摘要：采用三維力控組態(tài)軟件開發(fā)礦井提升機(jī)故障診斷系統(tǒng)，其人機(jī)監(jiān)控圖形界面與過程數(shù)據(jù)處理分離，內(nèi)置獨(dú)立的實(shí)時(shí)歷史數(shù)據(jù)庫，強(qiáng)大的分布式報(bào)警、事件處理等，提高了系統(tǒng)開發(fā)的效率，使系統(tǒng)的故障檢測(cè)更加的適時(shí)準(zhǔn)確，從而保證了礦井提升機(jī)可靠、準(zhǔn)確地運(yùn)行。經(jīng)過調(diào)試和運(yùn)行結(jié)果表明，該系統(tǒng)工作可靠、控制精度高，完全可以滿足現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)運(yùn)行的要求。

關(guān)鍵詞：礦井提升機(jī)；故障診斷；組態(tài)軟件

1 引言

      礦井提升機(jī)作為一個(gè)典型的機(jī)械、電氣為一體的設(shè)備，在整個(gè)綜合自動(dòng)化生產(chǎn)中占有重要位置，被稱為“礦井的咽喉”。一般來說，主井提升機(jī)負(fù)責(zé)提升井下采掘的有用礦物，副井提升機(jī)負(fù)責(zé)下放材料、升降人員和設(shè)備等作業(yè)。鑒于煤礦企業(yè)特殊的工作環(huán)境，一旦礦井提升機(jī)發(fā)生故障，將會(huì)造成不可估量的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。為此，本文結(jié)合煤礦的實(shí)際需求，用組態(tài)軟件來建立一個(gè)礦井提升機(jī)故障診斷系統(tǒng)。

      開展對(duì)提升機(jī)的故障診斷研究，將會(huì)極大地提高設(shè)備運(yùn)行的安全可靠性。提升機(jī)故障智能診斷預(yù)報(bào)系統(tǒng)通過獲得設(shè)備當(dāng)前運(yùn)行的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，積累歷史趨勢(shì)數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)及信號(hào)的分析處理后，分析查找設(shè)備故障種類、原因及程度，保存故障數(shù)據(jù)并進(jìn)行事故追憶，力求提高設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性能，避免突發(fā)事故，減少不必要的損失，為煤礦設(shè)備的安全、高效、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供有力支持。因此，設(shè)備故障診斷技術(shù)在煤礦的應(yīng)用具有重要意義。

2.力控組態(tài)軟件介紹

      北京三維力控科技有限公司是專業(yè)從事監(jiān)控組態(tài)軟件研發(fā)與服務(wù)的高新技術(shù)企業(yè)，核心軟件產(chǎn)品初創(chuàng)于1992年，公司以自主創(chuàng)新為動(dòng)力，逐漸奠定了在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的領(lǐng)先地位。

      力控組態(tài)軟件是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集與過程控制的專用軟件，最大的特點(diǎn)是能以靈活多樣的“組態(tài)方式”而不是編程方式來進(jìn)行系統(tǒng)集成，它提供了良好的用戶開發(fā)界面和簡(jiǎn)捷的工程實(shí)現(xiàn)方法，只要將其預(yù)設(shè)置的各種軟件模塊進(jìn)行簡(jiǎn)單的“組態(tài)”，便可以非常容易地實(shí)現(xiàn)和完成監(jiān)控層的各項(xiàng)功能，縮短了自動(dòng)化工程師的系統(tǒng)集成的時(shí)間，大大的提高了集成效率。

3.診斷系統(tǒng)設(shè)計(jì)

      整個(gè)診斷系統(tǒng)分為5個(gè)功能模塊：系統(tǒng)管理、時(shí)實(shí)監(jiān)測(cè)、打印查詢、報(bào)警和故障診斷，如圖1所示。主要實(shí)現(xiàn)提升系統(tǒng)生產(chǎn)過程工況、安全制動(dòng)系統(tǒng)、井筒信號(hào)系統(tǒng)等監(jiān)控功能，具有事件及故障診斷報(bào)警、參數(shù)顯示和報(bào)表統(tǒng)計(jì)功能，能夠指導(dǎo)司機(jī)操作和維修，判斷處理故障，對(duì)提高系統(tǒng)安全可靠性和提升機(jī)運(yùn)行效率起著重要的作用。

圖1 監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

      在設(shè)計(jì)畫面時(shí)應(yīng)盡量考慮到醒目、符合操作習(xí)慣，誤操作可能性等實(shí)際情況來設(shè)計(jì)。其中主界面的設(shè)計(jì)應(yīng)盡量包含整個(gè)系統(tǒng)的全局信息，做到一目了然。本系統(tǒng)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)工藝流程，主要設(shè)計(jì)了以下幾個(gè)界面：系統(tǒng)啟動(dòng)界面，運(yùn)行界面，手動(dòng)操作界面，工藝流程，歷史曲線界面，報(bào)表系統(tǒng)界面等。

4 趨勢(shì)曲線及報(bào)表的生成

4.1 趨勢(shì)曲線

      力控現(xiàn)場(chǎng)采集到數(shù)據(jù)經(jīng)過處理后依照實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、顯示、分析，在力控工具組中，除了在窗口畫面和報(bào)表中顯示數(shù)據(jù)外，力控還提供了功能強(qiáng)大的各種曲線組件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析顯示。

      通過這些工具，可以對(duì)當(dāng)前的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和已經(jīng)存儲(chǔ)了的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比較，可以捕獲一瞬間發(fā)生的工藝狀態(tài)，并可以放大曲線以細(xì)致的對(duì)工藝情況進(jìn)行分析，也可比較兩個(gè)過程量之間的函數(shù)關(guān)系。力控分析曲線均支持分布式數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)，允許在任意一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)下分析顯示其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的各種實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)。分析曲線提供了豐富的屬性方法，以及便捷的用戶操作界面，一般性用戶可以使用曲線提供的各種配置界面來操控曲線，高級(jí)用戶可以利用分析曲線提供的屬性方法靈活的控制分析曲線，已達(dá)到更加復(fù)雜、更加靈活的用戶應(yīng)用。力控中提供了兩種趨勢(shì)曲線：實(shí)時(shí)趨勢(shì)和歷史趨勢(shì)。如圖2所示：

4.2專家報(bào)表

      專家報(bào)表提供類似EXCEL的電子表格功能，可實(shí)現(xiàn)形式更為復(fù)雜的報(bào)表格式，它的目的是提供一個(gè)方便，靈活，高效的報(bào)表設(shè)計(jì)系統(tǒng)。

      專家報(bào)表主要適用于工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，是解決實(shí)際開發(fā)過程中的圖表、報(bào)表顯示，輸入，打印輸出等問題的最理想的解決方案。采用專家報(bào)表可以極大的減少報(bào)表開發(fā)工作量，改善報(bào)表的人機(jī)界面，提高組態(tài)效率。本系統(tǒng)中得到運(yùn)行效果如圖3所示：

5 結(jié)論

      結(jié)合真實(shí)的礦井提升機(jī)實(shí)驗(yàn)裝置，開發(fā)了礦井提升機(jī)故障診斷系統(tǒng)。系統(tǒng)經(jīng)調(diào)試運(yùn)行正常，電動(dòng)機(jī)的溫度信號(hào)和振動(dòng)信號(hào)能實(shí)時(shí)傳送到監(jiān)控界面上來，適應(yīng)提升機(jī)設(shè)備檢測(cè)的需要。在監(jiān)控界面上還可以顯示出監(jiān)控信號(hào)的實(shí)時(shí)曲線、事件記錄和報(bào)警信息，觀察提升機(jī)的運(yùn)行情況，以及避免出現(xiàn)一些故障，有效地防止了因提升機(jī)出現(xiàn)故障而引起的安全事故。

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