選煤廠機電設(shè)備參數(shù)檢測與故障診斷系統(tǒng)研究

那仁滿都拉

[摘? ? 要]煤礦選煤廠設(shè)備檢修盲目性大，且故障診斷準確率較低，極易出現(xiàn)設(shè)備維護不當?shù)葐栴}。通過網(wǎng)絡(luò)分析平臺與數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，建立參數(shù)檢測與故障診斷系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)采集智能化、數(shù)據(jù)存儲便捷化以及確保故障診斷與預(yù)測地準確性。本文主要探討分析選煤廠機電設(shè)備參數(shù)檢測與故障診斷系統(tǒng)，希望能夠?qū)ο嚓P(guān)人員起到參考性價值。

[關(guān)鍵詞]選煤廠;機電設(shè)備;參數(shù)檢測;故障診斷系統(tǒng)

[中圖分類號]TD94;TD928.2 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2020）03–000–03

[Abstract]The equipment maintenance of coal preparation plant is blind， and the accuracy of fault diagnosis is low， which is prone to improper equipment maintenance and other problems. Through the network analysis platform and data management system， the establishment of parameter detection and fault diagnosis system can achieve intelligent data acquisition， convenient data storage， and ensure the accuracy of fault diagnosis and prediction. This study mainly discusses and analyzes the mechanical and electrical equipment parameter detection and fault diagnosis system of coal preparation plant， hoping to play a reference value for relevant personnel.

[Keywords]coal preparation plant; electromechanical equipment; parameter detection; fault diagnosis system

選煤廠生產(chǎn)經(jīng)營已開始廣泛應(yīng)用自動化設(shè)備，因此智慧型選煤廠標志著行業(yè)的發(fā)展趨勢。為了確保選煤廠的智慧發(fā)展，首先要確保設(shè)備長期處于安全穩(wěn)定的運行狀態(tài)，可以快速準確地診斷設(shè)備故障與缺陷，提前預(yù)測機電設(shè)備潛在的安全隱患，及時采用措施進行檢修和維護。機電設(shè)備故障類型比較復雜，且隨機性較強，為了實現(xiàn)智慧化發(fā)展目的，建立基于網(wǎng)絡(luò)平臺的故障診斷與狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，全面確保機電設(shè)備運行效益。操作人員可以利用網(wǎng)絡(luò)平臺，實時掌握設(shè)備的運行狀態(tài)、維護時間、檢修必要性等。對相關(guān)參數(shù)信息進行分析，能夠延長設(shè)備的使用壽命。長期以來，選煤廠采用傳統(tǒng)的檢修維護方法，整體盲目性比較高，檢修與維護成本，還會加大人力物力投入力度。在本文研究中注重分析機電設(shè)備的故障診斷，同時監(jiān)測設(shè)備的運行狀、應(yīng)用智能巡檢設(shè)備以及采集設(shè)備狀態(tài)信息。在機電設(shè)備中設(shè)置智能傳感器，通過移動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以將狀態(tài)數(shù)據(jù)傳輸?shù)绞殖纸K端上，利用手持終端，可以將信息傳輸至服務(wù)器。應(yīng)用此種數(shù)據(jù)采集方式，能夠發(fā)揮出可靠性優(yōu)勢，同時能夠簡化勞動強度，實現(xiàn)巡檢管理系統(tǒng)的智能化運行。

1 系統(tǒng)總體方案

選煤廠的機電設(shè)備比較多，整體運行環(huán)境復雜多變，再加上操作人員的業(yè)務(wù)能力不過關(guān)，管理制度不完善，極易影響選煤廠機電設(shè)備的檢修與維護。本文注重機電設(shè)備數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、網(wǎng)頁服務(wù)器系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計，并且將系統(tǒng)軟件作為分析重點，優(yōu)化設(shè)計軟件框架，注重數(shù)據(jù)采集交互、優(yōu)化設(shè)計系統(tǒng)界面，確保安卓系統(tǒng)數(shù)據(jù)查詢功能可以兼容到軟件系統(tǒng)中，提升接口的標準化水平。

2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

機電設(shè)備運行期間，必須對各項狀態(tài)數(shù)據(jù)進行采集。采集內(nèi)容包含選煤廠設(shè)備電氣參數(shù)、應(yīng)用智能巡檢設(shè)備采集機電設(shè)備的震動數(shù)據(jù)、溫度數(shù)據(jù)。在采集電氣參數(shù)時，需要應(yīng)用到E3過載繼電器。完成電氣信息采集后，通過Device Net通信設(shè)施，向上位機傳輸重要信息，利用上位機的FT View功能，同時確保數(shù)據(jù)信息顯示的準確性，將數(shù)據(jù)存儲到相關(guān)數(shù)據(jù)庫內(nèi)。

智能巡檢采集設(shè)備包含移動網(wǎng)絡(luò)基站、巡檢終端共同組成傳輸平臺，同時將網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器作為終端管理平臺。巡檢終端通過信息傳輸平臺，能夠向管理系統(tǒng)傳輸設(shè)備的巡檢信息及狀態(tài)信息。在接收到數(shù)據(jù)信息后，管理系統(tǒng)能夠通過科學算法，對數(shù)據(jù)信息進行整理分析，例如電機溫度信息、振動信息、檢測時間、設(shè)備編號與位置信息等。通過上述信息，可以有效預(yù)測和診斷機電設(shè)備的潛在故障。此外，信息傳輸平臺在傳輸信息時，主要借助局域網(wǎng)方式實現(xiàn)，并且利用3G/4G、網(wǎng)頁終端管理平臺，對設(shè)備故障進行預(yù)測診斷，同時可以實現(xiàn)系統(tǒng)管理的安全性、標準化性，做好人員管理和工作管理。

3 服務(wù)器端優(yōu)化設(shè)計

在研究服務(wù)器端時，應(yīng)當優(yōu)化設(shè)計網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。為了確保選煤廠數(shù)據(jù)信息的安全性，避免丟失和泄漏數(shù)據(jù)信息，必須關(guān)注到系統(tǒng)信息的安全問題，防止出現(xiàn)數(shù)據(jù)非授權(quán)訪問、數(shù)據(jù)信息破壞等問題。為了避免非授權(quán)用戶進入到網(wǎng)絡(luò)中，對重要信息進行修改處理，系統(tǒng)引入訪問控制安全機制，給予不同用戶不同的操作權(quán)限，同時采用加密制度，全面維護重要信息，防止未授權(quán)用戶訪問重要信息。

3.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要包含Spring體系、Stuts體系、Hibernate體系，且框架采用聯(lián)合模式。對于不同管理層而言，為了確保用戶的實時訪問效果，需要采用瀏覽器和服務(wù)器結(jié)構(gòu)，并且將其作為接入方式。此外，通過門戶方案能夠為用戶提供智能化、個性化服務(wù)。選煤廠發(fā)展期間，必須優(yōu)化設(shè)計系統(tǒng)框架，同時遵循以下標準要求：（1）數(shù)據(jù)共享要求。促使數(shù)據(jù)冗余度降到最低，確保廠內(nèi)的不同子系統(tǒng)均可以實施共享數(shù)據(jù)信息。（2）整合性要求。對于選煤廠的不同子系統(tǒng)而言，應(yīng)當優(yōu)化改進數(shù)據(jù)信息及工程流程，以此提高運行效率。（3）可擴充性要求。針對后續(xù)子系統(tǒng)而言，則應(yīng)當預(yù)留擴充模塊與擴充接口.（4）前瞻性。確保子系統(tǒng)運行滿足選煤廠的發(fā)展要求。

該系統(tǒng)的體系包括模型體系、視圖體系、控制器體系。在具體應(yīng)用期間，能夠?qū)⒂脩粽埱笮畔l(fā)送至控制器，通過對請求信息類型進行分析。同時將請求信息傳輸?shù)綄?yīng)的處理器中，處理器可以對應(yīng)相關(guān)模型。采用模型方式，可以對業(yè)務(wù)邏輯進行科學封裝，同時執(zhí)行相關(guān)函數(shù)集。利用數(shù)據(jù)服務(wù)層，能夠?qū)?shù)據(jù)庫進行訪問，以此處理相關(guān)數(shù)據(jù)信息，將結(jié)果返回到處理器中，在處理器中通過視圖顯示數(shù)據(jù)信息。

3.2 服務(wù)器數(shù)據(jù)庫設(shè)計

在存儲和共享信息時，必須應(yīng)用到服務(wù)器數(shù)據(jù)庫。在優(yōu)化設(shè)計數(shù)據(jù)庫時，還應(yīng)當按照實體完整性、用戶自定義等多項原則。數(shù)據(jù)庫優(yōu)化設(shè)計期間，涉及到邏輯數(shù)據(jù)模型、物理數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，可以確保后期代碼具備良好的數(shù)據(jù)倉庫。為了確保Java程序的數(shù)據(jù)訪問效果，需要應(yīng)用數(shù)據(jù)庫連接技術(shù)，借助接口調(diào)試工具，能夠建立Java程序，實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的嫁接。

3.3 網(wǎng)絡(luò)端系統(tǒng)設(shè)計

在優(yōu)化設(shè)計網(wǎng)絡(luò)端系統(tǒng)時，可以應(yīng)用Java開發(fā)語言，開發(fā)平臺為集成開發(fā)環(huán)境。對于服務(wù)器端系統(tǒng)設(shè)計來說，主要牽扯內(nèi)容如下：對數(shù)據(jù)庫運行狀態(tài)進行監(jiān)控;全面提升查詢效率，增加對象關(guān)系映射框架的二級緩存，以此優(yōu)化性能。用戶導出報表，在用戶管理中添加網(wǎng)頁一步更新技術(shù)校驗，在登錄界面添加屬性協(xié)同工件，利用過濾器設(shè)施，可以確保瀏覽器攔截.dc。之后采用自定義攔截器，能夠高效處理異常問題。將log4j技術(shù)應(yīng)用到系統(tǒng)內(nèi)，可以準確備份異常問題。通過struts2標簽，可以顯示出按鈕隱藏與控制、頁面鏈接顯示燈。將JreeChart圖表技術(shù)應(yīng)用到系統(tǒng)中，可以利用網(wǎng)絡(luò)異步更新技術(shù)，可以將分頁添加在用戶管理中，以poi方式導出，利用jxl方式導入。

3.4 位移傳感器

按照選煤廠設(shè)備的運行狀態(tài)，聯(lián)合選煤廠環(huán)境特點，在故障診斷系統(tǒng)中選擇電渦流位移傳感器。該傳感器具備較高的檢測精度、且測量距離比較遠，可以和被測設(shè)備實現(xiàn)非接觸性探測。當前，位移傳感器被廣泛應(yīng)用到選煤廠設(shè)備中。

3.5 加速度傳感器

選煤廠設(shè)備運行期間，極易出現(xiàn)振動問題，且振動頻率與幅度會嚴重影響設(shè)備運行。所以，將加速度傳感器配置到故障診斷系統(tǒng)中，能夠有效采集信息，同時應(yīng)用加速度傳感器，能夠采集設(shè)備振動信息和沖擊信息，以此發(fā)揮出耐沖擊性，全面提升信號采集精度，滿足設(shè)備危險部位的檢測需求。

4 系統(tǒng)功能模塊的研究與實現(xiàn)

4.1 優(yōu)化設(shè)計系統(tǒng)管理模塊

針對管理模塊而言，包含內(nèi)容為用戶管理、系統(tǒng)設(shè)置、角色管理。其中，系統(tǒng)設(shè)置可以保證系統(tǒng)運行時，對系統(tǒng)進行更新升級。對于系統(tǒng)需要的靜態(tài)信息，能夠通過數(shù)據(jù)字典實現(xiàn)。對于用戶管理模塊而言，能夠?qū)x煤廠個人信息進行管理，按照用戶級別，劃分不同的角色。針對角色管理而言，能夠劃分不同用戶的角色等級，且不同用戶所擁有的權(quán)限也不同。由系統(tǒng)管理員負責設(shè)置角色權(quán)限。

4.2 優(yōu)化設(shè)計機電設(shè)備數(shù)據(jù)參數(shù)管理模塊

模塊組成包含設(shè)備運行參數(shù)、狀態(tài)與檢修管理。為了獲取狀態(tài)信息，則需要通過過載繼電器、巡檢設(shè)備，對相關(guān)數(shù)據(jù)信息進行采集，同時為數(shù)據(jù)分析與管理提供原始數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)信息屬于機電設(shè)備數(shù)據(jù)管理重點。對于設(shè)備信息而言，包含設(shè)備位置和型號信息，當操作人員查詢結(jié)果時，可以提升管理效率與效果。設(shè)備運行參數(shù)提供處理器、科學算法，有效分許和處理接收到的數(shù)據(jù)信息，同時可以繪制數(shù)據(jù)曲線及圖表。針對檢修管理而言，可以采用運行參數(shù)分析結(jié)果，對設(shè)備故障發(fā)生率進行判斷，同時編輯和添加設(shè)備檢修記錄。

5 系統(tǒng)軟件設(shè)計

選煤廠設(shè)備故障診斷系統(tǒng)主要應(yīng)用上位機LabVIEW系統(tǒng)，能夠在操作系統(tǒng)內(nèi)穩(wěn)定運行。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包含數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)采集、歷史分析、故障診斷、在線監(jiān)控。數(shù)據(jù)采集模塊可以借助于局域網(wǎng)，進行信號采集和傳輸，同時可以遠程設(shè)置采集頻率和點數(shù)，維護診斷系統(tǒng)運行的安全與穩(wěn)定。此外，應(yīng)用軟件系統(tǒng)的在線監(jiān)測模塊，能夠準確監(jiān)控和顯示出設(shè)備運行狀態(tài)與故障信息，針對不同故障類型，發(fā)出不同的預(yù)警提示，準確顯示出故障具體位置，以此提升設(shè)備運行效率與質(zhì)量。

6 機電設(shè)備參數(shù)檢測與故障診斷系統(tǒng)的運行測試

為了驗證系統(tǒng)的效果，在A選煤廠實行應(yīng)用測試。在測試操作期間，系統(tǒng)功能比較全面，設(shè)備運行狀態(tài)穩(wěn)定，可以實時采集和顯示出設(shè)備運行溫度、振動信息和電機轉(zhuǎn)速等，且傳感器信號傳輸速度比較快，針對設(shè)備異常信息，能夠及時通過顯示界面報警。選煤廠應(yīng)用該系統(tǒng)后，能夠提升機電設(shè)備運行穩(wěn)定性，全面滿足生產(chǎn)需求，獲得技術(shù)人員的一致好評。所以，通過運行測試能夠有效驗證機電設(shè)備參數(shù)檢測與故障診斷系統(tǒng)的應(yīng)用可行性。

7 結(jié)語

綜上所述，通過研究和開發(fā)設(shè)備參數(shù)檢修與故障診斷系統(tǒng)，可以提升選煤廠機電設(shè)備故障診斷和監(jiān)測的智能化水平，可以避免設(shè)備檢修的盲目性，準確檢測和診斷故障，全面加強設(shè)備檢修與維護效果，同時可以完善選煤廠設(shè)備狀態(tài)的信息化管理。系統(tǒng)在對接安卓手機平臺時，主要由查詢系統(tǒng)提供技術(shù)支持。在接口設(shè)計中，必須做好系統(tǒng)準備工作，保證在系統(tǒng)深入開發(fā)的同時，可以不斷加強選煤廠自動化發(fā)展效果，同時提升軟件系統(tǒng)的智慧化水平。

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