大型空氣壓縮機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控與故障診斷系統(tǒng)

中國(guó)礦業(yè)大學(xué)和兗州礦業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司針對(duì)空氣壓縮機(jī)控制系統(tǒng)中存在的問(wèn)題，設(shè)計(jì)出了一種無(wú)人值守的空氣壓縮機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，以PLC為控制核心，將整個(gè)現(xiàn)場(chǎng)構(gòu)成一個(gè)通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，并且結(jié)合遠(yuǎn)程監(jiān)控與故障診斷技術(shù)以及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，使得壓氣系統(tǒng)更加安全和穩(wěn)定，最終達(dá)到無(wú)人值守的目的。

①遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)以礦山的大型空氣壓縮機(jī)為研究對(duì)象，基于Windows XP/NT開(kāi)發(fā)。根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，采用IPC+PLC的多級(jí)分布式結(jié)構(gòu)。用PLC構(gòu)成系統(tǒng)的控制站，負(fù)責(zé)模擬信號(hào)的采集與模擬控制信號(hào)的發(fā)送等；工控機(jī)IPC構(gòu)成系統(tǒng)的操作站，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理、控制計(jì)算以及整個(gè)系統(tǒng)的綜合管理，并結(jié)合Ethernet構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)。系統(tǒng)具有組態(tài)容易、操作簡(jiǎn)單、易于維護(hù)、安全性及穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)。②故障診斷系統(tǒng)。當(dāng)前狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)是建立集成化、智能化的綜合系統(tǒng)，使硬件與軟件達(dá)到真正的融合，以克服傳統(tǒng)的分離式監(jiān)測(cè)或單功能以及局部監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)的弊端。此系統(tǒng)將空氣壓縮機(jī)在線監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)設(shè)計(jì)成多傳感器、多參數(shù)、集中控制與處理、模塊化可擴(kuò)展可重構(gòu)的柔性化軟硬件融合集成的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)?？諝鈮嚎s機(jī)監(jiān)控故障診斷系統(tǒng)具備設(shè)備與過(guò)程的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)采集、信號(hào)處理、狀態(tài)綜合判別、自動(dòng)報(bào)警及突發(fā)故障自動(dòng)保護(hù)、故障推理診斷等功能。根據(jù)各組成部分在物理連接和功能上的不同，將系統(tǒng)分為現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試、數(shù)據(jù)傳輸、狀態(tài)監(jiān)控和決策管理4個(gè)層次。③實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)。開(kāi)發(fā)了一套可建立完成數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)軟件，為用戶提供接口，使用戶能對(duì)來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)或人工鍵入的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，并且能夠?qū)刂葡到y(tǒng)進(jìn)行反饋控制輸出，為實(shí)現(xiàn)過(guò)程控制及其最優(yōu)化或?yàn)槠渌鼞?yīng)用提供數(shù)據(jù)服務(wù)。在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，主要考慮以下幾個(gè)基本設(shè)計(jì)目的：能快速查找各種記錄；數(shù)據(jù)庫(kù)易于維護(hù)機(jī)液壓系統(tǒng)壓力和流量要求，決定從綜掘機(jī)第一運(yùn)輸機(jī)操作閥后側(cè)引出鉆機(jī)液壓管路接口。為使鉆機(jī)和綜掘機(jī)的液壓系統(tǒng)能夠互不影響地各自獨(dú)立工作，在綜掘機(jī)七聯(lián)閥前側(cè)加1個(gè)截止閥。鉆機(jī)工作時(shí)關(guān)閉截止閥，使七聯(lián)閥及所控制的油缸不能動(dòng)作。同時(shí)，在綜掘機(jī)四聯(lián)閥上供第一運(yùn)輸機(jī)的控制閥后分別加2個(gè)三通和4個(gè)截止閥，分別控制第一運(yùn)輸機(jī)和鉆機(jī)進(jìn)油與回油，并制作1個(gè)護(hù)罩用來(lái)保護(hù)四聯(lián)閥上除第一運(yùn)輸機(jī)操作把手外的另外3個(gè)把手。④對(duì)液壓管路接頭進(jìn)行改造。液壓鉆機(jī)操作臺(tái)供油管絲頭與綜掘機(jī)供油管絲頭不一致，在綜掘機(jī)與鉆機(jī)操作臺(tái)之間的油管分別焊接絲頭連接。

⑶試驗(yàn)應(yīng)用。該裝備安裝在16302C膠帶順槽綜掘工作面。卸壓孔在正迎頭方向（方位角為0°）施工，3個(gè)孔距底板都為1.5m，分別距右?guī)?m、2m和3m布置。傾角全部與煤層傾角一致。近半年的使用效果明顯。①實(shí)現(xiàn)機(jī)載后，鉆機(jī)安裝在綜掘機(jī)上，利用綜掘機(jī)本身的液壓系統(tǒng)，與鉆機(jī)液壓系統(tǒng)形成一個(gè)整體，充分發(fā)揮了綜掘機(jī)的生產(chǎn)效能。②利用改造后的液壓鉆機(jī)鉆孔，鉆孔直徑由46mm增大到110mm，鉆孔深度由8～10m提高到20m，最高可達(dá)80m，孔徑大，孔深長(zhǎng)，卸壓效果明顯優(yōu)于以前使用的氣動(dòng)鉆具鉆孔。③液壓鉆機(jī)鉆孔時(shí)，人員不需靠近鉆孔孔口，減少了人身安全隱患。④采用氣動(dòng)工具鉆孔時(shí)，正常情況下每班需打3次卸壓孔，來(lái)回搬運(yùn)氣動(dòng)鉆具3次，用時(shí)約135min，勞動(dòng)強(qiáng)度大，效率低。改用液壓鉆機(jī)鉆孔后，每班只需施工一次鉆孔，用時(shí)約60min，效率極大提高。