武靖

摘 要：機電系統(tǒng)在很多行業(yè)中都得到了廣泛應用，尤其是在礦井開采過程中，它不僅能夠預防各類事故的發(fā)生，還能很大程度提升勞動生產(chǎn)率。對于礦井機電系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷是很有必要的。本文筆者對礦井機電設備狀態(tài)檢測進行了探討。

關鍵詞：礦井；機電設備；狀態(tài)檢測

引言

對于煤礦企業(yè)，機電設備的機械化和智能化水平直接體現(xiàn)出整個礦山的自動化水平，而機電設備運行狀態(tài)的好壞也直接影響到企業(yè)的整體效益，所以為了確保這些設備有良好的運行狀況，能夠高效的進行生產(chǎn)，就必須要提高對其的管理和維護水平。

一、礦并機電設備狀態(tài)監(jiān)測的特點

（1）移動設備：礦山機電設備中的掘進機、滾筒采煤機、刮板輸送機、液壓支架和可伸縮帶式輸送機屬于移動設備。設備在運行過程中不斷地移動作業(yè)，傳感器的布置和信息的采集便成為監(jiān)測移動設備的主要監(jiān)測難點，目前有效的監(jiān)測手段是使用功率傳感器和高速紅外CCD相機。

（2）固定設備：礦井提升機、空壓機、水泵、通風機等屬于固定設備。在傳感器的布置上比移動設備要簡單，一般是依據(jù)機械故障診斷技術，將傳感器盡量安裝在設備的振動敏感點或者離核心部位最近的關鍵點。

二、礦并機電設備監(jiān)測系統(tǒng)架構

井下部分，在帶式輸送機上布置的無線傳感器節(jié)點和巷道安裝的讀卡器、基站構成無線傳感器網(wǎng)絡，采掘設備構成的小型物聯(lián)網(wǎng)和帶式輸送設備構成的無線傳感器網(wǎng)絡進行信息交換，采集到的設備運行數(shù)據(jù)經(jīng)過交換機中轉最終通過光纖到達調度中心或監(jiān)控中心。

地面主井和副井絞車房如果近距離可以使用光纖進行信息通信：如果距離較遠，利用GPRS技術進行數(shù)據(jù)傳輸，避免了布線的繁瑣和高費用。對通風設備進行監(jiān)測的無線傳感器自組織構成一個小型物聯(lián)網(wǎng)，采集通風設備的實時狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)進行匯總和分析，再將信息傳輸?shù)降孛嬉蕴W(wǎng)，最終到達調度中心，也可以與絞車房的無線網(wǎng)絡進行通信，地面管理人員手持手機等個人終端可以隨時加入WSN網(wǎng)絡獲取設備實時數(shù)據(jù)。地面部分工業(yè)以太網(wǎng)與3G網(wǎng)絡相結合，能及時的獲取地面設備的實時狀態(tài)信息，最終將所有數(shù)據(jù)上傳到調度中心，共同構成礦山機電設備狀態(tài)監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。

調度中心是礦區(qū)綜合信息化系統(tǒng)，包含礦區(qū)視頻監(jiān)控系統(tǒng)、人員管理系統(tǒng)、短信管理平臺、地理信息系統(tǒng)、設備管理系統(tǒng)、調度指揮系統(tǒng)等。其建立在“云計算”的平臺上，可對獲得的實時傳感器數(shù)據(jù)進行存儲分析，并給出相應的決策。調度中心同時也提供各種通用的數(shù)據(jù)接口，遠程的用戶可通過數(shù)據(jù)接口獲得實時的傳感器分析結果，并對突發(fā)情況做出及時的判斷。

整個系統(tǒng)在原有的工業(yè)以太網(wǎng)的基礎上，融合了電子標簽，RFID技術和WSN技術，構建光纖冗余工業(yè)以太網(wǎng)+無線傳感器網(wǎng)絡的無縫監(jiān)測系統(tǒng)。整個礦井機電設備物聯(lián)網(wǎng)由幾個小的物聯(lián)網(wǎng)組成，它們可以通過Wi-Fi，3 G網(wǎng)絡等無線技術進行數(shù)據(jù)傳遞，再將數(shù)據(jù)匯總通過以太網(wǎng)傳遞到集團總部進行數(shù)據(jù)的分類處理以及其他分析。礦山設備的實時監(jiān)控信息由附加在其上的設備傳感器采集獲得，設備傳感器分布在設備的不同位置，如果使用傳統(tǒng)有線傳感器的部署方式，對傳感器的布線有很大的限制，而且也不利于傳感器設備的擴展.這里使用無線傳感器網(wǎng)絡技術對傳感器部署，可很好的解決這個問題.部署時將無線采集設備安裝在各個傳感器上，進行實時的數(shù)據(jù)采集，WSN可保證網(wǎng)絡中的傳感器自組織為一個數(shù)據(jù)網(wǎng)，在數(shù)據(jù)匯總時由節(jié)點之間傳遞數(shù)據(jù)，最終傳感器節(jié)點將數(shù)據(jù)發(fā)送到以太網(wǎng)交換機完成數(shù)據(jù)匯總傳輸。這樣的網(wǎng)絡拓撲保證了每一個WSN節(jié)點都可以隨時加入或退出網(wǎng)絡，提高了系統(tǒng)的魯棒與擴展能力。對于機電設備附近的短程用戶，其與提升機可以形成另一個小型的自組網(wǎng)絡，通過手持設備可通過加入網(wǎng)絡獲取實時的設備檢測數(shù)據(jù)。設備傳感器的自組織網(wǎng)絡與提升機設備可以通過無線局域網(wǎng)（Wi-Fi）的方式與這個網(wǎng)絡交換數(shù)據(jù)。

三、礦井機電系統(tǒng)的故障診斷

1、系統(tǒng)故障診斷類型

故障診斷類型大致可以分為三種：事后維護檢修、按計劃性定期維修及計劃性狀態(tài)檢修。

1）事后維護檢修是在事故發(fā)生后再來采取措施進行設備維修，這種方式較為被動，通常當有突發(fā)事故、沒有被預測到時會采取這種方法，事后維修效果并不好，不建議經(jīng)常采用；

2）按計劃性定期維修是指按照相應的周期定期對設備進行簡易的維護，周期的制定和設備白身的運行狀況及性能有關，只要到了檢修周期不管設備是不是有故障都要進行相應的檢修，這能夠保證設備的正常運行，對于潛在故障能夠防患于未然；

3）計劃性狀態(tài)檢修是和設備的監(jiān)測技術有關的，借助現(xiàn)在越來越先進的監(jiān)測系統(tǒng)能夠及時獲取設備運行的相關數(shù)據(jù)，經(jīng)過計算機的整理分析能夠從數(shù)據(jù)中反應出潛在故障可能會在哪里發(fā)生，有了這些參照后能夠有針對性的制定出維修計劃和維修措施，這種方式十分高效，能夠有效的延一長設備的使用壽命，并且保障其運行的穩(wěn)定性。

2、故障診斷技術

故障診斷前首先要搜集相關的設備信息，對于設備的運行狀態(tài)要有準確的了解，可以通過看、定、摸、觸等方式對設備狀態(tài)有初步的感受，之后可以借助傳感器及點檢儀采集設備運行的多方面數(shù)據(jù)，在對設備的溫度、加速度、振動、工藝量及位移等有了準確判斷后方能對設備的運行狀況有進一步了解與認識，從而幫助制定合適的維修計劃。

設備的診斷方法很多，要結合設備的具體狀況選取最為合適的方式。例如，設備運行中很可能發(fā)生運行速度變換，工作效率變低的狀況，這種變化很容易被人察覺，但要找到其中故障的原因則需要相應的技巧。在進行診斷時首先可以對設備的溫度進行感受，如果溫度有明顯提升很可能是機器內部有機件損傷，有了這個初步判斷后可以再來展開后續(xù)的維修。此外，設齊運行工作效率變低，想要盡快找到問題所在，也可以對其振動頻率進行監(jiān)測，一旦發(fā)現(xiàn)機器振動頻率發(fā)生異常，那么將可以迅速鎖定目標，采取后續(xù)的維修措施。

結語

總之，對煤炭機電設備進行狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷可以防患于未然，意義非凡。設備工作狀態(tài)執(zhí)行跟蹤、記錄、監(jiān)測，第一時間發(fā)現(xiàn)故障的早期征兆，將事故的惡式發(fā)展狀態(tài)理沒在搖籃中，從而以減級、減少、退免、大型事故的發(fā)生。如果故障無可遙免的發(fā)生了，那么設備監(jiān)測儀器可以自動記錄故障生成過程中的全部數(shù)據(jù)、信息，這就為揭示事故產(chǎn)生的原因、程度、部位，及后期的維修、同類錯誤的產(chǎn)生提供了最直接依據(jù)基礎。此外，對設備狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷還可充分的了解設備性能.為改進設計、制造與雄修水平提供有力證據(jù)，也為設備的在線調理、停機檢修提供科學依據(jù).可延長運行周期，降低維修費用。

參考文獻：

[1]楊龍洋.煤礦機電設齊的安全管理與維護研究[J].中小企業(yè)管理與科技（上旬刊）；2009，12

[2]吳撰梅.淺議煤礦機電設備借理與維護的應對措施[J].科技信息，2010，（36）.