煤礦機電設備自動在線監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)研究

岳新新

摘要：隨著煤礦呈現(xiàn)出集約化、規(guī)?；陌l(fā)展趨勢，所使用到的機電設備數(shù)量越來越多，規(guī)模也越來越大。全面提升機電設備運行的穩(wěn)定水平，對于保證煤礦生產(chǎn)的安全性和高效性有著非常重要的意義。從當前煤礦機電設備運行情況來看，應用自動在線檢測技術和故障診斷系統(tǒng)等，可較好地增強機電設備的整體運行質(zhì)效。從分析當前煤礦機電設備管理中存在的主要問題入手，研究了煤礦機電設備自動在線監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)，并對系統(tǒng)運行效果進行了對比分析。

關鍵詞：煤礦；機電設備；在線監(jiān)測；故障診斷

中圖分類號：TD407文獻標識碼：A文章編號：1003-5168（2021）35-0055-03

Research on Automatic On-Line Monitoring and Fault Diagnosis System of Coal Mine Electromechanical Equipment

YUE Xinxin（Xuehu Coal Preparation Plant of Henan Shenhuo Coal Power Co.， Ltd.， Yongcheng Henan 476600）

Abstract： With the intensive and large-scale development trend of coal mine， more and more electromechanical equipment are used， and the scale is also larger and larger. Comprehensively improving the stable operation level of electromechanical equipment is of great significance to ensure the safety and efficiency of coal mine production. How？ ever， from the current operation of electromechanical equipment in coal mines， the application of automatic on-line detection technology and fault diagnosis system can better enhance the overall operation quality and efficiency of electromechanical equipment. Starting with the analysis of the main problems existing in the current management of coal mine electromechanical equipment， this paper studies the automatic on-line monitoring and fault diagnosis sys？ tem of coal mine electromechanical equipment， and compares and analyzes the operation effect of the system.

Keywords： coal mine；electromechanical equipment；online monitoring；fault diagnosis

從當前機電設備在煤礦中的使用情況來看，整體的工作穩(wěn)定性相對于先前有了明顯增加。但是，煤礦井下工作環(huán)境相對惡劣，特別是很多機電設備在較長時間內(nèi)處于超負荷運行狀態(tài)，增加了機電設備出現(xiàn)故障的風險。因此，全面做好機電設備在線監(jiān)測工作十分關鍵，對煤礦機電設備自動在線監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)進行分析具有重要意義[1]。

1當前煤礦機電設備管理中存在的主要問題

自動化技術在煤礦機電設備中不斷應用，較好地提升了煤礦機電設備整體的運行水平。但是，從當前整體運行情況來看，隨著設備數(shù)量的不斷增多，相應的管理工作并沒有及時跟上，存在的問題主要表現(xiàn)在如下幾個方面。

1.1煤礦企業(yè)重生產(chǎn)輕管理

很多情況下，煤礦企業(yè)的關注局限于設備的實際生產(chǎn)能力，但是對設備的管理工作不夠重視，造成很多機電設備保養(yǎng)不及時、不到位，導致設備處于需要維修的狀態(tài)，縮短了設備使用壽命，無形中增加了設備的使用成本[2-3]。

1.2機電設備修復不到位

機電設備的平穩(wěn)運轉(zhuǎn)直接關系到煤礦企業(yè)的井下生產(chǎn)效果，因此在設備出現(xiàn)故障之后，對設備及時進行有效的修復非常關鍵。但是，從當前煤礦井下很多機電設備的修復情況來看，維修人員多數(shù)情況下并沒有對設備故障進行深層次探究，僅僅以設備是否能夠正常運行作為參考，導致部分機電設備并沒有維修到位，給煤礦井下生產(chǎn)帶來了較大的負面影響[4]。

1.3機電設備安全運行不到位

很多機電設備在使用過程中出現(xiàn)了超載運行的情況，也有部分機電設備已經(jīng)超過了運行年限，相關的保養(yǎng)工作也沒有及時跟進，導致設備出現(xiàn)老化問題，增加了設備運行過程中出現(xiàn)故障的風險[5-6]。

2煤礦機電設備自動在線監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)分析

為了全面提升煤礦機電設備的管理水平，研發(fā)機電設備自動在線監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)非常關鍵，可以在機電設備的運行過程中收集產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)，并通過以太網(wǎng)通信系統(tǒng)將數(shù)據(jù)及時傳遞到中央主機，更好地確保數(shù)據(jù)的準確性和實時性。通過對數(shù)據(jù)進行全面對比分析的方式，掌握設備的整體運行情況，并按照特定周期對設備進行針對性的保養(yǎng)和維護。一旦在運行過程中出現(xiàn)故障，系統(tǒng)能夠通過對比分析數(shù)據(jù)，在較短的時間內(nèi)定位設備故障，從而對設備開展精準化維修，最大限度地壓縮設備檢修時間，提升機電設備開機率，提高機電設備的整體工作效率[7]。

2.1煤礦機電設備自動在線監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)構(gòu)架

煤礦機電設備自動在線監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)構(gòu)架如圖1所示。整個系統(tǒng)主要包含機電設備故障診斷和機電設備自動在線監(jiān)測兩個方面。通過分別聯(lián)系井下大型設備的方式，對機電設備整體運行情況進行全面實時監(jiān)測，對發(fā)生的故障進行綜合分析[8]。

2.2煤礦機電設備自動在線監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)硬件設計

井下運行的機電設備是系統(tǒng)的主要監(jiān)測對象。系統(tǒng)通過對機電設備運行過程中的位置、溫度、頻率及振幅等參數(shù)的監(jiān)測，對設備的運行情況進行整體判斷；通過將采集到的溫度信息、振動參數(shù)等進行對比，對設備的運行狀態(tài)進行全面判斷；分析位置傳感器，對設備故障進行精準定位，提出針對性的解決措施，有效排除機電設備故障。該系統(tǒng)硬件設備主要包含礦用的溫度傳感器、振動監(jiān)測分析儀器等。振動監(jiān)測儀器主要包含對振動數(shù)據(jù)的收集、分析及顯示等功能。采取儀器集成化的方式，能夠有效解決原有數(shù)據(jù)傳輸過程中存在的問題[9-10]。表1是煤礦機電設備自動在線監(jiān)測模塊中所需使用的主要硬件[11]。

2.3煤礦機電設備自動在線監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)軟件設計

為了確保數(shù)據(jù)控制過程中達到高質(zhì)量的數(shù)據(jù)存儲、報警及數(shù)據(jù)交換等功能，在對本系統(tǒng)特別是人機交互界面進行設計時，選擇使用瀏覽器/服務器模式（Browser/ Server，B/S）結(jié)構(gòu)。

在具體進行故障診斷的過程中，首先發(fā)出申請，然后對申請進行Web驗證，在驗證通過之后，數(shù)據(jù)進入數(shù)據(jù)庫。完成數(shù)據(jù)的全部收集之后，所有數(shù)據(jù)進入中央主機，在主機中完成故障診斷和設備報警[12]。

在對設備進行檢測的過程中，技術人員先設定設備所需的監(jiān)測位置，將系統(tǒng)顯示作為依據(jù)，對設備信號特征進行全面實時分析[13]。圖2為煤礦機電設備監(jiān)測排除故障流程。

3煤礦機電設備自動在線監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)運行效果

系統(tǒng)應用于煤礦機電設備后，為了掌握系統(tǒng)整體的運行情況，確保系統(tǒng)運行的有效性，技術人員通過對比分析工作面同種型號的液壓支架在人為設定的5種故障情況下系統(tǒng)排查故障所需的時間，對系統(tǒng)的實際工作效率進行對比分析[14]。圖3為新舊系統(tǒng)故障排查效率對比。

從圖3可以看出，在使用新系統(tǒng)后，機電設備的整體故障情況相對于先前得到了有效改善，設備整體的診斷效率得到了提升。數(shù)據(jù)顯示，在相同的地段，選擇使用新系統(tǒng)的機組，由于設備得到了較好保養(yǎng)，機組整體的故障率相對于先前減少了近50%。同時，在機電設備出現(xiàn)故障之后，排除故障所需的時間相對于先前也有了明顯下降，下降量超過50%，取得了較好的優(yōu)化效果[15]。

4結(jié)語

從當前煤礦機電設備在井下的使用情況來看，整體的工作穩(wěn)定性和質(zhì)量相對于先前已經(jīng)有了明顯提升。通過采取自動在線監(jiān)測與故障診斷的方式，系統(tǒng)運行質(zhì)效得到了有效改善。但是，從當前系統(tǒng)整體運行情況來看，很多方面還有較大的提升空間。因此，煤礦要充分認識到做好機電設備在線監(jiān)測的重要性，采取切實可行的措施，全面增強故障診斷效果，提升機電設備運行質(zhì)量和效率，推動煤礦實現(xiàn)高質(zhì)量、高效率的安全生產(chǎn)。

參考文獻：

[1]徐飛龍.煤礦機電設備監(jiān)測中光纖傳感器的應用[J].煤炭與化工，2021（10）：101-103.

[2]高啟麗.光纖傳感技術在煤礦機電設備安全狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)中的應用[J].當代化工研究，2021（18）：135-136.

[3]于帥.基于數(shù)據(jù)庫分析的煤礦機電設備故障監(jiān)測與檢修探討[J].當代化工研究，2020（17）：130-131.

[4]詹博.露天煤礦機電設備常見故障及遠程狀態(tài)監(jiān)測策略[J].新型工業(yè)化，2020（7）：42-44.

[5]李振貴.關于煤礦機電設備故障監(jiān)測診斷技術及其應用的探析[J].中國石油和化工標準與質(zhì)量，2020（7）：48-49.

[6]張曉虎.關于煤礦機電設備故障監(jiān)測診斷技術及其應用的探析[J].石化技術，2020（2）：367-368.

[7]杜亮.煤礦機電設備振動在線監(jiān)測裝置的設計與應用[J].機械制造，2019（8）：18-19.

[8]劉昶乾.基于狀態(tài)監(jiān)測的煤礦機電設備預知維修管理淺探[J].產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新研究，2019（7）：122-124.

[9]賀宏鵬.關于煤礦機電設備故障監(jiān)測診斷技術及其應用的探討[J].中國石油和化工標準與質(zhì)量，2019（12）：57-58.

[10]李向仲.設備監(jiān)測與故障診斷在煤礦機電設備管理中的應用探究[J].現(xiàn)代經(jīng)濟信息，2019（11）：426.

[11]任宏偉.光纖傳感技術在煤礦機電設備安全狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)中的應用[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟，2019（10）：79-80.

[12]潘文忠.物聯(lián)網(wǎng)技術在煤礦井下機電設備狀態(tài)監(jiān)測中的應用[J].機械管理開發(fā)，2018（10）：261-262.

[13]王超.煤礦機電設備故障監(jiān)測診斷技術及其應用[J].機械管理開發(fā)，2018（7）：107-108+162.

[14]宋志宏.基于數(shù)據(jù)庫的煤礦機電設備故障監(jiān)測與檢修設計[J].能源技術與管理，2017（6）：128-129.

[15]張文浩.光纖傳感技術在煤礦機電設備安全狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)中的應用[D].濟南：山東大學，2015：1-84.