一種礦井提升系統(tǒng)振動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及礦井監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，尤其涉及一種礦井提升系統(tǒng)振動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]礦井提升系統(tǒng)是礦井生產(chǎn)系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)，是聯(lián)系地面和井下的咽喉要道。礦井提升系統(tǒng)擔(dān)負(fù)著提升全礦井的煤、材料、設(shè)備及人員的重要工作，在礦井生產(chǎn)中有特別重要的地位。礦井提升系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性不僅影響整個(gè)礦山的生產(chǎn)，而且涉及人員的生命安全。
[0003]礦井提升系統(tǒng)主要由礦井提升機(jī)、電動(dòng)機(jī)、電氣控制系統(tǒng)、安全保護(hù)裝置、提升信號(hào)系統(tǒng)、提升容器、提升鋼絲繩、井架、天輪、井筒裝備及裝卸載附屬設(shè)備等組成。
[0004]目前，監(jiān)測(cè)礦井提升系統(tǒng)的裝置和方法存在以下問(wèn)題:(1)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，分析方法繁瑣不直觀；(2)礦井提升系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)裝置所監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)往往會(huì)因網(wǎng)絡(luò)中斷造成的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)丟失；(3)礦井提升系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)裝置所監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)不具備備份的功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供一種礦井提升系統(tǒng)振動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置及方法。
[0006]本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0007]一種礦井提升系統(tǒng)振動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置，包括:數(shù)據(jù)采集單元，其輸入端連接礦井提升系統(tǒng)的齒輪箱、主滾筒齒輪箱和發(fā)電機(jī)，用于檢測(cè)齒輪箱、主滾筒齒輪箱和發(fā)電機(jī)軸承的振動(dòng)信號(hào)以及發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速；
[0008]數(shù)據(jù)采集單元的輸出端連接至信號(hào)放大單元；所述信號(hào)放大單元的輸出端連接至現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)器；所述現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)器將接收到的放大單元傳輸來(lái)的信號(hào)進(jìn)行存儲(chǔ)，存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)上傳至遠(yuǎn)程中心服務(wù)器；所述遠(yuǎn)程中心服務(wù)器與報(bào)警器和顯示屏分別相連；
[0009]所述遠(yuǎn)程中心服務(wù)器對(duì)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行圖譜分析和包絡(luò)解調(diào)，當(dāng)遠(yuǎn)程中心服務(wù)器檢測(cè)到齒輪箱，或主滾筒齒輪箱，或發(fā)電機(jī)發(fā)生故障時(shí)，報(bào)警器發(fā)出報(bào)警信息，報(bào)警信息顯示在顯示屏上。
[0010]所述包絡(luò)解調(diào)為:遠(yuǎn)程中心服務(wù)器獲取現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)器傳輸來(lái)的數(shù)據(jù)，通過(guò)包絡(luò)譜線-解調(diào)-低通濾波提取出故障頻率成份，并與齒輪箱，或主滾筒齒輪箱，或發(fā)電機(jī)歷史故障參數(shù)對(duì)照，相應(yīng)分析判斷出齒輪箱，或主滾筒齒輪箱，或發(fā)電機(jī)的故障類型和位置。
[0011]所述現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)器配有若干塊硬盤，所述硬盤設(shè)定為RAID存儲(chǔ)模式，用于將數(shù)據(jù)按自定義的時(shí)間定期備份。
[0012]一種基于礦井提升系統(tǒng)振動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置的監(jiān)測(cè)方法，具體包括以下步驟:
[0013]步驟1:數(shù)據(jù)采集單元檢測(cè)礦井提升系統(tǒng)的齒輪箱、主滾筒齒輪箱和發(fā)電機(jī)的振動(dòng)信號(hào)以及發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，并傳輸至信號(hào)放大單元；
[0014]步驟2:信號(hào)放大單元將放大處理后的齒輪箱、主滾筒齒輪箱和發(fā)電機(jī)的振動(dòng)信號(hào)以及發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速傳輸給現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)器進(jìn)行存儲(chǔ)；
[0015]步驟3:現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)器將存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)傳輸至遠(yuǎn)程中心服務(wù)器；
[0016]步驟4:遠(yuǎn)程中心服務(wù)器對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行圖譜分析和包絡(luò)解調(diào)，當(dāng)遠(yuǎn)程中心服務(wù)器檢測(cè)到齒輪箱，或主滾筒齒輪箱，或發(fā)電機(jī)發(fā)生故障時(shí)，與遠(yuǎn)程中心服務(wù)器相連的報(bào)警器發(fā)出報(bào)警信息，同時(shí)報(bào)警信息顯示在與遠(yuǎn)程中心服務(wù)器相連的顯示屏上。
[0017]所述包絡(luò)解調(diào)的過(guò)程為:
[0018]遠(yuǎn)程中心服務(wù)器獲取現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)器傳輸來(lái)的數(shù)據(jù)，通過(guò)包絡(luò)譜線-解調(diào)-低通濾波提取出故障頻率成份，并與齒輪箱，或主滾筒齒輪箱，或發(fā)電機(jī)歷史故障參數(shù)對(duì)照，相應(yīng)分析判斷出齒輪箱，或主滾筒齒輪箱，或發(fā)電機(jī)的故障類型和位置。
[0019]所述現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)器配有若干塊硬盤，所述硬盤設(shè)定為RAID存儲(chǔ)模式，用于將數(shù)據(jù)按自定義的時(shí)間定期備份。
[0020]所述圖譜分析，包括波形分析和頻譜分析，所述波形分析包括礦井提升系統(tǒng)中齒輪箱、主滾筒齒輪箱和發(fā)電機(jī)的實(shí)時(shí)波形分析和歷史數(shù)據(jù)的波形；所述頻譜分析為礦井提升系統(tǒng)中齒輪箱、主滾筒齒輪箱和發(fā)電機(jī)實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中的實(shí)時(shí)頻譜圖和歷史數(shù)據(jù)的頻譜分析。
[0021]所述圖譜分析，還包括趨勢(shì)分析，其用于分析礦井提升系統(tǒng)中齒輪箱、主滾筒齒輪箱和發(fā)電機(jī)的箱穩(wěn)態(tài)或暫態(tài)過(guò)程中的趨勢(shì)和實(shí)時(shí)運(yùn)行的短趨勢(shì)。
[0022]本發(fā)明的有益效果為:
[0023](I)本發(fā)明的遠(yuǎn)程中心服務(wù)器可以利用圖譜分析結(jié)合包絡(luò)解調(diào)方法及時(shí)發(fā)現(xiàn)齒輪箱、主滾筒齒輪箱和發(fā)電機(jī)的故障，而且直觀性好；
[0024](2)本發(fā)明的數(shù)據(jù)采集單元在本地緩存區(qū)內(nèi)可保留一段時(shí)間的數(shù)據(jù)，克服了傳統(tǒng)方式下因網(wǎng)絡(luò)中斷造成的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)丟失的弊??；
[0025](3)本發(fā)明的現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)器配有多塊硬盤，設(shè)定為RAID存儲(chǔ)模式，系統(tǒng)自動(dòng)設(shè)置了備份程序，將數(shù)據(jù)按自定義的時(shí)間定期備份。
【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1為本發(fā)明的礦井提升系統(tǒng)振動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]其中，1、數(shù)據(jù)采集單元；2、信號(hào)放大單元；3、礦井提升系統(tǒng)；4、現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)器；5、遠(yuǎn)程中心服務(wù)器；6、報(bào)警器；7、顯示器。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖和具體實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明:
[0029]如圖1所示，一種礦井提升系統(tǒng)振動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置，包括:數(shù)據(jù)采集單元1，其輸入端連接礦井提升系統(tǒng)3的齒輪箱、主滾筒齒輪箱和發(fā)電機(jī)，用于檢測(cè)齒輪箱、主滾筒齒輪箱和發(fā)電機(jī)軸承的振動(dòng)信號(hào)以及發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速；
[0030]數(shù)據(jù)采集單元I的輸出端連接至信號(hào)放大單元2 ;所述信號(hào)放大單元的2輸出端連接至現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)器4 ;所述現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)器4將接收到的放大單元2傳輸來(lái)的信號(hào)進(jìn)行存儲(chǔ)，存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)上傳至遠(yuǎn)程中心服務(wù)器5 ;所述遠(yuǎn)程中心服務(wù)器5與報(bào)警器6和顯示屏7分別相連；
[0031]所述遠(yuǎn)程中心服務(wù)器5對(duì)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行圖譜分析和包絡(luò)解調(diào)，當(dāng)遠(yuǎn)程中心服務(wù)器5檢測(cè)到齒輪箱，或主滾筒齒輪箱，或發(fā)電機(jī)發(fā)生故障時(shí)，報(bào)警器發(fā)出報(bào)警信息，報(bào)警信息顯示在顯示屏上。
[0032]所述包絡(luò)解調(diào)為:
[0033]遠(yuǎn)程中心服務(wù)器獲取現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)器傳輸來(lái)的數(shù)據(jù)，通過(guò)包絡(luò)譜線-解調(diào)-低通濾波提取出故障頻率成份，并與齒輪箱，或主滾筒齒輪箱，或發(fā)電機(jī)歷史故障參數(shù)對(duì)照，相應(yīng)分析判斷出齒輪箱，或主滾筒齒輪箱，或發(fā)電機(jī)的故障類型和位置。
[0034]所述數(shù)據(jù)采集單元具有以下功能:
[0035](I)用于日常數(shù)據(jù)的采集和存儲(chǔ):
[0036]對(duì)于礦井提升系統(tǒng)日常(穩(wěn)態(tài))情況下，系統(tǒng)安裝推薦時(shí)間間隔進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣和存儲(chǔ)辦法；該存儲(chǔ)是按年、月、周、日的存儲(chǔ)辦法，為建立機(jī)組運(yùn)行的日常歷史資料，生成趨勢(shì)圖；絕大多數(shù)情況下，礦井提升系統(tǒng)運(yùn)行是穩(wěn)定的，可大大減少存儲(chǔ)量。
[0037](2)支持事故黑匣子功能:
[0038]能夠記錄事故發(fā)生前后長(zhǎng)時(shí)間的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，并能夠形成趨勢(shì)圖。數(shù)據(jù)采集單元的“黑匣子”，當(dāng)?shù)V井提升系統(tǒng)啟停機(jī)或振動(dòng)幅值比預(yù)設(shè)正常值大時(shí)，系統(tǒng)啟動(dòng)該“黑匣子”:完整記錄觸發(fā)前后各組完整振動(dòng)波形的數(shù)據(jù)。以上“黑匣子”數(shù)據(jù)，將永久性地存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，不再刪除或被覆蓋，同時(shí)可以生成趨勢(shì)圖等專用圖譜。
[0039](3)數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃圆呗?
[0040]數(shù)據(jù)采集單元I在本地緩存區(qū)內(nèi)可保留一段時(shí)間的數(shù)據(jù)，克服了傳統(tǒng)方式下因網(wǎng)絡(luò)中斷造成的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)丟失的弊病。當(dāng)由于數(shù)據(jù)采集單元與現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障，或服務(wù)器發(fā)生故障等原因，歷史數(shù)據(jù)不能夠正常保存到數(shù)據(jù)庫(kù)，則數(shù)據(jù)采集單元將歷史數(shù)據(jù)保存在本地的緩存區(qū)內(nèi)，一旦條件恢復(fù)，即將本地緩存區(qū)內(nèi)的歷史數(shù)據(jù)上傳給服務(wù)器。
[0041]其中，所述現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)器配有多塊硬盤，設(shè)定為RAID存儲(chǔ)模式，可以將數(shù)據(jù)按自定義的時(shí)間定期備份。
[0042]本發(fā)明采用多種方