淺析數據庫分析的煤礦機電設備故障監測與檢修

李林

（中煤集團山西華昱能源有限公司，山西朔州 036002）

1.煤礦機電設備故障數據庫分析意義

煤礦企業在開采過程中需要大量應用機電設備，機電設備能否穩定運行，也決定了開采生產工作的安全程度和工作效率。由于機電設備生產環境的特殊性，煤礦機電設備常年處于超負荷運作狀態，經常會出現運轉故障問題，嚴重影響了煤礦生產工作的開展。很多企業對于煤礦生產的管理工作，重心都放在了開采階段而忽視了機電設備的檢修管理，缺少針對機電設備的監測檢查標準，導致設備問題不斷堆積，難以檢修。對于煤礦機電設備監測檢修工作來說，傳統的監測手段已經無法滿足煤礦生產需求，在線監測診斷等新興手段因此應運而生。利用數據庫分析對煤礦機電設備進行故障監測，是在理論分析的基礎上，利用數據信息集成技術，對煤礦機電設備的運行狀態進行識別分析，一旦發現異常故障，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.機電設備故障監測數據庫技術特點

2.1 數據采集與傳輸功能

機電設備的數據參數由兩部分構成，分別是動態數據和靜態數據。靜態數據是指機電設備的原始的設備參數，是通過PM、CMES系統接口采集到的數據。動態數據是指自動化數據傳輸的監測數據，設備數據傳輸到設備采集器，再由設備采集器中轉將數據傳導到井下交換機，最終數據通過OPC傳入通信工控機，形成自動化監測動態數據。動態數據和靜態數據共同構成機電設備故障監測數據庫，實現井下和地面數據互通，打通監測通道。

2.2 設備運行監測和故障預警功能

構建數據庫進行機電設備故障監測的目的是為了實現機電設備運行狀態的實時監測，以便于在設備出現故障的第一時間能夠得到及時處理。通過數據實時監控，能夠全面掌握機電設備的當前運行負荷、電流強度、設備溫度等各項數據，這些數據的變動都會對機電設備的運行狀態產生一定影響，一旦變動幅度超過合理范圍，數據分析系統則能夠自動判定設備是否出現故障信息，并及時向主機報警或者執行停機處理。對設備運行狀態監測，可以實時了解設備各項信息變動情況，如設備電流傳導、傳感器信息等數據變動，能夠判定設備的工作狀態是否正常。對設備故障的報警預警功能，主要是將監測到的各項參數，與數據庫中的額定參數做對比，根據不合理運行狀態出現的次數和頻率，分為不同等級的預警處理。準確的預警信息能夠幫助識別設備故障，減少煤礦事故的發生，保障生命財產安全。

2.3 輔助機電設備檢修

數據庫的集成功能對設備故障檢修有極大的輔助作用，數據庫內積累了大量的維修數據，能夠為設備維修提供數據依據，幫助檢修人員配備最優解決方案，指導維修作業，防止盲目檢修，降低維修成本。數據庫系統通過對機電設備的長期監控，對于設備的損耗情況都有相應的記錄，根據設備劣化趨勢，能夠預判出機電設備需要定時檢修的時間節點，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，快速鎖定出現問題的設備，根據對應的解決方案，安排調度相應的檢修流程，縮短了檢修時間，提高了故障排查效率。除此之外，數據平臺的優勢也體現在工單管理方面，利用PM系統的工單工具，對設備檢修過程進行記錄，統計其故障原因，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 協助配備設備部件

數據庫本身具備豐富的機電設備參數，通過對機電設備歷史故障問題的統計分析，能夠得到歷史故障參數以及維修成本、維修部件等信息。這些信息通過系統內部的匹配分析，在系統判定故障問題并預警的同時，也能夠輔助匹配設備部件型號，迅速識別到對應的廠家、規格等信息。合適的部件在使用過程中能夠發揮出更加優異的性能，減少故障發生的頻次，避免多余的損耗，節約經濟成本。

2.5 數據整合功能

數據庫內關于機電設備的相關參數都是由工程師通過不同型號的設備開展試驗得出的成果累積，將設備的基礎參數、運行狀態、環境負荷等數據集合到數據庫中模擬運行，整合最佳狀態下的數據模型形成數據庫，在機電設備運行工作中用以做參考對照。

3.煤礦機電設備故障自動監測原理

機電設備故障監測及數據分析系統內部會根據大量數據分析結果設定額定預警值。當監測到的設備實際電流、電壓超過額定值的1.2倍，系統會啟動聲光預警系統并將故障信息傳輸至調度工作人員，工作人員收到故障信息后進一步核實情況，到現場排查故障后測試無誤再恢復正常工作。

機電設備的負荷功率也在系統監測范圍內，首先為機電設備負載功率設定一個基準值，設備的空轉、過載、超限等異常運行情況會被記錄統計，根據不同的異常情況持續時長和發生頻次，設計不同等級的報警提示，便于調度人員及時優化系統配置，調整設備荷載。

除此之外，數據庫還可以通過收集統計設備開機時間、日常檢修日期、停產時間等數據，計算機電設備開機率。通過日常工作中開機率情況比對，分析得出需要進行養護的設備，實現自動監控，提升檢修人員工作效率[3]。

4.數據自動化系統設計

全面了解煤礦機電設備檢測系統應具備的特性后，綜合考量機電設備故障監測和檢修流程，可以設計一個煤礦機電設備的故障監測系統，配合ASP.Net2.0和SQL Server數據庫技術，建立起一個囊括故障預警、數據收集、技術支持、工單管理功能的全方位監測平臺。

數據庫搭建要借助SQL Server 2000實現系統研發與編程，SQL Server作為關系型數據庫管理系統，可以面向數據庫執行查詢，也能夠很好地存儲和歸類數據，便于用戶使用。

為了方便機電設備后期的維修與管理，在數據庫程序編寫工作中要著重數據庫表的設計，將機電設備按照不同型號合理劃分。使用者可以通過系統界面的分類提示快捷的實現相關操作，更快速地查閱和調取到想要的設備信息。對于不同的設備，設置相對應的額定標準數據庫，進而設置對應的檢修項目和檢修規范，實現設備檢修的自動化和智能化。

數據庫搭建完成后，服務器可以通過2種不同方式訪問數據庫：（1）在主界面中輸入SQL語句進入數據庫展開瀏覽；（2）找到相關文件存儲位置，點擊后進入數據庫訪問瀏覽。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，能夠縮短系統響應時間，加快系統運行速度。

5.總結

在當前煤礦產業高速發展的推動下，保障煤礦機電設備的安全生產變得更為重要。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，實現對煤礦機電設備故障的監測與檢修工作。建立完善的井下安全監測系統，形成礦井上下安全可靠的預警機制和信息通道，是保證煤礦生產工作順利進行和防止事故發生的重要基礎。故而，我們要將數據庫結合設備監測系統，實現信息互通數據共享，自動化信息化的對機電設備實現預警和檢修管理工作，降低煤礦開采工作的風險性，保障人民生命財產安全，讓科技融入傳統行業，促進社會經濟繁榮發展。