非金属矿山井下作业条件比较特殊,机械等作业条件比较苛刻,而高负载的机械装置相对其它的机械装置更易发生故障。
出现故障的成因主要表现在以下几个方面:(1)超负荷运转,在生产过程中,机械和设备的额定负荷都是有规定的,而且矿井的工作负荷很高,一般的机械和设备都是经常出现这种情况,在这种情况下,很可能会出现高负荷、超负荷的情况。
矿山机械设备的状态监测与故障诊断方法摘要:近年来,随着我国社会经济的高速发展,对能源的需求不断增长,同时对自然资源的开采量也与日俱增,我国采矿业得到快速发展,并且依托现代科学技术的应用,逐渐实现了机械化现代化。
在矿山开采过程中所应用的机械设备运行状态以及运行稳定性直接决定了矿山开采的效率和质量,为及时进行多项故障的排除和有效解决,就需要重视对矿山机械设备的状态监测和故障的诊断。
为此,本篇文章主要针对矿山机械设备状态监测与故障诊断相关技术做出简要讨论,以期能够为矿山机械设备维护与维修以及提高机械设备运行稳定提供一点理论指导。
关键词:矿山机械设备;状态监测;故障诊断工业化、现代化建设离不开对自然资源的利用,我国土辽阔,且蕴含着丰富的自然资源,各种煤炭、金属矿脉不断被发现和开采,随着矿山生产规模的扩大,对机械设备的应用范围日益广泛,对机械设备的标准与要求也持续提升。
为了能够满足矿山实际开采生产的需求,需要加强对机械设备状态的监测和故障的准确判断,以及时排除且设备的故障。
目前,矿山机械设备状态监测方法较为多样,主要是依据机械设备日常运行过程中所表现出的异常情况进行故障诊断,例如噪音、振动、磨损、温度等等,进而根据所做出的设备故障定位与判断分析寻找出有效解决的方法,以实现设备的维护,保证矿山机械设备的使用寿命和矿山生产安全。
一、矿山机械设备所具有的特点首先,高技术性特点。
当前在市场当中所流通的矿山机械设备在技术水平方面较为成熟,且各种作业面应用的设备种类也较为丰富,而且在现代先进信息化技术自动化技术的应用下,矿山机械设备逐渐实现了智能化和自动化,相比传统设备作业模式有效提高了工作的质量和效率,同时也能够实现矿山作业中变量的控制[1]。
其次,复杂性特点。
矿山所应用的机械设备涉及的专业领域相对较为繁杂,其主要涵盖了机械自动化电气工程数控技术集成电路等多个专业内容,而且在实际操作过程当中,对技术人员专业要求较高,需要其能够全面掌握相应的专业知识和技术操作规范。
煤矿综采工作面设备状态综合监测及故障预警系统研究与应用摘要:近几年,随着社会经济的高速发展和科学技术的不断进步,智能化技术也渗透到了社会的各个领域。
比如在煤炭行业,将智能化技术运用到煤炭开采中,极大的提高了煤炭开采的效率。
现阶段我国的煤炭开采已经全部实现了机械化作业,以前比较传统的煤炭开采方式已经满足不了现在的行业发展趋势,运用智能化开采技术可以运用开采设备对煤层和参数进行详细的分析研究,并且智能化开采技术的安全系数比较高,可以避免很多意外。
所以,运用先进传感、检测监控技术、可视化技术、5G融合网络等智能化开采技术是现在煤炭行业的主要发展方向,为煤炭行业智能化发展提供了强有力的技术保障。
基于此,本篇文章对煤矿工作面设备状态综合监测及故障预警系统研究与应用进行研究,以供参考。
关键词:煤矿工作面;设备状态综合监测;故障预警系统;研究与应用引言我国是煤炭大国,煤炭也是我国最重要的能源之一,我国现在还处于工业发展的时期,在以后的很长一段时间内,煤炭依旧是重要的世界能源,并且有着不可替代的主要地位。
现代化信息技术的高速发展对煤炭行业也产生了很大的影响,煤炭行业想要继续发展下去,就必须顺应时代的发展趋势,运用智能化技术来促进煤炭行业的发展。
基于此,本文探究煤矿工作面设备状态综合监测及故障预警系统研究与应用分析。
1煤矿综采智能化工作面的技术特点1.1自动化控制提升准确性在煤矿综采工作的实际操作过程中,应该运用自动化控制系统对开采工作进行控制,比如说运用采面支架自动化和降尘自动化系统等技术来实现煤矿开采自动化。
智能化控制设备不同于以往的人工控制,它是通过计算机系统来实现智能化的系统控制,大大降低了工作人员的工作强度,同时也提高了煤矿综采运行的效率和准确性,降低错误率。
1.2参数监控确保实时性煤矿智能化系统拥有强大的计算能力,将智能化系统和设备运用到煤矿综采作业,可以有效的提高煤矿开采参数的准确性,从而实现煤矿综采的智能化监管目标。
煤矿机械设备状态监测与故障诊断综述刘功生南华大学机械工程学院,湖南衡阳421001摘要:在充分了解机械设备状态监测和故障诊断技术的发展历程的基础上指出其存在的不足;在了解故障机理的基础上提出煤矿机械常用故障诊断方法;列举出目前故障诊断技术在煤矿机电设备中的应用实例,并指出该技术在应用中该注意的关键问题,最后预测其发展趋势。
为煤矿机械设备状态监测和故障诊断技术的深入研究发展及应用提供较完善的理论基础。
关键字:煤矿机械;状态监测;故障诊断;综述The Overview of Condition Monitoring and Fault Diagnosisin Coal Mine Mechanical EquipmentGongsheng LiuAcademy of mechanical engineering, Hunan Hengyang 421001Abstract:On the basis of fully understanding the development history of condition monitoring and fault diagnosis in mechanical equipment the text points out the shortages of the technique itself. And on the basis of having an understanding to the fault mechanism the text offers some common methods to the fault diagnosis of coal mine mechanical equipment. Some application examples of fault diagnosis technique to coal mine mechanical and electrical equipment are listed and some key problems which should be taken attention to in the application are also been pointed out in the text. At the last of the text the developmental trend of the technique are also beingforecasted. All in all, the text will provide a theory to the research and application of the technique to the condition monitoring and fault diagnosis of coal mine mechanical equipment. Keywords: Nuclear equipment; Condition monitoring; Fault diagnosis; Overview 目前,在煤炭工业企业中,事后维修和计划维修在现有的维修体制中仍占有重要的地位,而这样维修体制不可避免地存在维修不足或维修过剩的问题[1]。
矿山机电设备自动在线监测与故障诊断系统摘要:现阶段,国内矿山勘测设备管理和故障预防措施仅仅是依靠维修诊断,而这种方式仍会造成一定的损失,因此实现机电设备自动在线监测与故障诊断越来越重要。
通过系统需求分析设计系统结构框架,并通过硬件和软件设计,完成自动在线监测与故障诊断系统的全部设计。
本文就结合矿山生产的实际情况对机电设备运行中在线监测与故障诊断系统的应用展开探讨。
关键词:机电设备管理;自动在线监测;故障诊断系统引言:煤矿机电设备是保障矿井安全开采的关键,尤其是提升系统的机电设备。
基于科技进步发展和工业生产水平的改进,矿井提升设备不断研发,以实现更大程度的自动化和复杂性。
故障发生直接影响安全性并导致大规模的经济损失和伤亡。
最近,对矿井机电设备的可靠性和安全性越来越高的要求,需要高效复杂的故障诊断技术。
依靠人工行动以解决操作问题或进行日常维护已经越来越困难。
有效解决方案是建立一种基于物联网的提升设备智能化系统,其中包含远程监控和故障诊断系统。
通过对煤矿机电设备智能系统的开发模式和远程故障监测系统的关键技术研究,实现了远程故障监测系统在实际工程中的实践应用。
1矿山机电设备发生故障的原因分析由于矿山开采所处环境较为复杂,机电设备在运行过程中需要面对恶劣的工作环境,并且负荷较大的机电设备相比其他设备更容易产生故障问题,通过对以往机电设备故障进行分析,造成设备故障的原因主要有以下几方面:(1)设备运行负荷过大,机电设备在生产制造中都会对其核定功率与工作负载极限有一定的要求,而矿山开采往往需要大量高负荷的工作内容,对于一些常用机电设备的使用频率较高,机电设备在此环境下容易产生高负荷、超负荷的现象,长时间作用下就会对机电设备造成极大的损伤,从而引发各种故障问题。
(2)机电设备运行能力下降,机电设备运行能力下降的原因有很多种,第一,设备在使用过程中由于时间长、负荷大出现内部构件过热,而矿山开采环境作用下,机电设备散热受到很大影响,如果得不到及时的处理就会由于设备过热而降低工作效率,甚至引发机电设备故障。
采煤机远程监控及故障诊断系统
采煤机是综采工作面落煤和装煤的主要设备,它的正常运转决定着综采工作面的生产效率。
虽然采煤机控制系统具有监测和故障诊断功能,但由于工作环境恶劣,采煤机零部件多,结构复杂,致使操作司机不能及时掌控采煤机的各项运行参数,可能使采煤机带病工作,甚至出现故障。
另外,采煤机的工作参数如采高和采机位置等信息是建立自动化综采工作面的基本依据。
建立采煤机运行状态的实时远程监测,有助于保障采煤机的安全运行以及综合调度工作面生产,提高煤矿生产的自动化、信息化管理水平,并将为实现自动化无
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电除雪采煤机的监测参数分成内部参数和外部参数。
内部参数指采煤机运转的内部系统参数;外部参数指须要安装适当的外部传感器而赢得的采机运转宏观参数。
内部参数
采煤机内部参数由采煤机的plc控制器和除雪变频器收集。
plc顺利完成截割、滚筒滑行、系统故障诊断等的操作方式与掌控。
除雪变频器在plc掌控下,负责管理采煤机除雪操作方式,二者通过rs485通讯端口同时实现主控通讯。
除雪变频器顺利完成除雪参数的收集并上载plc,plc顺利完成其他内部参数的收集。
全部内部参数数据由plc通过
rs485/rs232USB传输给通讯工控机。
外部参数
外部参数包含瓦斯含量、布季卧底量、采机边线等参数。
(1)瓦斯含量:外接瓦斯传感器轻易互连plc控制器。
(2)布季、卧底量:在左右摇臂上分别加装气体摆式倾角传感器,摇臂的滑行状态转换成传感器的倾角变化,经apd切换后由plc收集。
plc远程网关控制系统架构:
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3。
矿山机电设备自动在线监测与故障诊断系统摘要:煤矿机电设备是保障矿井安全开采的关键,尤其是提升系统的机电设备。
基于科技进步发展和工业生产水平的改进,矿井提升设备不断研发,以实现更大程度的自动化和复杂性。
故障发生直接影响安全性并导致大规模的经济损失和伤亡。
最近,对矿井机电设备的可靠性和安全性越来越高的要求,需要高效复杂的故障诊断技术。
依靠人工行动以解决操作问题或进行日常维护已经越来越困难。
有效解决方案是建立一种基于物联网的提升设备智能化系统,其中包含远程监控和故障诊断系统。
关键词:煤矿;机电设备;在线监测;故障诊断中图分类号:TD407文献标识码:A引言从当前机电设备在煤矿中的使用情况来看,整体的工作稳定性相对于先前有了明显增加。
但是,煤矿井下工作环境相对恶劣,特别是很多机电设备在较长时间内处于超负荷运行状态,增加了机电设备出现故障的风险。
因此,全面做好机电设备在线监测工作十分关键,对煤矿机电设备自动在线监测与故障诊断系统进行分析具有重要意义。
1 煤矿机械设备故障的主要因素煤矿开采的主要工作环境是地下巷道。
由于采矿和运输设备种类繁多、工作环境恶劣、机械操作人员素质参差不齐等因素,导致机械设备故障的原因比较复杂。
例如,机械设备本身的结构设计缺陷,未能按照规范安装设备,导致设备操作受伤,操作人员不熟悉设备的操作,以及煤矿巷道中的灰尘和湿度等恶劣工作环境可能导致机械损坏。
为了提高机械的稳定性和安全性,应在设计和制造过程中进行严格控制,以提高设计和制造质量的合理性,保证机械的功能和运行质量,避免因机械制造过程故障而频繁发生故障。
另外,机械设备长时间运行,一些易损部件和润滑传动装置需要及时进行维修保养,这就需要高超的故障诊断技术,在设备检修诊断环节发现设备的故障隐患,在故障发生前对故障进行有效排除,做好设备故障的预防。
2 系统总体架构机电设备远程监测与故障诊断系统的总体网络结构主要由数据通信网络、现场监测与诊断子系统和远程诊断中心组成。
浅谈矿井提升机故障智能诊断系统的应用与完善摘要:提升机的运行状态对整个作业过程都具有极其重要的影响,一旦其发生故障,就极有可能导致重大的经济损失和安全事故。
因此,必须对矿井提升机的工作状态进行严格的控制和管理,并运行先进的在线故障智能诊断技术对其进行“预知维修”,弥补传统计划维修、定期维修导致的维修过剩和欠修故障。
本文从矿井提升机运行中常见的事故类型及其原因出发,分析了故障智能诊断系统应用于提升设备的工作原理及其优势,并对该系统的优化与完善提出富有针对性的建议。
关键词:矿井提升机机械故障智能诊断系统中图分类号:td53 文献标识码:a 文章编号:1674-198x(2012)05(b)-0074-011 矿井提升机常见的故障类型及其产生原因1.1 提升机故障对矿井生产的影响作为矿井生产过程中的关键环节,提升设备的主要任务是将矸石或原煤由井下提至地面,并帮助作业人员及生产资料往返于地面和井下之间。
提升机的运行状态对整个作业过程都具有极其重要的影响,一旦其发生故障,极有可能导致重大的经济损失和安全事故。
因此,必须对矿井提升机的工作状态进行严格的控制和管理,全面掌握设备的运行规律,对常见事故类型及其原因进行分析,并运行先进的在线故障智能诊断技术对其“预知维修”,弥补传统计划维修、定期维修导致的维修过剩和欠修故障,节约非必要的停机成本。
1.2 矿井提升机的常见故障类型提升机在作业中常见的故障类型根据其严重性应分为必须紧急停车、必须事故停车以及须以信号预警等三个类型。
必须紧急停车的事故包括提升机制动系统液压站电动机故障、错向运行、两终端过卷扬或超速、主电动机失励磁、直流主回路过电流或过电压,以及保护回路失电等问题,一旦发生该类事故,则必须马上断开交、直流回路并进行制动停车。
事故停车故障包括制动轮变形、两终端之间超速、安全门打开、紧急停车后未调零或调零电机故障、操作限位开关失灵以及尾绳故障等,此类故障发生时应按速度图减速至2m/s后自动制动停车,再予以排除。
分析矿井提升机的检修常见故障与处理摘要:矿井提升机是我国矿产生活中所应用到的主要设备之一,矿井提升机在矿产生产中的应用能够有效提升矿产开发效率,保障开发活动的顺利进行。
但是,在实际矿产开发工作的开展中,矿井提升机容易因长时间的运行等原因出现故障,导致生产活动的安全性难以得到保障。
为有效提升矿井提升机在应用中的稳定性和安全性,相关应用单位应该加强对矿井提升机的常见故障和原因的探析,并探究高效的故障处理措施。
基于此,本文首先简要对矿井提升机的检修任务和检修内容进行介绍,随后分析当前矿井提升机在应用中常见故障,并突出相应的处理措施,以此供有关人士参考交流。
关键词:矿井提升机;常见故障;检修;处理措施引言:在矿产开发工作的开展中,矿井提升机具有重要的应用价值,其主要任务是完成井筒内煤炭、碎石、人员、设备和材料的下放,是井下工作系统与地面联系的重要纽带。
在矿产生产中,矿井提升机的稳定性直接决定了生产活动的安全性。
为保障矿产生产的安全性,提升生产活动所带来的经济效益,生产单位应该针对矿井提升机开展定期检修工作,并针对常见故障采取有效的处理措施,以此提升生产效率。
一、矿井提升机的检修任务在矿产生产活动的开展中,对矿井提升机进行定期检修工作能够为设备的稳定运行提供保障,提高生产活动的安全性。
在实际检修工作的开展中,主要检修任务可概括为以下八个方面:①检查设备是否存在应用缺陷和安全隐患。
矿井提升机在经过长期的运行后,其部分运转部件可能会出现磨损、震动、点蚀等问题,虽然这些问题还不足以引起机械停机,但如果不及时处理这些问题就会导致设备运行存在巨大的安全隐患,随时可能导致生产安全事故的发生[1]。
因此,生产单位应该分配人员定期对设备存在的缺陷及安全隐患进行排查,保障设备的稳定、安全运行。
②定期检查设备的隐蔽零件。
矿井提升机的隐蔽零件的检查通常需要解体设备后才能进行。
检修人员应该在定期对设备的隐蔽零件进行检修,预先检查设备的隐蔽零件是否存在故障,并及时对存在问题的零件进行替换或维修处理,避免由于隐蔽零件出现故障而影响设备的正常运行。
煤矿井下智能巡检机器人自动控制技术的研究任帅发布时间:2023-06-28T07:33:48.981Z 来源:《工程建设标准化》2023年8期作者:任帅[导读] 当前科学技术的快速发展和现代化大生产的广泛应用,使得煤矿机电设备集成化、自动化程度越来越高。
鉴于机电设备功能和结构的复杂性以及组件之间的紧密性,其主要零部件损坏会直接导致设备无法正常工作,最终导致系统失效,影响企业的安全稳定运行。
因此,矿企大多采用传感器固定监控和人工巡视相结合的方式对井下电力设施监测,确保煤矿的安全生产。
中煤科工集团重庆研究院有限公司重庆 400039摘要:当前科学技术的快速发展和现代化大生产的广泛应用,使得煤矿机电设备集成化、自动化程度越来越高。
鉴于机电设备功能和结构的复杂性以及组件之间的紧密性,其主要零部件损坏会直接导致设备无法正常工作,最终导致系统失效,影响企业的安全稳定运行。
因此,矿企大多采用传感器固定监控和人工巡视相结合的方式对井下电力设施监测,确保煤矿的安全生产。
井下作业环境恶劣,工人身心健康得不到保证,且设备稳定可靠工作的不确定性受巡检人员水平差异影响大;传感器固定监测则监测点多、布置复杂,扩展功能受限。
随着机器人技术飞速发展以及煤矿安全高效生产更高要求的提出,促使煤炭行业急需运用机器人技术、人工智能技术实现煤矿无人化、智能化巡检。
基于此,本篇文章对煤矿井下智能巡检机器人自动控制技术进行研究,以供参考。
关键词:煤矿井下;智能巡检机器人;自动控制技术;应用分析引言近年来,我国已经加大了对煤矿井下运维管理工作的重视力度,开始将直升机、无人机等应用到巡检工作中,在一定程度上缓解了人工巡检压力。
但受环境因素和技术因素限制,直升机飞行路径单一,巡检精度不够;无人机续航时间相对较短,手动操作时易损坏,煤矿井下智能巡检效果并不理想。
研究基于上述问题设计一款可自主巡检、智能跨障、动态监测的机器人系统,支持GPRS定位、状态环境感知、图像数据采集、在线诊断评估及可视化展示,为煤矿井下运维管理提供了有效参考。
国内矿山行业已经发展到一个特殊阶段:设备自动化程度不断提高,设备操作人员工作简化,但人员费用随社会发展不断提高,使减员增效成为现实的迫切需求;另一方面,设备网络化程度越来越高,光纤网络、5G及云平台等技术得到广泛应用,在安全得到保证、技术手段完善的前提下,远程监控和控制的做法被普遍接受。
随着国家智能化矿山建设政策的大力推行,矿井提升机的智能化、无人化、信息化是必然的发展趋势。
提升机作为矿山咽喉设备,近年来无人化一直是关注焦点,提升机的无人值守势必带来安全运行、设备监控等问题,安全平稳运行必须具有完善的安全保护和安全联锁,提升机必须能够进行远程的全面监控;设备健康状态诊断也非常重要,除了提升机电控设备、液压设备检测,还有对于电机、轴承、减速器等设备的温度、振动检测,其数据分析、故障定位、预警报警、智能化是进一步发展的方向。
1 研究内容和方法根据智能化需求推动远程集中控制技术快速发展,主井提升机负荷稳定且工况单一,无人值守较副井更易实现,西门子公司最早在国内煤矿有主井机房无人值守应用案例。
国内知名电控厂家都在进行主、副井无人值守相关研究,随着近几年技术的成熟,在国内金属矿山主、副井提升机上已开展无人值守的应用,特别是金属矿多水平副井电梯式无人值守减员增效效果显著。
而煤矿矿井提升机及井筒装备的智能化和无人化也在蓬勃的开展,该方案融合了当前先进的实时以太网技术、自动化控制及检测技术、无线通讯技术,方案的实施在国内矿井提升机方面处于技术前沿水平。
本系统囊括了诸如实时以太网、运动控制、分布式自动化、故障安全以及网络安全等当前自动化领域的先进技术的PROFINET新一代工业以太网技术的自动化总线标准,采用西门子S7-1500系列PLC的PROFINET实时以太网技术,在主井机房增加传感、可编程、视频及网络设备,完善现有提升机检测和监控,通过光口交换机连接主井机房及副井机房,主井所有数据通过光纤远程连接至副井机房及调度中心,实现主井全自动运行,机房无司机值守,在调度中心或副井机房远程监控主井提升系统。
矿山机电设备智能故障检测诊断技术分析摘要:随着社会不断地发展,煤矿开采技术的不断创新,矿山生产逐渐向着机械化、自动化和智能化的方向发展,各类机电设备的应用数量在不断增加,需要结合设备故障影响,积极做好故障检测和诊断工作。
智能化故障检测和诊断技术可以帮助技术人员快速、精确的确定故障点,具有缩小故障影响、提高生产效率的价值。
如何有效在矿山中落实智能故障检测诊断技术,也成为很多矿企需要考虑的问题。
关键词:矿山机电设备;智能化;故障检测引言目前,中国矿山机电设备对于安全性和可靠性的需求正在逐步提升,其关键是要每天对矿山机电设备进行维护与管理,以增强其利用的效果,防止因设备出现问题而造成的不利后果。
所以,在运用机电设备时,要采用科学、合理的故障诊断技术。
矿山机电设备有很多种不同特点的诊断技术为了保证机电设备的工作效率,需要科学合理地运用相应的故障诊断技术。
1智能故障诊断技术的概念矿山中应用的智能故障诊断技术,本质上可以看作预防机械设备故障的技术。
在对设备的运行进行可靠性分析后,可以得出设备的多种故障及其概率,采取对应措施降低机电设备的故障率后,能满足矿山开采需要。
智能故障诊断技术包含传感技术、现代计算机技术和信息处理技术等方面,在综合应用中可以借助信号检测、特征提取、状态设别和诊断决策四个流程,提高故障诊断的效率和准确性。
传感器负责设备状态信号产生,在对设备状态监测中,如果发现设备故障则会改变状态量信号,同时事故特征信号是从无用信号中筛选而来,便于在数据库的支持下对特征信号进行故障识别,进而发挥故障诊断价值。
2矿山机电设备智能故障检测诊断技术步骤2.1信息采集检测矿山机电设备的机械运行状况、工作信息,利用机电设备传感器输入、采集、分析数据,利用计算机的数据库系统保存数据。
同时将数据及时送入数据存储器或计算机系统中。
2.2数学模型构建矿山机电设备由参数数值直接体现工作状态的,一旦发生了故障,数据就会发生对应的变化,此时通过对参数数据建立数学模型的方式,既能有效快速地判断出设备的运行状况,在矿山机电设备故障诊断中数字模型构建是最有效、最直观的诊断技术。
矿井提升机远程状态监测与智能故障诊断研究
栗
帅
(山西潞安矿业集团安全仪器测试中心,
山西襄垣046200)摘
要:提升机是矿井最具有关键性的机电设备之一,俗称“矿山咽喉”。
矿井提升机是否安全可靠运行,不仅影响到整个矿井的生产,还
关系到井下作业人员的安全。
随着煤矿的大型化和开采深度的增加,矿井提升机如果继续采用传统的现场监控和故障诊断系统,将不能适应目前矿井的要求。
随着计算机科学技术、检测监测技术和故障诊断技术的高速发展,利用现代化高科技对矿井提升机的监测与故障诊断具有重要的意义。
关键词:矿井提升机;远程状态;监测;智能故障;诊断中图分类号:TD534
文献标识码:A
文章编号:1006-8937(2015)03-0109-02
1国内外远程监测诊断技术的发展
故障诊断技术起始于机械设备故障诊断,现代的故障诊断包含了故障维修,
故障维修不仅在设备使用过程中发生故障时进行维修,还应该在故障发生前根据监测诊断的结果确定故障源,提前预防维修。
1.1发达国家远程检测技术的发展
发达国家对故障诊断具有非常前沿的技术研究。
美国在航天、航空、核工业以及军事等尖端部门故障诊断技术都处于世界的最前沿。
英国在飞机、汽车发动机监测及诊断方面具有领先作用。
欧洲一些发达国家在故障诊断的一些方面具有较为先进的技术:如最为先进的瑞典轴承监测技术,丹麦的噪声振动监测技术等。
日本在工业方面的诊断技术发展迅速,如现代化工、钢铁冶金、铁路运输诊断技术等。
1.2国内矿井提升机远程监测技术的发展
我国对煤矿安全监察力度日渐上升及机电设备的安全运行对企业经济效益和安全保障的影响,煤矿企业迫切需要对矿井机电设备进行在线监测,尤其是作为矿山咽喉的矿井提升机。
进行定期检修、远程监测和智能故障诊断的研究对设备维护有着重要作用。
我国在设备状态的监测与故障诊断技术的研究起步相对较晚,却得到了迅速的发展。
2矿井提升机状态监测与故障诊断技术发展趋势
应用矿井提升机的故障诊断技术已经极大地提高了设备
运行的安全可靠性。
随着矿井提升机故障诊断系统的快速发展,使矿井提升机故障诊断走向智能化。
由数值计算和信号处理方法的诊断过程已经被知识处理和推理方法的诊断过程所替代。
我国属于能源大国,近些年来对矿井提升机故障诊断技术系统的研究更加深入,各种方法相互融合和渗透。
矿井提升机状态监测与故障诊断技术总体上逐步走向信息化、网络化和智能,具体体现在以下几个方面。
2.1系统结构
如今研制的矿井提升机状态监测与故障诊断系统已发展为网络化。
2.2监测方式
由先进的在线监测替代传统的巡回监测、定期监测,监测效
率得到了提高,为矿井提升机的实时故障诊断系统提供了条件。
2.3监测参数
由传统的单参数监测已经发展为多参数监测,为后续故障诊断系统提供了更多的原始数据。
2.4系统软件设计
由单任务系统发展为多任务处理系统。
涉及到的通讯处理、数据库设计、推理机设计等,可以逐渐增加分布优化处理等特点。
2.5系统功能
由监测和诊断逐步走向监测、诊断、预报、治理和管理,具有一体化的优势。
诊断方法向快捷化、智慧化、灵敏化等方向进展,诊断方式向有传统的现场诊断发展为现场诊断和远程诊断相结合。
2.6故障诊断方法
出现了多种诊断方法相结合的故障诊断系统,达到更有效、更准确的故障诊断。
3矿井提升机事故分析
煤矿提升机运行过程中发生频率较高,造成巨大损失和影
响较大的常见事故主要有过卷事故、断绳事故、制动失效事故、滑动事故、井筒事故及各类轴类零件突然断裂事故等。
3.1过卷事故分析
过卷事故主要是上提过卷和下放过卷两种事故。
上提过卷是矿车或人车被提升到地面井口没有停车,继续上行造成的事故。
造成井架拉倒或是钢丝绳拉断而导致跑车。
下放过卷是当矿车下放到井底没有减速停车,造成与井底承接装置发生碰撞造成的蹲罐事故。
3.2断绳事故分析
断绳事故属于最严重的事故之一,如果这类事故发生,将造成煤矿重大的经济损失且危及到此巷道作业人员的生命安全。
常出现的断绳原因有以下几点。
①锈蚀:井下环境相对较潮湿,金属易变脆,其抗拉强度和抗冲击强度性能也随之降低。
②磨损:矿井提升机在进行缠绕过程中,变层跨圈处经常出现上、下层钢丝绳之间的挤压,也叫“跨圈现象”,使钢丝绳出现横向滑动和纵向滑动,造成钢丝绳剧烈磨损。
地轮不转或转动不灵活,钢丝绳磨损更为严重。
③疲劳:是指长时间的反复弯曲导致钢丝绳强度降低。
作者简介:栗帅(1990-),男,大学本科,助理工程师,研究方向:煤矿
四大件检测,煤矿用提升机或者架空乘人装置。
企业技术开发
TECHNOLOGICAL DEVELOPMENT OF ENTERPRISE
第34卷第3期Vol.34No.3
2015年1月Jan.2015
④冲击和振动:
经常的松绳、过卷将引起的各种冲击和振动。
直接的影响到钢丝绳的使用寿命。
⑤超载:提升时超挂车和拉掉道车辆,将导致过载。
⑥个别矿井防护装置不全或防护不起作用。
⑦检修时措施不符合要求或方法不当。
⑧操作不当。
⑨超出使用寿命或带有隐患运行。
3.3制动失效事故分析
矿用提升机采用液压盘式制动器。
制动失效的原因主要有以下几点:
①制动力矩大,导致动张力增大引起滑动。
②超载或制动初速大,导致电气设备跳闸,再次启动时,司机操作失误将方向开反,使得重物下放,当发现时矿井提升机速度较快,将会出现制动不住的事故。
③制动力矩小,造成制动不住。
3.4滑动事故分析
提升机运行过程中,其滑动现象经常出现在等速运行、启动加速、
紧急制动的三个阶段。
在矿井提升机的使用中缺乏称重系统,经常出现超载现象严重超载;绳或衬垫有油污;启动或制动力矩过大,导致钢丝绳张力差变化大。
3.5突发性断轴事故分析
轴作为减速器、
主轴装置和天轮中的决定性零件,具有支撑作用。
引起断轴事故的主要原因有:主轴疲劳发生断裂、提升机的主轴结构设计与使用不合理、矿井提升机长期处于超载运行中、矿井提升机超出其使用年限、提升机故障结构。
矿井提升机机故障诊断结构包括了矿井提升机的减速器、主轴、电机、制动系统等四个方面的结构信息;减速器、主轴、电机、制动系统的相应故障是有关联的,其关联方式如图1所示。
通过贝叶斯网络解决了不确定性的知识推理网络。
下面一层属于征兆信息。
由监测诊断软件获得征兆信息,在利用贝叶斯网络推理进行故障诊断。
根据矿井提升机常见故障情况,振动分析中转子故障进行故障诊断分析,其转子故障结构图如图2所示。
贝叶斯网络在实现故障诊断,通过故障结果来判断导致该故障的原因,从而进行提升机的日常维护。
具有及时故障定位、确定故障点等优点,进行故障维修,效率高且节省人力物力。
其
维修决策结构如图3所示。
4系统总体结构
采用现场监测站和远程监控中心相结合的模式,建立矿井
提升机远程监测与智能诊断系统,远程通信采用GPRS网络无线网,采用公网固定IP。
现场监测站包括:提升机原有电控系统、传感器系统、逻辑控制器、电源及模拟量采集模块、数据传输设备等。
远程监控中心需配备计算机,通过GPRS网络对矿井提升机的运行状态进行动态监测与故障诊断,其结构图如图4所示。
5系统功能要求
矿井提升机远程监测与故障诊断系统软件、硬件要符合以
下功能:
①提升机运行状态时刻保持数据釆集与数据分析,其中包括提升机电气设备各个参数的监测;液压站的温度和压力监测是否温度超标;转子振动发出的信号进行实时监测与分析;及时发现第一故障点;制动盘偏摆量及闸瓦间隙的监测;利用GPRS无线收发。
②现场监测站作业人员,监控计算机确保在线实时对提升机数据采集与故障诊断。
③监控中心通过实地监测站所采集到的运行数据与故障
分析数据生成趋势曲线图,通过趋势曲线图反应提升机运行状态的变化。
④发生异常情况时能立即显示报警。
⑤管理人员应经常性的打印报表,查看提升机在一定时间内的运行状态。
6结语
矿井提升机的远程监测与智能诊断有效地实现了实时数据采集分析出现故障时及时报警,保障了提升机安全运行,且降低了通信故障率,为煤矿大型机电设备的管理提供了便利。
参考文献:
[1]王宝德.提升机群远程监测与智能故障诊断系统设计[J].工矿自动化,2013,(11).
图1故障诊断结构图
图2转子故障结构示意图
图3维修决策结构图
图4系统结构图
企业技术开发
2015年1月
110。