大型煤礦機械電子監(jiān)控與故障診斷系統(tǒng)研制

胡乃健

摘要：改革開放以來，我國社會經濟不斷發(fā)展，煤礦產業(yè)作為我國支柱性產業(yè)，對我國經濟增長、社會進步、人們生活水平提高具有不可或缺的作用。由于煤礦生產影響范圍大、生產環(huán)境惡劣、危險性高等特點，使得煤礦生產過程受到諸多因素的干擾，給采煤工作帶來了一定的難度，無法確保生產過程順利進行。大型煤礦機械設備作為煤礦采集必須的工具，在實際生產活動中，大型煤礦設備運行的安全性和穩(wěn)定性直接關系著生產過程的可靠性，也是確保煤礦企業(yè)最大化經濟效益的前提。本文就煤礦生產活動中，大型煤礦機械電子監(jiān)控進行了分析，并使其應用于機械設備故障診斷中，從而確保設備運行性能的穩(wěn)定性，提升煤礦企業(yè)的經濟效益和社會效益。

關鍵詞：大型煤礦機械 電子監(jiān)控 故障診斷系統(tǒng)

0 引言

隨著科學技術的發(fā)展，尤其是信息技術的進步，使得我國提前進入信息化時代。信息化社會的到來對各個行業(yè)的生產、經營、辦公都有著較大的便利性，對于煤礦企業(yè)來講，由于其自身生產特點，使得生產過程存在諸多安全隱患，嚴重威脅著生產人員的人身財產安全，十分不利于國家的健康發(fā)展。大型煤礦機械在煤礦生產過程中發(fā)揮著巨大的作用，對其進行電子監(jiān)控能實時、及時、準確的監(jiān)測其運行的狀況，并對出現的故障進行診斷并定位，有效避免了因故障導致的突然停止，造成難以估量的經濟效益，還可能對人員帶來生命危險。因此在煤礦設備上安裝電子監(jiān)控與故障診斷系統(tǒng)，提升了設備的運行的安全性，確保機械設備能穩(wěn)定高效的持續(xù)作業(yè)和運行。

1 大型煤礦機械設備信息管理系統(tǒng)運行的意義

在煤礦生產過程中，大型煤礦機械設備的運行性能和狀態(tài)直接關系著煤礦采集生產的有序性和高效性，對煤礦企業(yè)的經濟效益和社會效益具有不可替代的作用。隨著信息技術突飛猛進的發(fā)展，使得煤礦大型設備的管理模式與內容已經難以滿足當今社會和煤礦行業(yè)的需求，無法確保機械運行的穩(wěn)定性。大型煤礦設備的管理水平不但與機械運行的情況和工程作業(yè)的安全性有關，還會影響到工程計劃的制定、實施以及煤礦生產的質量等，因此對大型煤礦機械設備進行信息化管理，引入電子監(jiān)控與故障診斷系統(tǒng)，對煤礦工程和企業(yè)具有重要的意義。

1.1 該系統(tǒng)可以對機械設備的運行、檢修情況進行電子資料歸檔，使企業(yè)各管理人員能實時的監(jiān)測到各類設備運行的數據，并通過這些數據制定科學的管理方法，確保信息的完整性、真實性、可靠性。

1.2 機械維修管理需要制定完善的維修計劃，這需要相關數據和以往維修記錄做參考，煤礦設備電子監(jiān)控與故障診斷系統(tǒng)能對每次維修情況進行自動記錄，給機械設備維修工作帶來了較大的便利。

1.3 此系統(tǒng)能將煤礦企業(yè)的生產、管理以及財務直接相連，實現信息交流、資源共享的管理模式，盡可能提升設備信息管理水平。

1.4 煤礦機械電子監(jiān)控與故障診斷系統(tǒng)最大的特點是遠程監(jiān)控，實時掌握運行的情況，及時反饋運行中存在的故障風險，從而制定出護理、維修的計劃方案，并盡快實施，避免出現大型生產事故導致工期延長，嚴重影響工程效益。

2 電子監(jiān)控與故障診斷系統(tǒng)的模式

2.1 電子-液壓單元控制模式。在科學技術飛速發(fā)展的沖擊下，機械發(fā)展的方向逐漸向電子液壓單元轉變，這是一種傳感器-電子控制單元結合的液壓驅動執(zhí)行模式，其最大的優(yōu)點是提升整機各方面的性能，提升工作效率，延長其使用壽命。相對傳統(tǒng)模式，該模式成本沒有太大的變化，但機械的性能比卻顯著提高。

2.2 電子-液壓集成控制模式。信息化時代的發(fā)展為工程機械電子控制程度發(fā)展創(chuàng)造了有利條件，使得單元控制模式逐漸過渡到集成控制模式。電子-液壓集成控制模式在減低設備耗損、改善勞動強度、提高煤礦生產管理水平具有重要的作用。因此在規(guī)格較大的裝載機設備中，為了對原有液壓控制機構與邏輯進行簡化，可以在全液壓控制的基礎上嵌入雙微處理器單元。

2.3 自動化電子液壓控制模式。在電子-液壓集成控制模式的基礎上嵌入衛(wèi)星通訊管理模塊和自動化操作模塊，促進設備管理、控制以及操作實現自動化電子液壓控制模式。在機械設備運行、維修、保養(yǎng)等過程中，該模式提升了各個環(huán)節(jié)的工作效能和管理水平，實現了自動化控制模式，這必將是我國機械設備管理發(fā)展的趨勢。

3 大型煤礦機械電子監(jiān)控與故障診斷系統(tǒng)的分析

在信息技術和電子技術的發(fā)展進步下，促進了我國信號測試水平的提升，通過計算機對煤礦機械運行的情況進行遠程監(jiān)控，能及時、準確的獲取相關數據，一旦出現系統(tǒng)故障能以最快速度進行定位并維修。但是傳統(tǒng)信息收集模式陳舊落后，難以滿足現代煤礦生產的需求，采用計算機電子技術對大型煤礦機械進行實施監(jiān)控和故障診斷，能彌補傳統(tǒng)收集模式的缺陷，提升系統(tǒng)的優(yōu)越性。

3.1 系統(tǒng)的結構與功能。大型煤礦機械電子監(jiān)控與故障診斷系統(tǒng)主要結構包括在線收集、分析處理信息、故障警報等部分，該系統(tǒng)能對煤礦機械設備進行實時監(jiān)控，并預先得到故障，盡快處理避免事故的發(fā)生。

①收集數據。該系統(tǒng)中智能識別系統(tǒng)能對煤礦機械的運行狀況進行檢測，并利用傳感器傳遞信息，以便獲取及時、準確的數據。數據傳遞系統(tǒng)主要包括傳感器和信號調理電路，傳感器部分采用手機溫度數據的半導體集成溫度傳感器，能對大范圍的區(qū)域進行測溫，具有良好的靈敏度。收集的信息真實可靠，不需要嚴格確保穩(wěn)定的電源和電壓就可以正常使用，具有十分好的使用性能。②分析數據。通過A/D數模轉化，可以把傳感器中的模式信號轉換為計算機接收的數字信號，然后計算機對數據進行處理分析。該過程主要是通過預先設定的程序，以判斷接收的信號，獲取當前煤礦運行的狀態(tài)，對事故風險的存在進行判斷。計算機在接受數字信號的同時，可以把其中存在的異常數據、異常部件以及發(fā)生的時間在數據庫中自動進行記錄，今后遇到類似情況可以隨時參考這些數據，以便維修工程的方便性。③警報裝置。在電子監(jiān)控和故障診斷系統(tǒng)中，將LED燈或者報警器安裝到監(jiān)控故障系統(tǒng)上，在出現異常故障時，該裝置能發(fā)出報警信號，使相關操作人員迅速得知故障情況及時處理，避免因突然停機造成不可估量的損失。④時鐘裝置。將時鐘裝置設置于監(jiān)控系統(tǒng)中，一旦發(fā)生故障可以將信息和時間一起存入數據庫，有利于今后機械設備的維修工作。

3.2 系統(tǒng)的軟硬件設施。在煤礦實際采集和生產過程中，煤礦機械設備開始工作時，電子監(jiān)控與故障診斷系統(tǒng)也會同時進行監(jiān)測。該系統(tǒng)將數據信號通過傳感器傳入計算機內，并對其進行分析，根據預先設定的程度展現出煤礦機械設備運行的實時情況以及可能存在的故障風險，然后利用警報裝置，幫助相關人員及時對故障進行預防處理，避免故障發(fā)生的幾率，最大程度降低煤礦企業(yè)的經濟損失，提升煤礦生產過程的安全性與穩(wěn)定性。系統(tǒng)硬件采用64道巡回檢測、掉電保護等電路、電路板布線，該部分充分考慮了系統(tǒng)的干擾性，這就決定了整個監(jiān)控診斷系統(tǒng)具有良好的抗干擾性，使得煤礦工程工作更加安全可靠。而軟件設計是上述提到的，傳感器識別、采集數據、故障判斷、運行狀態(tài)提示以及結果輸出服務等。

4 結束語

綜上所述，媒介機械電子監(jiān)控與故障診斷系統(tǒng)主要實現了傳感器識別、收集數據、信號轉換及傳遞、警報提示、故障診斷、自動記錄等功能，是現代化煤礦機械設備管理發(fā)展的新趨勢。在煤礦實際采集和生產過程中，大型煤礦機械設備管理涉及內容廣、信息數據量大，傳統(tǒng)的管理模式已經無法滿足當今社會與該行業(yè)發(fā)展的需求，這就迫使煤礦企業(yè)必須創(chuàng)新和改進設備管理模式，以確保企業(yè)最大化經濟效益的實現。因此引入先進的信息技術，通過計算機管理，大大提升了設備的工作效能，使獲取信息更加及時和準確，確保設備運行的安全與穩(wěn)定，有效避免了惡性故障帶來的損失，實現煤礦企業(yè)最大化經濟效益和社會效益，促進企業(yè)健康、可持續(xù)發(fā)展。

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