淺析數(shù)據(jù)庫分析的煤礦機電設(shè)備故障監(jiān)測與檢修

李林

（中煤集團山西華昱能源有限公司，山西朔州 036002）

1.煤礦機電設(shè)備故障數(shù)據(jù)庫分析意義

煤礦企業(yè)在開采過程中需要大量應(yīng)用機電設(shè)備，機電設(shè)備能否穩(wěn)定運行，也決定了開采生產(chǎn)工作的安全程度和工作效率。由于機電設(shè)備生產(chǎn)環(huán)境的特殊性，煤礦機電設(shè)備常年處于超負荷運作狀態(tài)，經(jīng)常會出現(xiàn)運轉(zhuǎn)故障問題，嚴重影響了煤礦生產(chǎn)工作的開展。很多企業(yè)對于煤礦生產(chǎn)的管理工作，重心都放在了開采階段而忽視了機電設(shè)備的檢修管理，缺少針對機電設(shè)備的監(jiān)測檢查標準，導(dǎo)致設(shè)備問題不斷堆積，難以檢修。對于煤礦機電設(shè)備監(jiān)測檢修工作來說，傳統(tǒng)的監(jiān)測手段已經(jīng)無法滿足煤礦生產(chǎn)需求，在線監(jiān)測診斷等新興手段因此應(yīng)運而生。利用數(shù)據(jù)庫分析對煤礦機電設(shè)備進行故障監(jiān)測，是在理論分析的基礎(chǔ)上，利用數(shù)據(jù)信息集成技術(shù)，對煤礦機電設(shè)備的運行狀態(tài)進行識別分析，一旦發(fā)現(xiàn)異常故障，立即對故障類型做出判別，有針對性的提出檢修方案，確保故障得到有效控制，維護煤礦機電工作的正常運行[1]。

2.機電設(shè)備故障監(jiān)測數(shù)據(jù)庫技術(shù)特點

2.1 數(shù)據(jù)采集與傳輸功能

機電設(shè)備的數(shù)據(jù)參數(shù)由兩部分構(gòu)成，分別是動態(tài)數(shù)據(jù)和靜態(tài)數(shù)據(jù)。靜態(tài)數(shù)據(jù)是指機電設(shè)備的原始的設(shè)備參數(shù)，是通過PM、CMES系統(tǒng)接口采集到的數(shù)據(jù)。動態(tài)數(shù)據(jù)是指自動化數(shù)據(jù)傳輸?shù)谋O(jiān)測數(shù)據(jù)，設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆O(shè)備采集器，再由設(shè)備采集器中轉(zhuǎn)將數(shù)據(jù)傳導(dǎo)到井下交換機，最終數(shù)據(jù)通過OPC傳入通信工控機，形成自動化監(jiān)測動態(tài)數(shù)據(jù)。動態(tài)數(shù)據(jù)和靜態(tài)數(shù)據(jù)共同構(gòu)成機電設(shè)備故障監(jiān)測數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)井下和地面數(shù)據(jù)互通，打通監(jiān)測通道。

2.2 設(shè)備運行監(jiān)測和故障預(yù)警功能

構(gòu)建數(shù)據(jù)庫進行機電設(shè)備故障監(jiān)測的目的是為了實現(xiàn)機電設(shè)備運行狀態(tài)的實時監(jiān)測，以便于在設(shè)備出現(xiàn)故障的第一時間能夠得到及時處理。通過數(shù)據(jù)實時監(jiān)控，能夠全面掌握機電設(shè)備的當(dāng)前運行負荷、電流強度、設(shè)備溫度等各項數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)的變動都會對機電設(shè)備的運行狀態(tài)產(chǎn)生一定影響，一旦變動幅度超過合理范圍，數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)則能夠自動判定設(shè)備是否出現(xiàn)故障信息，并及時向主機報警或者執(zhí)行停機處理。對設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)測，可以實時了解設(shè)備各項信息變動情況，如設(shè)備電流傳導(dǎo)、傳感器信息等數(shù)據(jù)變動，能夠判定設(shè)備的工作狀態(tài)是否正常。對設(shè)備故障的報警預(yù)警功能，主要是將監(jiān)測到的各項參數(shù)，與數(shù)據(jù)庫中的額定參數(shù)做對比，根據(jù)不合理運行狀態(tài)出現(xiàn)的次數(shù)和頻率，分為不同等級的預(yù)警處理。準確的預(yù)警信息能夠幫助識別設(shè)備故障，減少煤礦事故的發(fā)生，保障生命財產(chǎn)安全。

2.3 輔助機電設(shè)備檢修

數(shù)據(jù)庫的集成功能對設(shè)備故障檢修有極大的輔助作用，數(shù)據(jù)庫內(nèi)積累了大量的維修數(shù)據(jù)，能夠為設(shè)備維修提供數(shù)據(jù)依據(jù)，幫助檢修人員配備最優(yōu)解決方案，指導(dǎo)維修作業(yè)，防止盲目檢修，降低維修成本。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)通過對機電設(shè)備的長期監(jiān)控，對于設(shè)備的損耗情況都有相應(yīng)的記錄，根據(jù)設(shè)備劣化趨勢，能夠預(yù)判出機電設(shè)備需要定時檢修的時間節(jié)點，便于工作人員提前準備維修裝備，有條不紊的開展檢修工作。另一方面，通過對故障的判斷分析，可以得出故障原因，快速鎖定出現(xiàn)問題的設(shè)備，根據(jù)對應(yīng)的解決方案，安排調(diào)度相應(yīng)的檢修流程，縮短了檢修時間，提高了故障排查效率。除此之外，數(shù)據(jù)平臺的優(yōu)勢也體現(xiàn)在工單管理方面，利用PM系統(tǒng)的工單工具，對設(shè)備檢修過程進行記錄，統(tǒng)計其故障原因，并記錄從開始檢測到維修完成的全部過程，能夠讓故障檢修流程更為簡化便捷[2]。

2.4 協(xié)助配備設(shè)備部件

數(shù)據(jù)庫本身具備豐富的機電設(shè)備參數(shù)，通過對機電設(shè)備歷史故障問題的統(tǒng)計分析，能夠得到歷史故障參數(shù)以及維修成本、維修部件等信息。這些信息通過系統(tǒng)內(nèi)部的匹配分析，在系統(tǒng)判定故障問題并預(yù)警的同時，也能夠輔助匹配設(shè)備部件型號，迅速識別到對應(yīng)的廠家、規(guī)格等信息。合適的部件在使用過程中能夠發(fā)揮出更加優(yōu)異的性能，減少故障發(fā)生的頻次，避免多余的損耗，節(jié)約經(jīng)濟成本。

2.5 數(shù)據(jù)整合功能

數(shù)據(jù)庫內(nèi)關(guān)于機電設(shè)備的相關(guān)參數(shù)都是由工程師通過不同型號的設(shè)備開展試驗得出的成果累積，將設(shè)備的基礎(chǔ)參數(shù)、運行狀態(tài)、環(huán)境負荷等數(shù)據(jù)集合到數(shù)據(jù)庫中模擬運行，整合最佳狀態(tài)下的數(shù)據(jù)模型形成數(shù)據(jù)庫，在機電設(shè)備運行工作中用以做參考對照。

3.煤礦機電設(shè)備故障自動監(jiān)測原理

機電設(shè)備故障監(jiān)測及數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)內(nèi)部會根據(jù)大量數(shù)據(jù)分析結(jié)果設(shè)定額定預(yù)警值。當(dāng)監(jiān)測到的設(shè)備實際電流、電壓超過額定值的1.2倍，系統(tǒng)會啟動聲光預(yù)警系統(tǒng)并將故障信息傳輸至調(diào)度工作人員，工作人員收到故障信息后進一步核實情況，到現(xiàn)場排查故障后測試無誤再恢復(fù)正常工作。

機電設(shè)備的負荷功率也在系統(tǒng)監(jiān)測范圍內(nèi)，首先為機電設(shè)備負載功率設(shè)定一個基準值，設(shè)備的空轉(zhuǎn)、過載、超限等異常運行情況會被記錄統(tǒng)計，根據(jù)不同的異常情況持續(xù)時長和發(fā)生頻次，設(shè)計不同等級的報警提示，便于調(diào)度人員及時優(yōu)化系統(tǒng)配置，調(diào)整設(shè)備荷載。

除此之外，數(shù)據(jù)庫還可以通過收集統(tǒng)計設(shè)備開機時間、日常檢修日期、停產(chǎn)時間等數(shù)據(jù)，計算機電設(shè)備開機率。通過日常工作中開機率情況比對，分析得出需要進行養(yǎng)護的設(shè)備，實現(xiàn)自動監(jiān)控，提升檢修人員工作效率[3]。

4.數(shù)據(jù)自動化系統(tǒng)設(shè)計

全面了解煤礦機電設(shè)備檢測系統(tǒng)應(yīng)具備的特性后，綜合考量機電設(shè)備故障監(jiān)測和檢修流程，可以設(shè)計一個煤礦機電設(shè)備的故障監(jiān)測系統(tǒng)，配合ASP.Net2.0和SQL Server數(shù)據(jù)庫技術(shù)，建立起一個囊括故障預(yù)警、數(shù)據(jù)收集、技術(shù)支持、工單管理功能的全方位監(jiān)測平臺。

數(shù)據(jù)庫搭建要借助SQL Server 2000實現(xiàn)系統(tǒng)研發(fā)與編程，SQL Server作為關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，可以面向數(shù)據(jù)庫執(zhí)行查詢，也能夠很好地存儲和歸類數(shù)據(jù)，便于用戶使用。

為了方便機電設(shè)備后期的維修與管理，在數(shù)據(jù)庫程序編寫工作中要著重數(shù)據(jù)庫表的設(shè)計，將機電設(shè)備按照不同型號合理劃分。使用者可以通過系統(tǒng)界面的分類提示快捷的實現(xiàn)相關(guān)操作，更快速地查閱和調(diào)取到想要的設(shè)備信息。對于不同的設(shè)備，設(shè)置相對應(yīng)的額定標準數(shù)據(jù)庫，進而設(shè)置對應(yīng)的檢修項目和檢修規(guī)范，實現(xiàn)設(shè)備檢修的自動化和智能化。

數(shù)據(jù)庫搭建完成后，服務(wù)器可以通過2種不同方式訪問數(shù)據(jù)庫：（1）在主界面中輸入SQL語句進入數(shù)據(jù)庫展開瀏覽；（2）找到相關(guān)文件存儲位置，點擊后進入數(shù)據(jù)庫訪問瀏覽。在大量的訪問檢索工作中，第一種訪問方式明顯更為快捷靈活，能夠縮短系統(tǒng)響應(yīng)時間，加快系統(tǒng)運行速度。

5.總結(jié)

在當(dāng)前煤礦產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展的推動下，保障煤礦機電設(shè)備的安全生產(chǎn)變得更為重要。除了加強工作人員的安全管理意識外，也要充分利用先進技術(shù)，實現(xiàn)對煤礦機電設(shè)備故障的監(jiān)測與檢修工作。建立完善的井下安全監(jiān)測系統(tǒng)，形成礦井上下安全可靠的預(yù)警機制和信息通道，是保證煤礦生產(chǎn)工作順利進行和防止事故發(fā)生的重要基礎(chǔ)。故而，我們要將數(shù)據(jù)庫結(jié)合設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)信息互通數(shù)據(jù)共享，自動化信息化的對機電設(shè)備實現(xiàn)預(yù)警和檢修管理工作，降低煤礦開采工作的風(fēng)險性，保障人民生命財產(chǎn)安全，讓科技融入傳統(tǒng)行業(yè)，促進社會經(jīng)濟繁榮發(fā)展。