礦井提升機遠(yuǎn)程監(jiān)控及故障診斷系統(tǒng)設(shè)計

劉天元

長春煤炭設(shè)計研究院

礦井提升機遠(yuǎn)程監(jiān)控及故障診斷系統(tǒng)設(shè)計

劉天元

長春煤炭設(shè)計研究院

為了滿足現(xiàn)如今礦山信息化發(fā)展需求，進(jìn)一步確保礦井提升機的安全穩(wěn)定運行，本文筆者基于遠(yuǎn)程監(jiān)控故障的診斷解決方案，提出了一套礦井提升機遠(yuǎn)程監(jiān)控機故障診斷系統(tǒng)，以期能夠?qū)⒃撓到y(tǒng)更好的融入到礦井?dāng)?shù)字信息網(wǎng)中，為礦井構(gòu)建更為統(tǒng)一協(xié)調(diào)的運作管理機制，滿足礦井提升機的快速故障診斷需求。

提升機；遠(yuǎn)程監(jiān)控及故障診斷系統(tǒng)；推理

前言

近些年來，隨著我國網(wǎng)絡(luò)科技的快速發(fā)展，礦山對信息化要求也在不斷提升，可以說現(xiàn)如今傳統(tǒng)的礦井提升機現(xiàn)場監(jiān)控與就地故障檢測方法早已無法滿足現(xiàn)如今的礦井生產(chǎn)需求。而如何將提升機故障診斷系統(tǒng)融入到煤礦數(shù)字信息化網(wǎng)絡(luò)之中，使其成為一個統(tǒng)一協(xié)作的運行管理機制，儼然已經(jīng)成為現(xiàn)如今礦井自動化控制研究領(lǐng)域的一個全新課題。所以，本文筆者在研究Web應(yīng)用、大型數(shù)據(jù)庫建立、故障診斷專家系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)安全等關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合自身工作經(jīng)驗與相關(guān)參考文獻(xiàn)，提出了一套礦井提升機遠(yuǎn)程監(jiān)控機故障診斷系統(tǒng)，具體如下。

1.提升機遠(yuǎn)程監(jiān)控及故障診斷系統(tǒng)的組成及其工作原理

結(jié)合相關(guān)參考文獻(xiàn)與提升機故障解決方案而研發(fā)出的提升機遠(yuǎn)程監(jiān)控及故障，其主要由知識庫、推理機、數(shù)據(jù)庫、知識獲取模塊、人際接口、解釋模塊共同組合而成。這其中最為重要的就是知識庫，其是用來存放有關(guān)提升機故障診斷領(lǐng)域相關(guān)知識的。尤其是診斷系統(tǒng)其性能是否優(yōu)越，直接取決于知識庫中的知識數(shù)量與知識質(zhì)量。所以，做好知識庫的構(gòu)建則尤為重要。

提升機遠(yuǎn)程監(jiān)控及故障診斷系統(tǒng)的實際工作原理，是將遠(yuǎn)程傳遞而來的信號，經(jīng)過特殊處理、分析以后，將故障特征提取出來，對比故障征兆對照表，得出該設(shè)備的具體故障信息。

整個提升機的遠(yuǎn)程監(jiān)控及故障診斷系統(tǒng)采用的是B∕S體系結(jié)構(gòu)，以wincc服務(wù)器作為發(fā)布平臺，其結(jié)構(gòu)下圖所示。

2.wincc服務(wù)器結(jié)構(gòu)

在軟件系統(tǒng)的開發(fā)工具上，提升機遠(yuǎn)程監(jiān)控及故障診斷系統(tǒng)可采用西門子視窗控制中心simatic wincc組態(tài)軟件、visual basic6.0、solserver2000以及officeexcel。

3.礦井提升機遠(yuǎn)程監(jiān)控及故障診斷系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的實現(xiàn)

在整個故障診斷系統(tǒng)中，推理機始終肩負(fù)著對整個故障診斷系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào)與控制的重要作用，這是因為推理機直接決定了在運行過程中對知識庫中所蘊含知識的選取。通常情況下，常見的故障推理方法主要有以下兩種，即：正向推理與反向推理。混合推理方式就是將正向推理與反向推理相結(jié)合所形成的。該故障系統(tǒng)在實施過程中主要是根據(jù)不同的故障特點，采取正向推理或者是反向推理。推理及實現(xiàn)的具體方式如下：

3.1 正向推理

正向推理就是利用知識庫中的現(xiàn)有知識與實時記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，從而發(fā)現(xiàn)故障事實的根本原因。比如當(dāng)提升機閘盤壓力發(fā)生異常時，推理機就會利用數(shù)據(jù)庫中的儲備知識與之對比，如若此時的開閘壓力控制電壓給定正常，那么可以判斷是機械問題，或者是因液壓站換向閥堵塞所導(dǎo)致的閘不能完全敞開，以至于電動機堵轉(zhuǎn)。此時，通過故障診斷系統(tǒng)能夠得知換向閥堵塞的消息，進(jìn)而提醒人們維修液壓站油路。

3.2 反向推理

如若是箕斗超載，其與閘壓力異常沒有任何關(guān)系，只會造成電樞電流過大；如若是卡箕斗產(chǎn)生故障問題，那么則可以利用對比的方法，去對卡箕斗進(jìn)行判斷；如若閘未完全敞開，那么則可以與知識庫進(jìn)行對比，并得到電樞電流過大的結(jié)果；如若比例閥給定電壓發(fā)生異常，那么可與比例閥的給定電壓進(jìn)行對比，進(jìn)而排除。此時，通過故障診斷系統(tǒng)能夠得知換向閥堵塞的消息，進(jìn)而提醒人們維修液壓站油路。

3.3 推理實現(xiàn)

為了確保本系統(tǒng)能夠與用戶之間始終保持著更為良好的交互狀態(tài)，可利用visual basic6.0作為本系統(tǒng)的界面，并通過事件來執(zhí)行對象的操作。這是因為一個對象相對應(yīng)的能夠產(chǎn)生多個事件，而每一個事件又可以利用一段相應(yīng)的程序予以執(zhí)行。如，當(dāng)對象是命令按鈕，那么單擊事件就會被產(chǎn)生，而通過執(zhí)行一段程度則可以獲得預(yù)訂操作。而在這個過程中，系統(tǒng)通過對信號特殊的處理與提取，得知上提升機的電樞電流顯示過大且閘壓力異常，在經(jīng)過visualbasic6.0編程推理機的對比判斷，則可以得到換向閥堵塞的消息，進(jìn)而提醒人們維修液壓站油路。

4.工程模擬應(yīng)用

本文筆者為了更好的驗證該系統(tǒng)的有效性，對提升機運行展開模擬試驗，將wincc wed navigator server和simat-ic wincc∕datamonitor server安裝于上位機軟件工程之中，為其加載internet信息服務(wù)，分別組態(tài)并基于Web網(wǎng)頁遠(yuǎn)程監(jiān)控與Excel遠(yuǎn)程實時數(shù)據(jù)的采集工作，故障的記錄工作，最后通過就地上位機軟件發(fā)布Web網(wǎng)頁與Excel數(shù)據(jù)。

遠(yuǎn)程監(jiān)控主體如若以另一網(wǎng)段中的工控機為主，那么則可以將wincc web navigator client和simatic wincc∕batamonitor client安裝于上位機軟件工程之中。利用inernetexp lorer v6.0瀏覽器直接對提升機的運行界面以及故障記錄進(jìn)行遠(yuǎn)程實時監(jiān)控，而已經(jīng)組態(tài)好的Excel文檔數(shù)據(jù)則可以實現(xiàn)對提升機現(xiàn)運行狀態(tài)以及歷史運行狀態(tài)的實時查詢。

結(jié)束語

基于礦井提升機故障診斷解決方案而開發(fā)出的礦井提升機遠(yuǎn)程監(jiān)控及故障診斷系統(tǒng)，不僅為礦井的遠(yuǎn)程監(jiān)控與故障診斷搭建了重要的數(shù)字傳輸網(wǎng)絡(luò)，更為礦井管理層在提升機信息的管理上提供了重要的數(shù)字接口，從而確保了礦井提升機在故障診斷時能夠準(zhǔn)確、及時的進(jìn)行操作，大大的滿足了現(xiàn)如今提升機自動化控制系統(tǒng)的升級需求以及礦井網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化的建設(shè)需求。

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