“煤矿机电设备智能监控技术与应用”专题

来源：《工矿自动化》2021年第7期

【编者按】目前，智能开采已是煤矿生产模式变革的共识，其以少人/无人开采为目标，以设备安全可靠运行为前提，催生了一系列设备状态监测、诊断与控制的新技术。为进一步总结、凝练我国煤矿机电设备智能监控技术与应用的最新进展，《工矿自动化》特邀西安科技大学张旭辉教授担任客座主编，樊红卫副教授、毛清华副教授、周李兵高级工程师担任客座副主编，于2021年第7期策划出版“煤矿机电设备智能监控技术与应用”专题。在专题刊出之际，衷心感谢各位专家学者的大力支持！

行业视野: 安全
类别; 62个
关键词; 50位
专家; 10篇
论文; 2863IP
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基于云平台的综采设备群远程故障诊断系统

作者(Author)：李旭, 吴雪菲, 田野, 董博, 党恩辉

摘要：目前开发的综采设备远程故障诊断系统大多是针对采煤机、刮板输送机、带式输送机等单机设备，以及基于视频或虚拟现实的专家远程指导维护系统，而集云平台、远程故障诊断和专家远程指导维护于一体的设备群故障诊断系统研究很少。针对该问题，设计了一种基于云平台的综采设备群远程故障诊断系统。首先通过传感器采集综采工作面采煤机、液压支架、刮板输送机、转载机、乳化液泵站、带式输送机及供电系统等的状态监测信息；然后通过煤矿井下环网将综采设备群运行状态监测信息传输到地面服务器，地面服务器对接收到的信息进行智能故障诊断分析、数据存储、报警查询等；最后通过MQTT协议将地面服务器的综采设备群状态监测信息按照统一格式传输至云服务器进行数据处理及格式转换，并将转换后的数据利用4G/5G网络传输至移动端和通过MQTT协议传输到PC端，从而实现综采设备群运行状态监测的可视化、故障查询、故障报警及故障预警信息的及时推送。以可视化视频监控为媒介，当综采设备出现故障时，视频信息可实时转接至对应专家，专家通过视频信息远程指导井工人员进行远程维护。该系统在陕西黄陵煤矿综采工作面进行了测试，结果表明：该系统实现了综采工作面设备群的远程故障诊断，通过手机移动平台可以实现综采工作面设备群运行状态实时监测和故障预警信息的及时推送，降低了综采工作面设备群的故障率和非计划停机次数，生产效率提高了约30％。

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工矿自动化

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强噪声背景与变转速工况条件下滚动轴承故障诊断研究

作者(Author)：宫涛, 杨建华, 单振, 刘后广

摘要：煤矿机械设备工作环境恶劣，背景噪声强，轴承早期的故障特征信号微弱，从传感器所测得的振动信号中提取反映故障状态的信息比较困难；同时，煤矿机械设备工作在高速、冲击等工况下，是典型的非平稳工况，不稳定的激励及复杂工况直接导致提取轴承故障特征信号困难。针对以上问题，以矿井提升设备的运行工况为背景，提出了一种基于计算阶次分析与自适应随机共振的滚动轴承故障诊断方法。首先，模拟了矿井提升机运行过程中典型的变转速工况，分别构造故障仿真信号，并采集了轴承振动实验信号；其次，通过等角度采集同步时域鉴相序列，利用计算阶次分析将轴承非平稳的振动信号重采样为平稳信号；然后，利用变分模态分解(VMD)方法将平稳信号分解为若干本征模态函数(IMF)分量，通过轴承故障阶次实现对轴承故障类型的判断；最后，利用自适应随机共振方法来增强轴承故障特征阶次，从而实现故障特征的提取与增强，达到故障诊断的目的。仿真和实验结果证明了该方法的有效性。将该方法与最大相关峭度反褶积(MCKD)方法进行了对比，结果表明，MCKD方法虽然也可以观察到故障特征阶次，但是特征阶次比周围干扰阶次幅值仅高0.00196，低于本文所提方法的结果，说明了本文所提方法具有一定的优越性。

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工矿自动化

2021年第07期

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