技術(shù)裝備推薦 | 煤礦機(jī)電設(shè)備故障診斷系統(tǒng)
時(shí)間：2022-11-10 來源：科大科技
在國(guó)家大力推進(jìn)煤礦智能化方針的指引下，煤炭企業(yè)根據(jù)行業(yè)自身的生產(chǎn)特點(diǎn)，沿著生產(chǎn)過程無人化、安全監(jiān)測(cè)數(shù)字化、信息管理集約化的發(fā)展路線持續(xù)推動(dòng)自動(dòng)化、智能化、信息化深度融合。
現(xiàn)階段，很多大型煤炭企業(yè)都配備了綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，但缺乏對(duì)關(guān)鍵設(shè)備關(guān)鍵部位的運(yùn)行狀態(tài)、健康狀況監(jiān)測(cè)與故障診斷，導(dǎo)致關(guān)鍵設(shè)備的運(yùn)行存在安全隱患；另外，煤礦各個(gè)子系統(tǒng)之間的監(jiān)測(cè)信息是割裂的，存在很多“數(shù)據(jù)孤島”現(xiàn)象，無法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，無法發(fā)揮數(shù)據(jù)分析和融合的價(jià)值。因此，在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，煤礦需要建立關(guān)鍵設(shè)備在線監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)平臺(tái)，同時(shí)建立相關(guān)的故障預(yù)警機(jī)制及風(fēng)險(xiǎn)防范系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)關(guān)鍵設(shè)備智能監(jiān)測(cè)、故障預(yù)警與故障診斷。
山東科大機(jī)電科技股份有限公司研發(fā)的煤礦機(jī)電設(shè)備故障診斷系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱DHMS），將傳感檢測(cè)、無線通信、人工智能與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)相結(jié)合，研發(fā)高精度、寬頻帶的無線振動(dòng)溫度采集裝置，構(gòu)建礦山設(shè)備故障診斷平臺(tái)，建立多參數(shù)融合的診斷分析模型和故障特征庫。DHMS基于設(shè)備關(guān)鍵部位振動(dòng)和溫度的分析，融合其他子系統(tǒng)的設(shè)備運(yùn)行參數(shù)，對(duì)煤礦機(jī)電設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)預(yù)警、故障診斷、狀態(tài)評(píng)價(jià)，將參數(shù)記錄電子化、故障診斷信息化。
01 DHMS關(guān)鍵技術(shù)
（1）智能告警技術(shù)
通過歷史趨勢(shì)、工況學(xué)習(xí)、降噪去偽以及動(dòng)態(tài)閾值等多策略協(xié)同開發(fā)的智能告警算法模型，顯著提高故障告警準(zhǔn)確率。
（2）全自動(dòng)閉環(huán)智能自動(dòng)診斷
采用機(jī)理模型+學(xué)習(xí)模型相結(jié)合，對(duì)軸系、軸承、齒輪等旋轉(zhuǎn)設(shè)備的典型故障進(jìn)行自動(dòng)故障診斷，并自動(dòng)生成診斷報(bào)告。
（3）低功耗無線傳輸技術(shù)
基于傳感檢測(cè)、無線通信、微處理（MCU）等技術(shù)，開發(fā)了低功耗無線智能振動(dòng)溫度監(jiān)測(cè)器和大數(shù)據(jù)量無線傳輸通信協(xié)議。2022年最新上市的DMS1200I無線振動(dòng)溫度監(jiān)測(cè)器，具有突出的低功耗特性，在正常工作情況下，電池的使用壽命可達(dá)5年。
（4）邊緣計(jì)算技術(shù)
終端監(jiān)測(cè)器內(nèi)置數(shù)據(jù)處理和振動(dòng)分析算法，輸出10種振動(dòng)故障特征值，本地化的邊緣計(jì)算可以實(shí)現(xiàn)就地告警，滿足煤礦實(shí)時(shí)性和安全性的要求，可大幅減輕中心服務(wù)器的壓力。
02 實(shí)踐應(yīng)用
DHMS通過無線振動(dòng)溫度監(jiān)測(cè)器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與邊緣計(jì)算，以無線方式將數(shù)據(jù)傳輸至網(wǎng)關(guān)與后臺(tái)服務(wù)器，服務(wù)器端軟件對(duì)振動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行頻譜分析。當(dāng)發(fā)生告警時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行智能診斷，其診斷結(jié)論觸發(fā)維保工單，將工單推送給相關(guān)的維保人員，形成一個(gè)閉環(huán)的業(yè)務(wù)流程。DHMS可診斷不對(duì)中、底座松動(dòng)、不平衡、葉片損壞、軸承損壞、齒輪損壞、聯(lián)軸器故障等旋轉(zhuǎn)機(jī)械常見的故障類型。
DHMS監(jiān)測(cè)對(duì)象涵蓋煤礦的關(guān)鍵機(jī)電設(shè)備，主要應(yīng)用場(chǎng)景有3種：①煤礦地面設(shè)備，包括主副井提升機(jī)、主通風(fēng)機(jī)、壓風(fēng)機(jī)和瓦斯泵站；②洗選設(shè)備，包括振動(dòng)篩、刮板輸送機(jī)、泵類、離心機(jī)等；③煤礦井下設(shè)備，包括主排水泵、帶式輸送機(jī)、刮板輸送機(jī)等。
目前，DHMS已在國(guó)家能源集團(tuán)、山東能源集團(tuán)、中煤能源集團(tuán)、晉能控股集團(tuán)、陜煤集團(tuán)、淮北礦業(yè)集團(tuán)等20多家大型煤炭企業(yè)的80余家煤礦單位取得應(yīng)用，僅DHMS管理的煤礦機(jī)電設(shè)備測(cè)點(diǎn)數(shù)量就達(dá)到1萬個(gè)以上。DHMS通過振動(dòng)分析、智能診斷與遠(yuǎn)程專家會(huì)診等功能，將萌芽狀態(tài)的故障提前告知用戶，顯著降低了非計(jì)劃停機(jī)時(shí)間和設(shè)備維護(hù)成本。
DHMS通過智能感知、數(shù)據(jù)分析、預(yù)測(cè)預(yù)警、人工智能、移動(dòng)互聯(lián)等先進(jìn)技術(shù)，指導(dǎo)用戶對(duì)設(shè)備進(jìn)行預(yù)測(cè)性維護(hù)，大幅提高了設(shè)備運(yùn)行的安全性和可靠性，為智能礦山建設(shè)提供底層數(shù)據(jù)支持。
DHMS監(jiān)測(cè)選煤廠煤泥泵
文章來源：《智能礦山》2022年第9期“技術(shù)與裝備推廣”專欄 https://mp.weixin.qq.com/s/WjVbe0xLvhAcaVRwncgJXw
作者簡(jiǎn)介：姜雪，碩士生導(dǎo)師，博士，現(xiàn)任山東科大機(jī)電科技股份有限公司副總經(jīng)理
