选煤厂机电设备参数检测与故障诊断系统研究

那仁满都拉

[摘    要]煤矿选煤厂设备检修盲目性大，且故障诊断准确率较低，极易出现设备维护不当等问题。通过网络分析平台与数据管理系统，建立参数检测与故障诊断系统，能够实现数据采集智能化、数据存储便捷化以及确保故障诊断与预测地准确性。本文主要探讨分析选煤厂机电设备参数检测与故障诊断系统，希望能够对相关人员起到参考性价值。

[关键词]选煤厂;机电设备;参数检测;故障诊断系统

[中图分类号]TD94;TD928.2 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2020）03–000–03

[Abstract]The equipment maintenance of coal preparation plant is blind， and the accuracy of fault diagnosis is low， which is prone to improper equipment maintenance and other problems. Through the network analysis platform and data management system， the establishment of parameter detection and fault diagnosis system can achieve intelligent data acquisition， convenient data storage， and ensure the accuracy of fault diagnosis and prediction. This study mainly discusses and analyzes the mechanical and electrical equipment parameter detection and fault diagnosis system of coal preparation plant， hoping to play a reference value for relevant personnel.

[Keywords]coal preparation plant; electromechanical equipment; parameter detection; fault diagnosis system

选煤厂生产经营已开始广泛应用自动化设备，因此智慧型选煤厂标志着行业的发展趋势。为了确保选煤厂的智慧发展，首先要确保设备长期处于安全稳定的运行状态，可以快速准确地诊断设备故障与缺陷，提前预测机电设备潜在的安全隐患，及时采用措施进行检修和维护。机电设备故障类型比较复杂，且随机性较强，为了实现智慧化发展目的，建立基于网络平台的故障诊断与状态监测系统，全面确保机电设备运行效益。操作人员可以利用网络平台，实时掌握设备的运行状态、维护时间、检修必要性等。对相关参数信息进行分析，能够延长设备的使用寿命。长期以来，选煤厂采用传统的检修维护方法，整体盲目性比较高，检修与维护成本，还会加大人力物力投入力度。在本文研究中注重分析机电设备的故障诊断，同时监测设备的运行状、应用智能巡检设备以及采集设备状态信息。在机电设备中设置智能传感器，通过移动网络技术，可以将状态数据传输到手持终端上，利用手持终端，可以将信息传输至服务器。应用此种数据采集方式，能够发挥出可靠性优势，同时能够简化劳动强度，实现巡检管理系统的智能化运行。

1 系统总体方案

选煤厂的机电设备比较多，整体运行环境复杂多变，再加上操作人员的业务能力不过关，管理制度不完善，极易影响选煤厂机电设备的检修与维护。本文注重机电设备数据采集系统、网页服务器系统、软件系统的优化设计，并且将系统软件作为分析重点，优化设计软件框架，注重数据采集交互、优化设计系统界面，确保安卓系统数据查询功能可以兼容到软件系统中，提升接口的标准化水平。

2 數据采集系统

机电设备运行期间，必须对各项状态数据进行采集。采集内容包含选煤厂设备电气参数、应用智能巡检设备采集机电设备的震动数据、温度数据。在采集电气参数时，需要应用到E3过载继电器。完成电气信息采集后，通过Device Net通信设施，向上位机传输重要信息，利用上位机的FT View功能，同时确保数据信息显示的准确性，将数据存储到相关数据库内。

智能巡检采集设备包含移动网络基站、巡检终端共同组成传输平台，同时将网络服务器作为终端管理平台。巡检终端通过信息传输平台，能够向管理系统传输设备的巡检信息及状态信息。在接收到数据信息后，管理系统能够通过科学算法，对数据信息进行整理分析，例如电机温度信息、振动信息、检测时间、设备编号与位置信息等。通过上述信息，可以有效预测和诊断机电设备的潜在故障。此外，信息传输平台在传输信息时，主要借助局域网方式实现，并且利用3G/4G、网页终端管理平台，对设备故障进行预测诊断，同时可以实现系统管理的安全性、标准化性，做好人员管理和工作管理。

3 服务器端优化设计

在研究服务器端时，应当优化设计网络系统、数据库服务器。为了确保选煤厂数据信息的安全性，避免丢失和泄漏数据信息，必须关注到系统信息的安全问题，防止出现数据非授权访问、数据信息破坏等问题。为了避免非授权用户进入到网络中，对重要信息进行修改处理，系统引入访问控制安全机制，给予不同用户不同的操作权限，同时采用加密制度，全面维护重要信息，防止未授权用户访问重要信息。

3.1 系统总体结构设计

系统结构主要包含Spring体系、Stuts体系、Hibernate体系，且框架采用联合模式。对于不同管理层而言，为了确保用户的实时访问效果，需要采用浏览器和服务器结构，并且将其作为接入方式。此外，通过门户方案能够为用户提供智能化、个性化服务。选煤厂发展期间，必须优化设计系统框架，同时遵循以下标准要求：（1）数据共享要求。促使数据冗余度降到最低，确保厂内的不同子系统均可以实施共享数据信息。（2）整合性要求。对于选煤厂的不同子系统而言，应当优化改进数据信息及工程流程，以此提高运行效率。（3）可扩充性要求。针对后续子系统而言，则应当预留扩充模块与扩充接口.（4）前瞻性。确保子系统运行满足选煤厂的发展要求。

该系统的体系包括模型体系、视图体系、控制器体系。在具体应用期间，能够将用户请求信息发送至控制器，通过对请求信息类型进行分析。同时将请求信息传输到对应的处理器中，处理器可以对应相关模型。采用模型方式，可以对业务逻辑进行科学封装，同时执行相关函数集。利用数据服务层，能够对数据库进行访问，以此处理相关数据信息，将结果返回到处理器中，在处理器中通过视图显示数据信息。

3.2 服务器数据库设计

在存储和共享信息时，必须应用到服务器数据库。在优化设计数据库时，还应当按照实体完整性、用户自定义等多项原则。数据库优化设计期间，涉及到逻辑数据模型、物理数据结构，可以确保后期代码具备良好的数据仓库。为了确保Java程序的数据访问效果，需要应用数据库连接技术，借助接口调试工具，能够建立Java程序，实现数据库的嫁接。

3.3 网络端系统设计

在优化设计网络端系统时，可以应用Java开发语言，开发平台为集成开发环境。对于服务器端系统设计来说，主要牵扯内容如下：对数据库运行状态进行监控;全面提升查询效率，增加对象关系映射框架的二级缓存，以此优化性能。用户导出报表，在用户管理中添加网页一步更新技术校验，在登录界面添加属性协同工件，利用过滤器设施，可以确保浏览器拦截.dc。之后采用自定义拦截器，能够高效处理异常问题。将log4j技术应用到系统内，可以准确备份异常问题。通过struts2标签，可以显示出按钮隐藏与控制、页面链接显示灯。将JreeChart图表技术应用到系统中，可以利用网络异步更新技术，可以将分页添加在用户管理中，以poi方式导出，利用jxl方式导入。

3.4 位移传感器

按照选煤厂设备的运行状态，联合选煤厂环境特点，在故障诊断系统中选择电涡流位移传感器。该传感器具备较高的检测精度、且测量距离比较远，可以和被测设备实现非接触性探测。当前，位移传感器被广泛应用到选煤厂设备中。

3.5 加速度传感器

选煤厂设备运行期间，极易出现振动问题，且振动频率与幅度会严重影响设备运行。所以，将加速度传感器配置到故障诊断系统中，能够有效采集信息，同时应用加速度传感器，能够采集设备振动信息和冲击信息，以此发挥出耐冲击性，全面提升信号采集精度，满足设备危险部位的检测需求。

4 系统功能模块的研究与实现

4.1 优化设计系统管理模块

针对管理模块而言，包含内容为用户管理、系统设置、角色管理。其中，系统设置可以保证系统运行时，对系统进行更新升级。对于系统需要的静态信息，能够通过数据字典实现。对于用户管理模块而言，能够对选煤厂个人信息进行管理，按照用户级别，划分不同的角色。针对角色管理而言，能够划分不同用户的角色等级，且不同用户所拥有的权限也不同。由系统管理员负责设置角色权限。

4.2 优化设计机电设备数据参数管理模块

模块组成包含设备运行参数、状态与检修管理。为了获取状态信息，则需要通过过载继电器、巡检设备，对相关数据信息进行采集，同时为数据分析与管理提供原始数据。该数据信息属于机电设备数据管理重点。对于设备信息而言，包含设备位置和型号信息，当操作人员查询结果时，可以提升管理效率与效果。设备运行参数提供处理器、科学算法，有效分许和处理接收到的数据信息，同时可以绘制数据曲线及图表。针对检修管理而言，可以采用运行参数分析结果，对设备故障发生率进行判断，同时编辑和添加设备检修记录。

5 系统软件设计

选煤厂设备故障诊断系统主要应用上位机LabVIEW系统，能够在操作系统内稳定运行。系统结构包含数据库、数据采集、历史分析、故障诊断、在线监控。数据采集模块可以借助于局域网，进行信号采集和传输，同时可以远程设置采集频率和点数，维护诊断系统运行的安全与稳定。此外，应用软件系统的在线监测模块，能够准确监控和显示出设备运行状态与故障信息，针对不同故障类型，发出不同的预警提示，准确显示出故障具体位置，以此提升设备运行效率与质量。

6 机电设备参数检测与故障诊断系统的运行测试

为了验证系统的效果，在A選煤厂实行应用测试。在测试操作期间，系统功能比较全面，设备运行状态稳定，可以实时采集和显示出设备运行温度、振动信息和电机转速等，且传感器信号传输速度比较快，针对设备异常信息，能够及时通过显示界面报警。选煤厂应用该系统后，能够提升机电设备运行稳定性，全面满足生产需求，获得技术人员的一致好评。所以，通过运行测试能够有效验证机电设备参数检测与故障诊断系统的应用可行性。

7 结语

综上所述，通过研究和开发设备参数检修与故障诊断系统，可以提升选煤厂机电设备故障诊断和监测的智能化水平，可以避免设备检修的盲目性，准确检测和诊断故障，全面加强设备检修与维护效果，同时可以完善选煤厂设备状态的信息化管理。系统在对接安卓手机平台时，主要由查询系统提供技术支持。在接口设计中，必须做好系统准备工作，保证在系统深入开发的同时，可以不断加强选煤厂自动化发展效果，同时提升软件系统的智慧化水平。

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