煤礦智能化機(jī)電設(shè)備維護(hù)分析

任雙換

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和5G網(wǎng)絡(luò)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，供給側(cè)能源革命也在加速推進(jìn)，通過(guò)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的手段來(lái)改變煤炭開(kāi)采技術(shù)和方式，大大提升了煤炭的開(kāi)采效率和安全性。為了實(shí)現(xiàn)煤礦開(kāi)采由勞動(dòng)密集型到技術(shù)密集型的轉(zhuǎn)變，越來(lái)越多的煤礦開(kāi)始推進(jìn)智能化開(kāi)采。通過(guò)采用智能化開(kāi)采技術(shù)，煤礦的開(kāi)采效率得到大幅度提高，安全狀況得到了極大的改善。智能化開(kāi)采技術(shù)的實(shí)現(xiàn)依賴(lài)于大量智能化機(jī)電設(shè)備的使用，例如智能化液壓支架、智能化采煤機(jī)等。智能化開(kāi)采處于起步階段，經(jīng)驗(yàn)比較少，導(dǎo)致在開(kāi)采時(shí)智能化機(jī)電設(shè)備故障頻發(fā)，不利于煤礦的安全高效開(kāi)采。針對(duì)這種情況，需要做好智能化機(jī)電設(shè)備的維護(hù)工作。

關(guān)鍵詞：煤礦;智能化;機(jī)電設(shè)備

引言

煤礦機(jī)械及電子類(lèi)設(shè)備作為煤礦生產(chǎn)中的主要設(shè)備，在機(jī)械化、自動(dòng)化、智能化開(kāi)采中起著重要作用，其性能的優(yōu)劣直接影響著煤礦生產(chǎn)效率和工作人員的生命安全。

1煤礦智能化機(jī)電設(shè)備特點(diǎn)分析

1.1硬件特點(diǎn)

與傳統(tǒng)的機(jī)電設(shè)備相比，智能化機(jī)電設(shè)備使用了較多的控制元件，主要是微處理器、傳感器和控制電機(jī)。微處理器的作用主要是接收傳感器采集到的數(shù)據(jù)，并形成相應(yīng)的指令發(fā)送給控制電機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的調(diào)節(jié)。傳感器的主要作用是采集設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中的一些狀態(tài)參數(shù)，例如位置、角度等。控制電機(jī)的主要作用是實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的糾正，例如位置調(diào)整。傳感器采集的參數(shù)可為控制電機(jī)的動(dòng)作提供控制參數(shù)。由此可見(jiàn)，傳感器的數(shù)據(jù)采集精度和控制電機(jī)的靈敏性是智能化開(kāi)采實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵。值得注意的是，傳感器和控制電機(jī)都是弱電設(shè)備，在井下很可能因受到電磁的干擾而存在控制失靈的風(fēng)險(xiǎn)。造成這種現(xiàn)象的主要原因是機(jī)電設(shè)備在運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的電磁干擾，從而影響控制信號(hào)的傳輸靈敏度。此外，井下粉塵濃度和濕度過(guò)高的情況，也會(huì)影響傳感器和控制電機(jī)的正常運(yùn)行。

1.2軟件特點(diǎn)

智能化機(jī)電設(shè)備的智能主要體現(xiàn)在設(shè)備中使用了智能化算法。這些算法主要體現(xiàn)在設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的控制和數(shù)據(jù)采集中。所謂智能化算法就是根據(jù)過(guò)去的一些數(shù)據(jù)進(jìn)行學(xué)習(xí)，從而預(yù)測(cè)未來(lái)的某些狀態(tài)參數(shù)，包括人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法、模糊算法和混沌算法等。為了更方便地使用這些算法，在一些智能化機(jī)電設(shè)備中都將這些算法集成形成相應(yīng)的軟件。通過(guò)設(shè)定軟件上某些參數(shù)，就可實(shí)現(xiàn)對(duì)智能化機(jī)電設(shè)備狀態(tài)參數(shù)的調(diào)節(jié)和控制。值得注意的是，由于現(xiàn)場(chǎng)情況比較復(fù)雜，需要學(xué)習(xí)的參數(shù)比較多，這使得某些算法并不能完全滿足井下復(fù)雜的應(yīng)用需求。為了保證機(jī)電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)控制的實(shí)時(shí)性，所使用的微處理器具有較強(qiáng)的處理能力。

2煤礦智能化機(jī)電設(shè)備維護(hù)

2.1基于PXI的電子類(lèi)設(shè)備測(cè)試平臺(tái)構(gòu)建方案

煤礦電子設(shè)備供電電源主要有直流24、18、12、5V等，設(shè)備信號(hào)主要有TTL電平的數(shù)字信號(hào)、RS485協(xié)議信號(hào)、CAN協(xié)議信號(hào)、0～10V等電壓型模擬信號(hào)、4～20mA電流型模擬信號(hào)等。測(cè)試系統(tǒng)采用PXI總線結(jié)構(gòu)，主要包括信號(hào)激勵(lì)、測(cè)量和加載3大部分。PXI總線結(jié)構(gòu)是一種專(zhuān)為工業(yè)數(shù)據(jù)采集與自動(dòng)化應(yīng)用量身定制的模塊化儀器平臺(tái)，具備機(jī)械、電氣與軟件等多方面的專(zhuān)業(yè)特性，便于功能擴(kuò)展，適合工業(yè)環(huán)境下振動(dòng)、撞擊、溫度與濕度的極限條件。測(cè)試系統(tǒng)主機(jī)以NIPXIe-1062Q機(jī)箱、NIPXIe-8840零槽控制器為核心，根據(jù)所測(cè)信號(hào)類(lèi)型配置模擬信號(hào)采集卡NIPXI-6229、數(shù)字I/O卡NIPXI-6535、串口通信卡NIPXIe-8431和CAN通信卡NIPXI-8512。零槽控制器和各板卡安裝于NIPXIe-1062Q機(jī)箱，構(gòu)成PXI測(cè)試主機(jī)，人機(jī)交互采用帶觸摸功能的PMA-1115顯示器和鍵盤(pán)一體裝置;主機(jī)可支持模擬、數(shù)字、RS485和CAN多模式信號(hào)的測(cè)量，以及示波器等外部通用儀器測(cè)量的信號(hào)讀取。激勵(lì)模塊由可編程交流、直流電源和可編程信號(hào)發(fā)生器組成。加載模塊由可編程電子負(fù)載組成，實(shí)現(xiàn)對(duì)電子設(shè)備的拉載和卸載。主機(jī)與激勵(lì)電源、信號(hào)發(fā)生器、示波器、電子負(fù)載等外部通用儀器設(shè)備采用LAN或USB總線方式進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)對(duì)外部?jī)x器的控制和測(cè)試數(shù)據(jù)的讀取。

2.2振動(dòng)檢測(cè)診斷法的具體應(yīng)用

煤礦挖掘需要的機(jī)械在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中多多少少都會(huì)產(chǎn)生不同頻率的振動(dòng)，這是機(jī)械結(jié)構(gòu)所限。不同機(jī)械產(chǎn)生的振動(dòng)頻率不同，在機(jī)械設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)中其振動(dòng)一般維持在固有的頻率，存在合理的數(shù)值范圍。如果在檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)設(shè)備振動(dòng)與正產(chǎn)振動(dòng)頻率數(shù)值偏差較大，呈現(xiàn)出不規(guī)律的振動(dòng)表現(xiàn)，即可對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)做出存在異常的判斷。當(dāng)振動(dòng)頻率出現(xiàn)異常現(xiàn)象的時(shí)候，可以利用振動(dòng)檢測(cè)儀器對(duì)運(yùn)行中的煤礦采掘運(yùn)輸設(shè)備進(jìn)行故障檢測(cè)，通過(guò)不同部位，尤其是連接部位的振動(dòng)，通過(guò)儀器數(shù)據(jù)反饋，用圖表的方式直觀展現(xiàn)振動(dòng)頻率發(fā)生的變化，并結(jié)合機(jī)械設(shè)備運(yùn)行表現(xiàn)來(lái)確定故障發(fā)生的區(qū)域，此項(xiàng)技術(shù)在設(shè)備故障檢測(cè)中已得到廣泛應(yīng)用。

2.3大型機(jī)電設(shè)備構(gòu)建在線故障監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)

煤礦企業(yè)針對(duì)大型機(jī)電設(shè)備構(gòu)建在線故障監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)，能夠在進(jìn)行動(dòng)態(tài)的智能化定量診斷的同時(shí)，也能準(zhǔn)確定位故障位置給予維修人員指導(dǎo)方案。機(jī)電設(shè)備運(yùn)行情況的掌握和故障預(yù)警，所生成的歷史數(shù)據(jù)能夠?yàn)榫S修人員評(píng)估設(shè)備綜合情況提供數(shù)據(jù)支撐，這些高效的數(shù)據(jù)處理方法，不僅是信息時(shí)代技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)，同時(shí)也是信息化與機(jī)電設(shè)備相融合的具體表現(xiàn)，對(duì)做好日常維護(hù)工作具有重要意義。

2.4優(yōu)化運(yùn)轉(zhuǎn)管理

煤礦企業(yè)需要針對(duì)設(shè)備的秩序運(yùn)轉(zhuǎn)完善設(shè)備管理機(jī)制，完善責(zé)任制度、獎(jiǎng)懲制度。對(duì)設(shè)備管理及人員責(zé)任問(wèn)題務(wù)必要做到細(xì)分，并制定精細(xì)化管理流程、追責(zé)制度，確保設(shè)備管理責(zé)任有章可循、有據(jù)可查，安全責(zé)任能實(shí)現(xiàn)高效溯源追查，從而強(qiáng)化人員對(duì)機(jī)電設(shè)備的安全責(zé)任意識(shí)。

結(jié)語(yǔ)

智能化機(jī)電設(shè)備的智能主要體現(xiàn)在設(shè)備中使用了智能化算法。這些算法主要體現(xiàn)在設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的控制和數(shù)據(jù)采集中。在日常運(yùn)行過(guò)程中，為了保證智能化機(jī)電設(shè)備的正常運(yùn)行，需根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行相應(yīng)維護(hù)，主要可分為硬件維護(hù)和軟件維護(hù)兩方面。

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