煤礦機電設備自動在線監測與故障診斷系統研究

岳新新

摘要：隨著煤礦呈現出集約化、規模化的發展趨勢，所使用到的機電設備數量越來越多，規模也越來越大。全面提升機電設備運行的穩定水平，對于保證煤礦生產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等，可較好地增強機電設備的整體運行質效。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測與故障診斷系統，并對系統運行效果進行了對比分析。

關鍵詞：煤礦；機電設備；在線監測；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，整體的工作穩定性相對于先前有了明顯增加。但是，煤礦井下工作環境相對惡劣，特別是很多機電設備在較長時間內處于超負荷運行狀態，增加了機電設備出現故障的風險。因此，全面做好機電設備在線監測工作十分關鍵，對煤礦機電設備自動在線監測與故障診斷系統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在如下幾個方面。

1.1煤礦企業重生產輕管理

很多情況下，煤礦企業的關注局限于設備的實際生產能力，但是對設備的管理工作不夠重視，造成很多機電設備保養不及時、不到位，導致設備處于需要維修的狀態，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

機電設備的平穩運轉直接關系到煤礦企業的井下生產效果，因此在設備出現故障之后，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了超載運行的情況，也有部分機電設備已經超過了運行年限，相關的保養工作也沒有及時跟進，導致設備出現老化問題，增加了設備運行過程中出現故障的風險[5-6]。

2煤礦機電設備自動在線監測與故障診斷系統分析

為了全面提升煤礦機電設備的管理水平，研發機電設備自動在線監測與故障診斷系統非常關鍵，可以在機電設備的運行過程中收集產生的各種數據，并通過以太網通信系統將數據及時傳遞到中央主機，更好地確保數據的準確性和實時性。通過對數據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和維護。一旦在運行過程中出現故障，系統能夠通過對比分析數據，在較短的時間內定位設備故障，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測與故障診斷系統構架

煤礦機電設備自動在線監測與故障診斷系統構架如圖1所示。整個系統主要包含機電設備故障診斷和機電設備自動在線監測兩個方面。通過分別聯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測，對發生的故障進行綜合分析[8]。

2.2煤礦機電設備自動在線監測與故障診斷系統硬件設計

井下運行的機電設備是系統的主要監測對象。系統通過對機電設備運行過程中的位置、溫度、頻率及振幅等參數的監測，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、振動參數等進行對比，對設備的運行狀態進行全面判斷；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。該系統硬件設備主要包含礦用的溫度傳感器、振動監測分析儀器等。振動監測儀器主要包含對振動數據的收集、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據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測與故障診斷系統軟件設計

為了確保數據控制過程中達到高質量的數據存儲、報警及數據交換等功能，在對本系統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）結構。

在具體進行故障診斷的過程中，首先發出申請，然后對申請進行Web驗證，在驗證通過之后，數據進入數據庫。完成數據的全部收集之后，所有數據進入中央主機，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測位置，將系統顯示作為依據，對設備信號特征進行全面實時分析[13]。圖2為煤礦機電設備監測排除故障流程。

3煤礦機電設備自動在線監測與故障診斷系統運行效果

系統應用于煤礦機電設備后，為了掌握系統整體的運行情況，確保系統運行的有效性，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種故障情況下系統排查故障所需的時間，對系統的實際工作效率進行對比分析[14]。圖3為新舊系統故障排查效率對比。

從圖3可以看出，在使用新系統后，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。數據顯示，在相同的地段，選擇使用新系統的機組，由于設備得到了較好保養，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%，取得了較好的優化效果[15]。

4結語

從當前煤礦機電設備在井下的使用情況來看，整體的工作穩定性和質量相對于先前已經有了明顯提升。通過采取自動在線監測與故障診斷的方式，系統運行質效得到了有效改善。但是，從當前系統整體運行情況來看，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量和效率，推動煤礦實現高質量、高效率的安全生產。

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