浅析数据库分析的煤矿机电设备故障监测与检修

李林

（中煤集团山西华昱能源有限公司，山西朔州 036002）

1.煤矿机电设备故障数据库分析意义

煤矿企业在开采过程中需要大量应用机电设备，机电设备能否稳定运行，也决定了开采生产工作的安全程度和工作效率。由于机电设备生产环境的特殊性，煤矿机电设备常年处于超负荷运作状态，经常会出现运转故障问题，严重影响了煤矿生产工作的开展。很多企业对于煤矿生产的管理工作，重心都放在了开采阶段而忽视了机电设备的检修管理，缺少针对机电设备的监测检查标准，导致设备问题不断堆积，难以检修。对于煤矿机电设备监测检修工作来说，传统的监测手段已经无法满足煤矿生产需求，在线监测诊断等新兴手段因此应运而生。利用数据库分析对煤矿机电设备进行故障监测，是在理论分析的基础上，利用数据信息集成技术，对煤矿机电设备的运行状态进行识别分析，一旦发现异常故障，立即对故障类型做出判别，有针对性的提出检修方案，确保故障得到有效控制，维护煤矿机电工作的正常运行[1]。

2.机电设备故障监测数据库技术特点

2.1 数据采集与传输功能

机电设备的数据参数由两部分构成，分别是动态数据和静态数据。静态数据是指机电设备的原始的设备参数，是通过PM、CMES系统接口采集到的数据。动态数据是指自动化数据传输的监测数据，设备数据传输到设备采集器，再由设备采集器中转将数据传导到井下交换机，最终数据通过OPC传入通信工控机，形成自动化监测动态数据。动态数据和静态数据共同构成机电设备故障监测数据库，实现井下和地面数据互通，打通监测通道。

2.2 设备运行监测和故障预警功能

构建数据库进行机电设备故障监测的目的是为了实现机电设备运行状态的实时监测，以便于在设备出现故障的第一时间能够得到及时处理。通过数据实时监控，能够全面掌握机电设备的当前运行负荷、电流强度、设备温度等各项数据，这些数据的变动都会对机电设备的运行状态产生一定影响，一旦变动幅度超过合理范围，数据分析系统则能够自动判定设备是否出现故障信息，并及时向主机报警或者执行停机处理。对设备运行状态监测，可以实时了解设备各项信息变动情况，如设备电流传导、传感器信息等数据变动，能够判定设备的工作状态是否正常。对设备故障的报警预警功能，主要是将监测到的各项参数，与数据库中的额定参数做对比，根据不合理运行状态出现的次数和频率，分为不同等级的预警处理。准确的预警信息能够帮助识别设备故障，减少煤矿事故的发生，保障生命财产安全。

2.3 辅助机电设备检修

数据库的集成功能对设备故障检修有极大的辅助作用，数据库内积累了大量的维修数据，能够为设备维修提供数据依据，帮助检修人员配备最优解决方案，指导维修作业，防止盲目检修，降低维修成本。数据库系统通过对机电设备的长期监控，对于设备的损耗情况都有相应的记录，根据设备劣化趋势，能够预判出机电设备需要定时检修的时间节点，便于工作人员提前准备维修装备，有条不紊的开展检修工作。另一方面，通过对故障的判断分析，可以得出故障原因，快速锁定出现问题的设备，根据对应的解决方案，安排调度相应的检修流程，缩短了检修时间，提高了故障排查效率。除此之外，数据平台的优势也体现在工单管理方面，利用PM系统的工单工具，对设备检修过程进行记录，统计其故障原因，并记录从开始检测到维修完成的全部过程，能够让故障检修流程更为简化便捷[2]。

2.4 协助配备设备部件

数据库本身具备丰富的机电设备参数，通过对机电设备历史故障问题的统计分析，能够得到历史故障参数以及维修成本、维修部件等信息。这些信息通过系统内部的匹配分析，在系统判定故障问题并预警的同时，也能够辅助匹配设备部件型号，迅速识别到对应的厂家、规格等信息。合适的部件在使用过程中能够发挥出更加优异的性能，减少故障发生的频次，避免多余的损耗，节约经济成本。

2.5 数据整合功能

数据库内关于机电设备的相关参数都是由工程师通过不同型号的设备开展试验得出的成果累积，将设备的基础参数、运行状态、环境负荷等数据集合到数据库中模拟运行，整合最佳状态下的数据模型形成数据库，在机电设备运行工作中用以做参考对照。

3.煤矿机电设备故障自动监测原理

机电设备故障监测及数据分析系统内部会根据大量数据分析结果设定额定预警值。当监测到的设备实际电流、电压超过额定值的1.2倍，系统会启动声光预警系统并将故障信息传输至调度工作人员，工作人员收到故障信息后进一步核实情况，到现场排查故障后测试无误再恢复正常工作。

机电设备的负荷功率也在系统监测范围内，首先为机电设备负载功率设定一个基准值，设备的空转、过载、超限等异常运行情况会被记录统计，根据不同的异常情况持续时长和发生频次，设计不同等级的报警提示，便于调度人员及时优化系统配置，调整设备荷载。

除此之外，数据库还可以通过收集统计设备开机时间、日常检修日期、停产时间等数据，计算机电设备开机率。通过日常工作中开机率情况比对，分析得出需要进行养护的设备，实现自动监控，提升检修人员工作效率[3]。

4.数据自动化系统设计

全面了解煤矿机电设备检测系统应具备的特性后，综合考量机电设备故障监测和检修流程，可以设计一个煤矿机电设备的故障监测系统，配合ASP.Net2.0和SQL Server数据库技术，建立起一个囊括故障预警、数据收集、技术支持、工单管理功能的全方位监测平台。

数据库搭建要借助SQL Server 2000实现系统研发与编程，SQL Server作为关系型数据库管理系统，可以面向数据库执行查询，也能够很好地存储和归类数据，便于用户使用。

为了方便机电设备后期的维修与管理，在数据库程序编写工作中要着重数据库表的设计，将机电设备按照不同型号合理划分。使用者可以通过系统界面的分类提示快捷的实现相关操作，更快速地查阅和调取到想要的设备信息。对于不同的设备，设置相对应的额定标准数据库，进而设置对应的检修项目和检修规范，实现设备检修的自动化和智能化。

数据库搭建完成后，服务器可以通过2种不同方式访问数据库：（1）在主界面中输入SQL语句进入数据库展开浏览；（2）找到相关文件存储位置，点击后进入数据库访问浏览。在大量的访问检索工作中，第一种访问方式明显更为快捷灵活，能够缩短系统响应时间，加快系统运行速度。

5.总结

在当前煤矿产业高速发展的推动下，保障煤矿机电设备的安全生产变得更为重要。除了加强工作人员的安全管理意识外，也要充分利用先进技术，实现对煤矿机电设备故障的监测与检修工作。建立完善的井下安全监测系统，形成矿井上下安全可靠的预警机制和信息通道，是保证煤矿生产工作顺利进行和防止事故发生的重要基础。故而，我们要将数据库结合设备监测系统，实现信息互通数据共享，自动化信息化的对机电设备实现预警和检修管理工作，降低煤矿开采工作的风险性，保障人民生命财产安全，让科技融入传统行业，促进社会经济繁荣发展。