采煤机远程监测与故障诊断系统研究
故障・诊断 采煤机远程监测与故障诊断系统研究李军利1,卢喜山2,徐向东2,廉自生1(1.太原理工大学机械工程学院,太原030024; 2.潞安集团王庄煤矿,山西长治046031)摘要:论述了基于矿井安全生产监控网络建立的工作面采煤机远程监控与故障诊断系统。
该系统可对采煤机电机电流、扭矩、牵引速度、牵引方向和故障等内部参数以及采机位置和摇臂倾角等外部参数进行监测和传输,并可实现在紧急情况下远程紧急停车。
阐述了采煤机在线远程监控与故障诊断系统的原理与实现方法。
该系统在实际应用中取得了良好的效果。
关键词:采煤机;远程监测;故障诊断;监控网络中图分类号:T D42;TP306 文献标志码:A 文章编号:100320794(2007)0520174203R esearch on R emote Monitoring and F ault Diagnosis System forCoal ShearerLI Jun-li1,L U Xi-sh an2,XU Xiang-dong2,LIAN Zi-sheng1(1.C ollege of Mechanical Engineering,T aiyuan University of T echnology,T aiyuan030024,China;2.Wangzhuang C oal M ine,Lu’an G roup,Changzhi046031,China)Abstract:The rem ote m onitoring and fault diagnosis system for coal shearer based on the coal mine safety pro2 duction m onitoring netw ork,this system can m onitor and transmit such interior parameters as m otor current, torque,traction velocity,traction direction and such exterior parameters as shearer position,rocking shaft an2 gle,and stop coal shearer in case of emergency.The principle and realizing method of m onitoring and fault di2 agnosis system are elaborated.This system has obtained g ood effect in practical application.K ey w ords:coal shearer;rem ote m onitoring;fault diagnosis;m onitoring netw ork0 引言采煤机是综采工作面落煤和装煤的主要设备,它的正常运转决定着综采工作面的生产效率。
虽然采煤机控制系统具有监测和故障诊断功能,但由于工作环境恶劣,采煤机零部件多,结构复杂,致使操作司机不能及时掌控采煤机的各项运行参数,可能使采煤机带病工作,甚至出现故障。
另外,采煤机的工作参数如采高和采机位置等信息是建立自动化综采工作面的基本依据。
建立采煤机运行状态的实时远程监测,有助于保障采煤机的安全运行以及综合调度工作面生产,提高煤矿生产的自动化、信息化管理水平,并将为实现自动化无人工作面奠定基础。
1 监测原理电牵引采煤机的监测参数分为内部参数和外部参数。
内部参数指采煤机运行的内部系统参数;外部参数指需要加装相应的外部传感器而获得的采机运行宏观参数。
图1为采煤机监测参数种类。
1.1 内部参数采煤机内部参数由采煤机的P LC控制器和牵引变频器采集。
P LC完成截割、滚筒升降、系统故障诊断等的操作与控制。
牵引变频器在P LC控制下,负责采煤机牵引操作,二者通过RS485通讯端口实现主控通讯。
牵引变频器完成牵引参数的采集并上传P LC,P LC完成其他内部参数的采集。
全部内部参数数据由P LC通过RS485ΠRS232接口传输给通讯工控机。
图1 采煤机监测参数种类1.2 外部参数外部参数包括瓦斯含量、采高卧底量、采机位置等参数。
(1)瓦斯含量 外接瓦斯传感器直接接入P LC 控制器。
(2)采高、卧底量 在左右摇臂上分别安装气体摆式倾角传感器,摇臂的升降状态转换成传感器的倾角变化,经AΠD转换后由P LC采集。
气体摆式倾角传感器原理如图2所示。
倾角传感器输入输出特性:总量程Π(°)-45～+45分辨率Π(°)0.01第28卷第5期2007年 5月 煤 矿 机 械C oal Mine Machinery V ol128N o15M ay.2007线性度Π%1工作温度Π℃-40～50频率响应ΠH z 0.5电源ΠV (DC )±12输出信号ΠV (DC )-5～5图2 角传感器检测原理图气体摆式倾角传感器原理:在重力场内,密度大的气体下降,密度小的气体上升。
利用热敏丝加热空气,其周围空气密度减小,由于浮力的存在,热空气上升,热气流力图保持在竖直向上方向。
这就形成一个具有单摆特性的“气体摆”。
若传感器壳体相对于地球重心方向产生倾斜角度θ,由于重力作用,图2中的2个热敏元件r 1、r 2产生的热气流保持铅垂方向,但2束热气流会对彼此的热源(r 1和r 2)产生热交换作用,使其电阻变化,电桥失去平衡,倾角不同,热交换所产生的影响也不同,输出的电压与倾角大小成正比。
图2中R 1、R 2为电桥平衡电阻。
由采机摇臂倾角,可得采煤机的采高和卧底量如图3所示。
图3 采煤机工作示意图采煤机采高、卧底量由下面式(1)、式(2)计算当V o ≥0时,即θ≥0,采高量W cg =H +L sin θ+R =H +L sin (9°V OUT )+R(1)当V o <0时,即θ<0,卧底量W wd =H +L sin θ-R =H +L sin (9°V OUT )-R(2)式中V o ———倾角传感器输出电压,V ;θ———摇臂倾角,(°);L ———摇臂轴长度,mm ;R ———滚筒半径,mm ;H ———采煤机摇臂轴高度,mm 。
(3)采机位置 利用牵引速度对采样时间的累加积分得到采煤机行走的距离,再根据支架间距计算采机位置。
算法如下:n 次采样时间后采煤机行走的距离 L n =L n -1+ΔL n (3)第n 次采样周期内采机行走距离 ΔL n =∑v n t (4)式中L n -1———前n -1次采样后采煤机已行走距离,其初始值为0,m ;v n ———采煤机在第n 次采样周期内的平均牵引速度,规定采机沿工作面右行速度为正,左行为负,m Πs ;t ———采样周期,s 。
根据液压支架的架间距由式(5)计算出采煤机中间部位相对于液压支架的位置。
S i =(L 0+L n )ΠD (5)式中L 0———采煤机长度的一半,m ;S i ———采机中间位置所处的支架号,取整数,其值为1,2,…,n ;D ———液压支架架间距。
为了避免累积误差,采煤机截煤一个来回后,对式(3)、式(5)中的L n -1、S i 清零。
2 系统设计井下电牵引采煤机在线监测系统由采煤机控制系统、采高传感器、通讯工控机、安全生产监控网络和监控中心主机等组成,如图4所示。
图4 监测系统组成11信号交换 21监控主机 31监控网络 41K JF23B 分站 51工控机 61采煤机通讯工控机置于采煤机控制箱内,其功能是完成数据的转存、处理和通讯传输。
首先,系统通过P LC 将监测的数据采入工控机并存储;其次,通过工控机安装的组态软件就地显示各参数于采煤机控制箱窗口;最后,通过RS485串行口将数据送入监控网络分站K J F23B 。
矿井K J66安全生产监控网络不仅具有煤矿安全生产监控的功能,而且具有网络通讯功能,它是按“主机-分站-传感器”体系结构设计,监控中心主机通过K CT 3调制解调器以同步差分二相码格式巡检井下分站,采集分站上由通讯工控机送入的数据,然后对数据进行处理,完成显示、存储、打印和历史曲线等任务。
采煤机故障诊断系统内部结构如图5所示。
知识库由规则和故障树组成。
规则根据相关专家知识而总结出来。
故障树是故障诊断分析的知识模型,它记载故障源的特性、故障决策和求证该故障源所 第28卷第5期 采煤机远程监测与故障诊断系统研究———李军利,等 V ol 128N o 15 电机故障诊断中的小波分析方法及小波基选取3田慕玲,王晓玲(太原理工大学,太原030024)摘要:通过对傅立叶变换与小波变换的分析,选定小波分析的方法作为电机故障诊断的分析方法。
在此基础上对各系列的小波基进行了分析,结合电机故障诊断中具体信号的特点,选取了适合的小波基。
关键词:电机故障诊断;小波分析;小波基;选择中图分类号:T M32;TP39 文献标志码:A 文章编号:100320794(2007)05200176203W avelet Analysis Method Applied in F ault Diagnosis of Motor andSelection of W avelet B aseTIAN Mu-ling,WANG Xiao-ling(T aiyuan University of T echnology,T aiyuan030024,China)Abstract:Wavelet analysis method is chosen as the method used in fault diagnosis of m otor by analyzing and com paring wavelet trans formation with F ourier trans formation.Based on this,has selected the wavelet basewhich is fit to concrete signals of fault diagnosis of m otor by analyzing thedifferent wavelet bases.K ey w ords:m otor fault diagnosis;wavelet analysis;wavelet base;selection0 综述电机故障诊断的方法,大致可分为基于解析模3(20041045);山西省科技公关项目(2006031153-01)型的方法、基于信号处理的方法和基于知识的方法三大类。
对远程监测系统应用于采煤机维修的探究
第1期（总第125期）机械管理开发2012年2月No.1（S UM No.125）M EC HANIC ALM ANAGEM ENT ANDDEVELOPM ENTFeb.2012引言我国是煤炭大国,矿产资源极为丰富。
目前，各省为了提高矿产资源利用率、保证煤矿安全生产、提高煤矿机械自动化程度，已经开始了大规模的煤炭资源整合和煤矿兼并重组工作，即所有的小煤矿将淘汰，全部实现机械化开采。
机械化开采，关键就是要实现综采工作面的自动化，从而实现煤矿安全、高效生产。
采煤机作为综采工作面落煤和装煤的主要设备，它的正常运转决定着综采工作面的效率。
但是，由于工作环境恶劣，采煤机零部件多，结构复杂，操作工人不能及时掌握采煤机的各项运行参数，致使采煤机发生故障后，才进行维修，这样往往会给生产造成较大损失，同时也会影响到煤炭企业的发展速度、经济效益和安全生产。
采煤机现行的维修体制及事后维修的技术落后状况，已不适应煤炭企业的现代化建设和安全生产的需要，应必要进行改进。
当前采煤机的维修存在着严重的不足，要克服这些不足，必须采用先进的远程监控系统对煤矿设备进行远程监测，一经发现煤矿的各项运行参数出现异常，就立即通知井下工人及时处理。
要保证采煤机的安全运行最重要的就是要做到事前故障的监测，因此，设计一套基于GPRS 的采煤机远程监控系统的硬件和软件系统；同时，还要有保证采煤机能够高效运行的措施。
设计了基于GPRS 的采煤机远程监控系统的硬件和软件系统。
同时，还提出了一些要保证采煤机的高效运行今后应该采取措施的思路。
1采煤机传统维修的弊端及远程监测的意义1.1传统维修的弊端在采煤机维修方式的发展过程中,主要有事后维修、定期维修、预防性维修、预知性维修、主动预防性护维修五类。
传统采煤机维修，大部分是事后维修。
事后维修顾名思义是指当采煤机发生故障损坏后采取的被迫停机而进行的毫无事先计划的应急维修。
故障发生后采取的处理对策，属于被动性的。
综采工作面“三机”故障诊断系统与信息化控制技术研究及其应用
当前,智能 技 术 已 相 对 成 熟, 完 全 可 以 实 现
“有人巡视,无人值守”,目前需要观念上的突破和
２ 综采工作面自动化控制技术体系构建
在自动化开采上尚属空白,面对枣泉煤矿存在的倾
化、信息共享化、常态作业无人 (少人)化、安全
应用上的细化. 枣 泉 煤 矿 煤 层 赋 存 地 质 条 件 复 杂,
的煤岩识别、液压支架的倾斜调节、巷道的掘进和
场总线的控制技术,自动化程度较高.我国以国家
支护、辅助运输和工程方面的自动化和智能化水平
能源集团神东公司和宁夏煤业公司为代表的综采工
不高;另一方面是复杂条件下矿井生产的采掘失调
作面自动化技术研究取得了长足的进步,实现了采
矛盾 突 出, 快 速 掘 进 类 智 能 化 技 术 和 设 备 发 展
工作面输 送 设 备 的 集 中 控 制. 通 过 工 作 面 视 频 监
了依靠综采自动化技术进行煤矿开采的力度.国家
控,实现对采煤工作面的无死角监控,通过设置在
能源集团宁夏煤业公司对煤矿安全高效开采非常重
运输巷的综采自动化监控中心实现工作面三级系统
视并积极调研,旨在为煤矿开采研究一条最佳的技
的集中监测与控制,并通过工业以太网平台在地面
矿开始采用计算机技术、大功率变频牵引采煤机控
自动化采煤.澳大利亚的基于陀螺仪导向定位的自
动化采煤方法,其控制对象是 “三机”为主的全工
作面自动化控制,采用控制中心 ＋ 控制器 ＋ 工业现
的自动化生产.
备人工智 能 技 术 总 体 评 估 为 ７０％ , 综 掘 设 备 人 工
智能技术 总 体 评 估 为 ４２％ . 一 方 面 表 现 为 采 煤 机
论,以信号能量 － 相关性为评价指标,对噪声信号
煤矿综采工作面设备状态综合监测及故障预警系统研究与应用
煤矿综采工作面设备状态综合监测及故障预警系统研究与应用摘要：近几年，随着社会经济的高速发展和科学技术的不断进步，智能化技术也渗透到了社会的各个领域。
比如在煤炭行业，将智能化技术运用到煤炭开采中，极大的提高了煤炭开采的效率。
现阶段我国的煤炭开采已经全部实现了机械化作业，以前比较传统的煤炭开采方式已经满足不了现在的行业发展趋势，运用智能化开采技术可以运用开采设备对煤层和参数进行详细的分析研究，并且智能化开采技术的安全系数比较高，可以避免很多意外。
所以，运用先进传感、检测监控技术、可视化技术、5G融合网络等智能化开采技术是现在煤炭行业的主要发展方向，为煤炭行业智能化发展提供了强有力的技术保障。
基于此，本篇文章对煤矿工作面设备状态综合监测及故障预警系统研究与应用进行研究，以供参考。
关键词：煤矿工作面；设备状态综合监测；故障预警系统；研究与应用引言我国是煤炭大国，煤炭也是我国最重要的能源之一，我国现在还处于工业发展的时期，在以后的很长一段时间内，煤炭依旧是重要的世界能源，并且有着不可替代的主要地位。
现代化信息技术的高速发展对煤炭行业也产生了很大的影响，煤炭行业想要继续发展下去，就必须顺应时代的发展趋势，运用智能化技术来促进煤炭行业的发展。
基于此，本文探究煤矿工作面设备状态综合监测及故障预警系统研究与应用分析。
1煤矿综采智能化工作面的技术特点1.1自动化控制提升准确性在煤矿综采工作的实际操作过程中，应该运用自动化控制系统对开采工作进行控制，比如说运用采面支架自动化和降尘自动化系统等技术来实现煤矿开采自动化。
智能化控制设备不同于以往的人工控制，它是通过计算机系统来实现智能化的系统控制，大大降低了工作人员的工作强度，同时也提高了煤矿综采运行的效率和准确性，降低错误率。
1.2参数监控确保实时性煤矿智能化系统拥有强大的计算能力，将智能化系统和设备运用到煤矿综采作业，可以有效的提高煤矿开采参数的准确性，从而实现煤矿综采的智能化监管目标。
综采工作面远程状态监测与故障诊断研究现状与发展趋势
困扰 科 研 工 作 者 的 一 大 难 题 。 随 着 网 络 技 术 的 快 速 发 展 ， 基 于 网络 的远 程 状 态 监 测 与 故 障 诊 断 技 术 悄 然 兴 起 并 成 为
近年 来 的研 究 热 点 。本 文 总 结 了 当前 的 一 些 研 究 结 果 ，并
１ ）客 户端 。主 要 用 来 提 供 用 户 接 口 ，完 成 从 服 务 器 请 求 数 据 、信 号 处 理 及 初 级 的 故 障 诊 断 等 操 作 。 ２ 服 务器 端 。承 担 故 障 诊 断 系 统 的 共 享 管 理 、系统 通 ）
１ｊ
煤 矿 井 下 环 境 复 杂 多 变 ，且 大 多 存 在 瓦 斯 等 危 险 性 气 体 ，突水 、冒顶 等 灾 害 也 时 有 发 生 ， 另 一 方 面 ， 随 着 综 采 机 械 化水 平 的不 断提 高 ，井 下 采 煤 机 械 的 应 用 越 来 越 广 泛 ，
装 机 功 率 逐 年 攀 升 ，并 不 断 向着 重 型 化 、高 速 化 、 自动 化 和 智 能 化方 向 发 展 ，系 统 结 构 也 日益 复 杂 。一 旦 出 现 设 备
ｌ ｓＬ Ｎ ｆｒＬ ｎ ｅ Ａ ｏ ｇ—ｗ ｌ Ｃ ａ Ｍｉｅ Ａ ｔ ｔ ｎ ． Ｉ Ｅ ｓ ｏ ａｌ ｏ ｌ ｎ ｕｏ ｉ ｆ １ Ｅ Ｅ ｍａ ｏ Ｊ
Ｔ ａ ｓ ｃｉ ｓｏ ｄ ｓ ｙＡｐ ｌ ａｉ ｓ ０ ７ ３ ６ ：１ １ ｒｎ —ａｔ ｎ ｎ Ｉ ｕ ｔ ｐｉ ｔ ｎ ，２ ０ ，４ （ ） １ ～ ｏ ｎ ｒ ｃ ｏ
种应 用趋 势 ；Ｃ Ｒ Ａ模 式 目前 尚 处 于 设 想 、建 模 阶 段 ， 尚 ＯＢ
没有 成熟 的应 用 案 例 。
故 障将 导 致 整 个 工 作 面 的 停 产 ，造 成 巨 大 的 经 济 损 失 甚 至
采煤机故障诊断的研究
２１ 年第５ ０２ 期
总第１ 期 １ ０
采煤机故 障诊断 的研究
闰省 伟
（ 安 集 团 司 马煤 业 有 限公 司 机 电 部 ， 潞 山西 长治 ０ ７０ ） ４ １５
摘
要
采煤机 是煤 矿 生产 的关键设 备 ， 了提 高采煤机 故 障诊 断水平 ， 文分析 了采 为 本
２ 常用 的采煤机故 障诊 断方法
２ １ 温 度监 测 ．
机械设 备 摩擦 零件 一旦 发生轻 微故 障 ， 温度是 最 直接 的 反应 ， 用 传感 器 对 温度 进 行监 测 ， 利 能正 确 快 速 的反 映机械设 备 的工况 状态 。对 于采煤 机 而言 ， 采 用在 线温 度监 测 比较实 用 ， 比如 当采煤机 截割 滚筒 内 轴承 损坏 发生 严重摩 擦 时 ，滚 筒温 度将 急剧 上升 ， 通
煤机常用的故 障诊 断方法， 并在 专家诊 断系统的基础上 ， 引入 了模糊神经网络 ， 结果表 明该 方 法能很好 的提 高采煤机 的故 障诊 断水 平 。 关键词 采煤机 ； 故障诊 断； 专家系统 ； 模糊神经网络 中图分类 号 ：Ｄ ０ 文献标 志码 ： 文章 编号 ：０ ９ ０ ９ （ ０ ２）５ ０ ６ — ３ Ｔ ４７ Ｂ １０ — ７ ７ ２ １ ０ — ０ ９ ０
２３ 专 家 系 统 ．
的思维过程 ， 从而对故障进行分析。专家系统的知识 库 主要 由事 实 知识与 经验 知识 构成 ， 事实 知识 由领 域 专家 群体所 公认 的事 实构 成一个 共用 的数 据体 ， 验 经 知识 主要是 一些 有效 的判别 规 则 。 用专 家 系统对 采 利 煤机 进行 故 障诊 断 ，首 先要 对 现 场 故 障诊 断 数 据 进 行历 史 记 录和 分类 总结 ， 然后 建 立 知识 库 ， 是 专 家 但 系 统在 知识 获 取及 推 理技 术 等方 面存 在 着缺 陷 。 ２４ 人工 神经 网络 ． 人工神经 网络是对人脑神经网络系统的一种物 理 结构 上 的模 拟 ， 有很 高 的容 错 能 力 、 速 的 推理 具 快 能 力和 强大 的 自学 习能 力 ， 采煤 机故 障诊 断提 供 了 为 条有效 途径 。 由于采煤 机从 故 障初始 征兆 到故 障源 的映射通 常具 有复 杂 的非线性 映射 关 系 ， 将人 工 神经 网络应 用到 采煤机 故 障诊断 中 ， 以从 监测 到 的采煤 可 机 故 障信 号 中 ， 到故 障原 因和故 障部 位 的非线 性 映 找 射关系， 但是 由于人工神经网络学习周期较长及收敛 速度慢等缺点 ， 会影响采煤机故障诊断的及时 Ｉ。 生
煤矿大型机电设备在线监测与故障诊断系统
煤矿大型机电设备在线监测与故障诊断系统摘要：胶带机、通风机以及提升机等大型机电设备的安全运行是确保煤矿安全生产的关键，这些大型设备运行状态和故障监测是确保煤矿安全生产的重要措施。
本文以某煤矿为例，该矿基于工业以太网构建和实现了基于煤矿大型设备运行状态及故障的实时在线监测和诊断系统，经实际应用，有效降低了设备运行故障，同时显著提高了点检人员的工作效率及检修成本。
关键词：煤矿设备；运行状态；故障监测引言：近年来，随着计算机技术、传感器技术和信息通讯技术的不断提升，煤矿井下设备的功能越来越多样化，在实现煤矿自动化生产的同时，也产生大量的故障问题，而且有些故障问题很难被发现，从而造成设备运行中断，降低生产效率。
为了保证井下大型设备的稳定运行，在线监测和故障诊断技术必不可少，早期发现问题，在发生事故之前找出问题进行维修保养，以免造成更大的损失。
1.滚动轴承振动机理滚动轴承是煤矿中大型设备的主要零部件，在煤矿大型设备的故障中，滚动轴承出现故障的概率约为30％，利用故障诊断技术对滚动轴承进行监测和故障判断，可以有效的将事故的故障发生率降低75%，维修费用可以降低25%左右。
造成轴承振动的因素可以分为内部因素和外部因素，其中由于出厂前的装配问题产生的机械结构问题、运行时的故障和轴承自身设计的结构特点成为内部因素，在轴承的运行过程中，最容易导致轴承系统出现振动的因素是运行故障，微小的振动激励可以使轴承系统处于不正常工作状态，这种不正常状态又会加剧轴承的振动。
在引起轴承振动的三个因素之间没有必然的联系，引起振动的信号具有一定的随机性，需要根据振动的频率，分别处理动的造成原因，通过分析不同频率下的振动信号，诊断故障来源。
2.监测系统设计及硬件选型2.1系统总体结构本文构建的大型设备状态运行及故障在线监测系统对煤矿16处机械设备的子系统开展了监测和诊断故障。
图1是监测结构示意图，各监测设备通过监测点进行管理，并通过CAN总线在井下对监测点与监测设备进行通信，控制器和传感器在CAN总线的作用下高速传输数据，通过以太网可以将对应大型设备监测采集的信息实时传送至集控中心工控机，以便检修和管理人员实时查看和进行信息管理，及时掌握各系统的故障诊断结果和监测设备数据。
采煤机变频器故障诊断系统的研制
具 。通过 动 态连续 跟踪方 式 ， 以连续 地观 察程 序 可 中的数 据及 其变化 情况 。 目前采煤 机 变频器 常见 的 故 障有 ： ①过 电流 故障 ， 是最 常见 的故 障 ， 因与 这 原
１ 功 能 介 绍
诊 断系统 主要 实现 对变 频器 各种 信号进 行采
图 １ 变频器故障诊断系统主界面
系统 还 将 所有 变频 器被 测试 量 的结 果 、 警 灯 报 状 态都 显 示在 主界 面 上 ， 象直 观 ， 作 简单 ， 于 形 操 便 操作 人 员及 时 了解 变频 器 的工作 情况 ， 同时利用 数 据库 来存 储 、 用 数据 ， 调 便于 查询 和打 印 数据 。 断 诊
维普资讯
２ ０ 年 ３月 ０８
矿 业 科 学 技 术
第３ ６卷 第 １ 期
采煤 机 变 频 器 故 障诊 断 系统 的 研 制
孟 东东， 张 新
（ 徽理 工 大 学 机 械 工 程学 院 ， 徽 安 安 淮南 ２ ２０ ） ３ ０ １
摘 要 ： 对目前采煤机变频器经常出现的各种故障进行详细的分析。提出将虚拟仪器技术应用在采煤机变
收稿 日期 ：０ ７０—０ ２ ０ — ９１
作 者简介 ： 孟东东 （９ ２ ， 江苏徐州人 ， １ ８ 一） 男， 在读硕士 ， 究方 向为故障诊断 。 研
维普资讯
第ｌ 期
Hale Waihona Puke 孟 东东 ， ： 等 采煤 机变频器故障诊断 系统 的研 制
１ ９
集、 示、 显 报警 、 数据 记录 以及 记 录 的查 询 与打 印等 功 能 。同 时对相 关 的重 要参 数进 行测 试 ， 中包 括 其 通 过对 变频 器 直流 母线 端加 直 流 电压 ， 实现变 频 器 直 流运行 测 试 ， 过 对变 频器 交 流输入 端 加三相 交 通 流 电压 ， 成变频 器 的交 流运 行测 试 。在 测试 的 同 完 时 ， 过 软 件判 断 ， 变 频 器 工 作过 程 中 出现 的 非 经 对
电牵引采煤机在线监测与故障诊断系统研究
2581 前言随着绿色能源风能、水能、太阳能等能源行业的进步，煤炭资源的消耗量日益减小，但由于绿色能源处于初级阶段使得煤炭资源的消耗仍十分巨大。
电牵采煤机作为煤矿生产的重要设备，其工作性能直接关系到我国煤矿的生产效率，由于矿山地质环境较为复杂，在工作过程中极易发生故障，故障如不能及时进行处理会大大降低煤矿的效率，因此对电牵引采煤机的故障诊断成为了一个重要的课题[1，2]。
此前杨成喜[3]分析了电牵引采煤机液压调高系统常见故障及其相应的解决方案。
提出提升调高系统性能的方案，为矿山提升了经济效益。
姜海[4]设计了电牵引采煤机监测系统，设计后采煤机数据记录仪实时监测采煤机的工况。
实现采煤机状态实时监测，为采煤机故障的实时监测作出一定的贡献。
本文以MG900/2215-GWD电牵引采煤机为研究对象，基于混沌和小波技术对采煤机进行振动故障分析及诊断，为矿山实验智能化开采提供一定的贡献。
2 混沌Duffing 振子在故障诊断中的应用随着机械化的不断进步，矿山采煤机的数量不断增加，同时采煤机的结构也越来越复杂，对采煤机故障进行及时的诊断也就变得十分重要。
一般来说常见的采煤机故障诊断技术主要为油液分析法、温度检测法、电气量分析法、状态参数法等。
各种分析方法均有其一定的优劣势，所以在进行采煤机故障诊断时需要考虑实际情况，合理选择适当的故障分析技术。
考虑到本文对采煤机的截割部位进行故障分析，所以选定利用振动信号对采煤机故障进行实时的监测和诊断。
振动信号监测不仅可以对部件故障进行及时的分类，同时可以给出发生故障的类型及其故障源，从而实现实时报警。
振动信号分析法根据其分析对象可分为幅值域分析法、频域分析法和解调分析法等，随着振动分析法的发展，振动信号的诊断技术已经发展到时频分析法，考虑到对振动故障即运行过程中的不平稳阶段进行分析，所以选定时频分析法进行分析，对Duffing混沌振子监测振动信号进行研究。
在实际煤矿运行过程中采煤机的振动频率是很难测量的，所以需要利用Duffing振子对振幅进行监测，振子的检测振幅及频率流程如图1所示。
矿井通风机实时监测与故障诊断系统的研究的开题报告
矿井通风机实时监测与故障诊断系统的研究的开题报告一、研究背景煤矿作为我国的重要能源资源，其开采过程中不可避免地产生煤尘、有害气体等污染物，对工人健康造成威胁。
为了保障煤矿工人安全，保证煤矿正常生产，煤矿通风系统的运行管理显得尤为重要。
而煤矿通风系统中的关键设备——矿井通风机的运行负担重、环境恶劣，故障率高，因此对其实时监测和故障诊断是煤矿通风系统管理和运行维护的核心问题。
目前，国内外关于矿井通风机监测和故障诊断方面的研究已有一定的进展，主要包括传统方法和智能化方法两种。
传统方法主要是通过人工巡检、手动检查的方式来进行，存在着效率低、准确性不高等问题。
智能化方法则主要采用物联网、大数据、云计算等新兴技术，对矿井通风机进行实时监测、数据采集和分析，从而实现对其在线诊断和预测。
智能化方法具有效率高、准确性高、自动化程度高等优点，因此日益受到重视和应用。
二、研究目的本研究旨在通过采用物联网、传感器、大数据等智能化技术，建立矿井通风机实时监测和故障诊断系统，实现对矿井通风机的实时监控、故障预测和在线诊断。
该系统将提高矿井通风设备的安全性、稳定性和可靠性，有效降低事故发生率，提高煤矿通风系统运行维护的效率和管理水平。
三、研究内容和方法1. 矿井通风机工作原理和故障原因分析通过对矿井通风机的工作原理和常见故障原因进行深入分析和研究，为后续监测和诊断系统的建立提供理论基础。
2. 实时监测系统硬件设计和实现设计采用传感器进行数据采集和上传，建立工业物联网系统，实现矿井通风机的实时监测和数据采集。
3. 实时监测系统软件设计和实现采用云计算、大数据等技术，建立矿井通风机数据平台，针对矿井通风机的数据进行分析、建模和预测，实现对矿井通风机的情况进行实时监测和在线诊断。
四、预期结果和意义本研究预期将建立一个具有准确性高、自动化程度高、实时性强的矿井通风机实时监测和故障诊断系统，为煤矿通风系统的运行管理和维护提供技术支持和保障。
矿山机电设备自动在线监测与故障诊断系统
矿山机电设备自动在线监测与故障诊断系统摘要:煤矿机电设备是保障矿井安全开采的关键，尤其是提升系统的机电设备。
基于科技进步发展和工业生产水平的改进，矿井提升设备不断研发，以实现更大程度的自动化和复杂性。
故障发生直接影响安全性并导致大规模的经济损失和伤亡。
最近，对矿井机电设备的可靠性和安全性越来越高的要求，需要高效复杂的故障诊断技术。
依靠人工行动以解决操作问题或进行日常维护已经越来越困难。
有效解决方案是建立一种基于物联网的提升设备智能化系统，其中包含远程监控和故障诊断系统。
关键词：煤矿；机电设备；在线监测；故障诊断中图分类号：TD407文献标识码：A引言从当前机电设备在煤矿中的使用情况来看，整体的工作稳定性相对于先前有了明显增加。
但是，煤矿井下工作环境相对恶劣，特别是很多机电设备在较长时间内处于超负荷运行状态，增加了机电设备出现故障的风险。
因此，全面做好机电设备在线监测工作十分关键，对煤矿机电设备自动在线监测与故障诊断系统进行分析具有重要意义。
1 煤矿机械设备故障的主要因素煤矿开采的主要工作环境是地下巷道。
由于采矿和运输设备种类繁多、工作环境恶劣、机械操作人员素质参差不齐等因素，导致机械设备故障的原因比较复杂。
例如，机械设备本身的结构设计缺陷，未能按照规范安装设备，导致设备操作受伤，操作人员不熟悉设备的操作，以及煤矿巷道中的灰尘和湿度等恶劣工作环境可能导致机械损坏。
为了提高机械的稳定性和安全性，应在设计和制造过程中进行严格控制，以提高设计和制造质量的合理性，保证机械的功能和运行质量，避免因机械制造过程故障而频繁发生故障。
另外，机械设备长时间运行，一些易损部件和润滑传动装置需要及时进行维修保养，这就需要高超的故障诊断技术，在设备检修诊断环节发现设备的故障隐患，在故障发生前对故障进行有效排除，做好设备故障的预防。
2 系统总体架构机电设备远程监测与故障诊断系统的总体网络结构主要由数据通信网络、现场监测与诊断子系统和远程诊断中心组成。