CN105137233A - 一种矿用主通风机安全隐患监测预警系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种矿用主通风机安全隐患监测预警系统及方法，该监测预警系统包括风机工况检测装置、上位监控机和预警提示装置；风机工况检测装置包括电机工况检测装置、风机主轴工况检测装置、风速检测装置、风压检测装置和风量检测装置，该系统安装简单且操作简便、使用效果好；该监测预警方法包括步骤：一、风机工况实时检测及检测信息同步上传；二、风机工况信息分析处理：对各分析处理时刻接收到的风机工况信息进行分析处理；对任一个分析处理时刻的风机工况信息进行分析处理时，过程如下：风机工况信息同步存储、故障诊断、安全隐患诊断结果输出和预警判断，能对矿用主通风机存在的安全隐患进行及时、准确监测并能根据监测结果进行预警。
Description
技术领域
本发明属于通风机安全应用技术领域，尤其是涉及一种矿用主通风机安全隐患监测预警系统及方法。
背景技术
矿井通风是指将新鲜空气输入矿井下，增加氧气浓度，以稀释并排除矿井中有毒、有害气体和粉尘。矿井通风的基本任务是：供给井下足够的新鲜空气，满足人员对氧气的需要；冲淡井下有害气体和粉尘，保证安全生产；调节井下气候，创造良好的工作环境。矿井通风设备中，通风机(简称风机)是矿井通风系统的重要设备之一，其工作性能直接决定矿井通风效果。矿井内使用的通风机为矿用风机，矿用风机是轴流通风机的一种，因其使用行业和适用场所的特殊性以及在性能参数和外型尺寸上与一般轴流通风机存在较大差异。矿用风机按构造可分为普通型矿用风机和对旋型矿用风机两种。其中，普通型矿用风机为单叶片，型号有k40、k45、jk40、jk58-1、jk56-1等。对旋型矿用风机又分为两种，一种是双叶轮双电机，如djk50、FBD型等；另一种是双叶轮单电机，如jk58-2、jk56等。矿用风机按用途分为主扇、辅扇和局扇三种类型，其中，主扇是用于全矿井或矿井某一翼的通风，又叫主通风机；辅扇是用于矿井通风网路中分支风路调节起风量的，是协助主通风机工作的；局扇是用于矿井无贯穿风流没有打通的巷道的局部地点通风。
实际使用过程中，如能对矿用主通风机存在的安全隐患进行及时、准确监测，这样便能根据监测结果采取对应的有效处理措施，以有效减少甚至防止矿用主通风机发生故障，并有效保证矿井通风效果。因而，需设计一种使用操作简便、实现方便且使用效果好的矿用主通风机安全隐患监测预警系统及方法，能对矿用主通风机存在的安全隐患进行及时、准确监测，并能根据监测结果进行预警，提醒工作人员及时采取对应处理措施。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种矿用主通风机安全隐患监测预警系统，其结构简单、设计合理、安装布设简便且投入成本较低、使用操作简便、使用效果好，通过对实时检测到的通风机工作状况分析处理，对矿用主通风机存在的安全隐患进行及时、准确监测。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种矿用主通风机安全隐患监测预警系统，其特征在于：包括对被监测通风机的工作状况进行实时检测的风机工况检测装置、对所述风机工况检测装置所检测信息进行分析处理的上位监控机和由上位监控机进行控制的预警提示装置，所述风机工况检测装置和预警提示装置均与上位监控机相接，所述被监测通风机为安装于矿井内的矿用主通风机；
所述风机工况检测装置包括对被监测通风机的电机的工作状况进行实时检测的电机工况检测装置、对被监测通风机的风机主轴的工作状况进行实时检测的风机主轴工况检测装置、对被监测通风机的出口风速进行实时检测的风速检测装置以及对被监测通风机的风压和风量分别进行实时检测的风压检测装置和风量检测装置；所述电机工况检测装置包括对所述电机的三相电压分别进行实时检测的三相电压检测装置、对所述电机的三相电流分别进行实时检测的三相电流检测装置、对所述电机的三相绕组的温度分别进行实时检测的三相绕组温度检测装置和对所述电机的电机轴承的温度进行实时检测的电机轴承温度检测装置；所述风机主轴呈水平布设，所述风机主轴工况检测装置包括对所述风机主轴水平方向上的振动速度进行实时检测的第一水平振动检测装置和对所述风机主轴竖直方向上的振动速度进行实时检测的第一竖直振动检测装置；所述三相电压检测装置、三相电流检测装置、三相绕组温度检测装置、电机轴承温度检测装置、第一水平振动检测装置、第一竖直振动检测装置、风速检测装置、风压检测装置和风量检测装置均与上位监控机进行通信。
上述一种矿用主通风机安全隐患监测预警系统，其特征是：还包括将所述风机工况检测装置所检测信息同步传送至上位监控机的数据传送设备，所述三相电压检测装置、三相电流检测装置、三相绕组温度检测装置、电机轴承温度检测装置、第一水平振动检测装置、第一竖直振动检测装置、风速检测装置、风压检测装置和风量检测装置均与数据传送设备连接且其均通过数据传送设备与上位监控机进行通信。
上述一种矿用主通风机安全隐患监测预警系统，其特征是：所述风机工况检测装置还包括对被监测通风机的风门绞车的工作状态进行实时检测的风门绞车工况检测装置和对被监测通风机的联轴器的工作状况进行实时检测的联轴器工况检测装置，所述风门绞车工况检测装置包括对所述风门绞车的提升速度进行实时检测的提升速度检测单元；所述联轴器工况检测装置包括对被监测通风机的联轴器水平方向上的振动速度进行实时检测的第二水平振动检测装置和对所述联轴器竖直方向上的振动速度进行实时检测的第二竖直振动检测装置，所述风门绞车工况检测装置、第二水平振动检测装置和第二竖直振动检测装置均与上位监控机进行通信。
上述一种矿用主通风机安全隐患监测预警系统，其特征是：所述风机工况检测装置还包括对被监测风机所产生噪音强度进行实时检测的噪音检测装置，所述电机工况检测装置还包括对所述电机的机壳温度进行实时检测的机壳温度检测装置，所述噪音检测装置和机壳温度检测装置均与上位监控机进行通信。
同时，本发明还公开了一种方法步骤简单、设计合理、实现方便且能对矿用主通风机存在的安全隐患进行及时、准确监测并能根据监测结果进行预警的矿用主通风机安全隐患监测预警方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
步骤一、风机工况实时检测及检测信息同步上传：对被监测通风机的工作状况进行实时检测，并将检测到的风机工况信息同步传送至上位监控机；
步骤二、风机工况信息分析处理：所述上位监控机按照预先设定的分析处理频率，且按照时间先后顺序对各分析处理时刻接收到的风机工况信息进行分析处理，并根据分析处理结果对各时刻被监测通风机进行安全隐患诊断，得出各分析处理时刻被监测通风机的安全隐患诊断结果；
所述安全隐患诊断结果包括被监测通风机是否存在故障以及所存在故障的数量和各故障的类型；所述被监测通风机的故障类型包括风机主轴故障、风机叶轮故障、电机轴承故障、电机堵转故障、电机过载故障、电机绕组故障、风机工况运行性能不稳定故障和风机工况运行性能不经济故障；所述电机绕组故障为电机接地故障、电机相间短路故障或电机缺相故障；所述风机主轴故障和风机叶轮故障均为风机机械故障，所述电机轴承故障、电机堵转故障、电机过载故障和电机绕组故障均为电机故障，所述风机工况运行性能不稳定故障和风机工况运行性能不经济故障均为风机工况不合理故障；
所述上位监控机对任一个分析处理时刻接收到的风机工况信息进行分析处理时，过程如下：
步骤201、风机工况信息同步存储：对此时刻接收到的风机工况信息进行同步存储，所存储的风机工况信息为当前待处理风机工况信息；
步骤202、故障诊断：调用故障诊断模块，对步骤201中所述当前待处理风机工况信息进行分析处理，并根据分析处理结果对此时刻被监测通风机是否存在风机机械故障、电机故障和风机工况不合理故障分别进行诊断；
其中，对此时刻被监测通风机是否存在风机机械故障进行诊断时，根据所述当前待处理风机工况信息中风机主轴工况检测装置和三相电流检测装置所检测信息，对此时刻被监测通风机是否存在风机主轴故障和风机叶轮故障分别进行诊断：当风机主轴工况检测装置中第一水平振动检测装置和第一竖直振动检测装置所检测的振动速度均大于V0时，说明此时刻被监测通风机存在风机主轴故障；当第一水平振动检测装置和第一竖直振动检测装置所检测的振动速度均大于V0且三相电流检测装置所检测的三相电流均大于I1时，说明此时刻被监测通风机存在风机叶轮故障；
其中，V0为预先设定的振动速度判断阈值且V0＝7mm/s～9mm/s；I1为预先设定的电机电流判断阈值且I1为所述电机的额定电流；
对此时刻被监测通风机是否存在电机故障进行诊断时，根据所述当前待处理风机工况信息中电机工况检测装置所检测信息，对此时刻被监测通风机是否存在电机轴承故障、电机堵转故障、电机过载故障和电机绕组故障分别进行诊断:当电机轴承温度检测装置所检测温度大于T0时，说明此时刻被监测通风机存在电机轴承故障；当三相绕组温度检测装置所检测三相绕组的温度均大于T1且三相电流检测装置所检测的三相电流均大于I2时，说明此时刻被监测通风机存在电机堵转故障；当三相绕组温度检测装置所检测三相绕组的温度均大于T1、三相电流检测装置所检测的三相电流均大于I3且三相电压检测装置所检测的三相电压均在[Umin，Umax]范围之外时，说明此时刻被监测通风机存在电机过载故障；当三相绕组温度检测装置所检测三相绕组的温度均大于T1且三相电流检测装置所检测的三相电流不一致时，说明此时刻被监测通风机存在电机绕组故障；
其中，T0为预先设定的电机轴承温度判断阈值且T0＝75℃～85℃；T1为预先设定的绕组温度判断阈值且T1＝120℃～130℃，I2为预先设定的电机堵转电流判断阈值且I2＝A1×I1，A1＝5～8；I3为预先设定的电机过载电流判断阈值且I3＝A2×I1，A2＝1.2～5且A2＜A1；Umin＝0.95×U0，Umax＝1.05×U0，U0为所述电机的额定电压；
对此时刻被监测通风机是否存在风机工况不合理故障进行诊断时，根根据所述当前待处理风机工况信息中风压检测装置、风量检测装置和风速检测装置所检测信息，对此时刻被监测通风机是否存在风机工况运行性能不稳定故障和风机工况运行性能不经济故障分别进行诊断：当风压检测装置所检测的风压大于F0时，说明此时刻电机存在风机工况运行性能不稳定故障；当风量检测装置所检测的风量大于Q0时，说明此时刻电机存在风机工况运行性能不经济故障；
其中，F0为预先设定的风压判断阈值且F0＝A3×V1 2，F0的单位为Pa，A3＝0.005～0.006；Q0为预先设定的风量判断阈值且Q0＝A4×V1，Q0的单位为m3/s，A4＝0.15～0.16；V1为所述当前待处理风机工况信息中风速检测装置所检测风速的数值，且风速检测装置所检测风速的单位为r/min；
步骤203、安全隐患诊断结果输出：调用安全隐患诊断结果输出模块，且根据步骤202中对此时刻被监测通风机是否存在风机机械故障、电机故障和风机工况不合理故障分别进行诊断的诊断结果，输出此时刻被监测通风机的安全隐患诊断结果，并对所输出的此时刻被监测通风机的安全隐患诊断结果进行同步显示；
步骤204、预警判断：调用预警判断模块，且根据步骤203中输出的此时刻被监测通风机的安全隐患诊断结果，判断此时刻是否需进行预警：当此时刻被监测通风机存在至少一种故障时，说明此时被监测通风机存在安全隐患，控制预警提示装置进行报警提示；否则，说明此时被监测通风机不存在安全隐患；
步骤205、返回步骤201，对下一个分析处理时刻接收到的风机工况信息进行分析处理。
上述方法，其特征是：步骤203中进行安全隐患诊断结果输出时，所述上位监控机还需根据预先建立的故障诊断数据库，对此时刻被监测通风机存在的所有故障类型的故障产生原因和建议采用的处理措施进行同步显示；
所述故障诊断数据库内存储有被监测通风机的多种故障类型的故障诊断信息，每种故障类型的诊断信息均包括该种故障类型的名称、故障产生原因和建议采用的处理措施。
上述方法，其特征是：步骤一中所述电机工况检测装置还包括对所述电机的机壳温度进行实时检测的机壳温度检测装置，所述机壳温度检测装置与上位监控机进行通信；
步骤二中所述被监测通风机的故障类型还包括电机散热故障；所述电机散热故障为电机故障；
步骤202中进行电机故障诊断时，还需对此时刻被监测通风机是否存在电机散热故障进行诊断：当机壳温度检测装置所检测温度随时间连续上升时，说明此时刻被监测通风机存在电机散热故障。
上述方法，其特征是：步骤202中所述电机接地故障为单相接地故障或双相接地故障；步骤202中诊断得出此时刻电机存在电机绕组故障时，所述上位监控机还需调用电机绕组故障诊断模块，且根据所述当前待处理风机工况信息中三相电流检测装置所检测信息，对此时刻被监测通风机存在的电机绕组故障为单相接地故障、双相接地故障、电机相间短路故障或电机缺相故障进行诊断：当所述电机的一相电流大于另一相电流且另一相电流与第三相电流相同时，说明此时刻被监测通风机存在的电机绕组故障为单相接地故障；当所述电机的两相电流均大于第三相电流时，说明此时刻被监测通风机存在的电机绕组故障为双相接地故障；当所述电机的一相电流大于另一相电流且该相电流与第三相电流的相位相反、电流大小相同时，说明此时刻被监测通风机存在的电机绕组故障为电机相间短路故障；当所述电机的一相电流为零、另一相电流大于I0且另一相电流与第三相电流的相位相反、电流大小相同时，说明此时刻被监测通风机存在的电机绕组故障为电机缺相故障；
其中，I0为预先输入的电机处于正常工作状态时的三相电流。
上述方法，其特征是：步骤一中所述电机工况检测装置还包括对被监测风机所产生噪音强度进行实时检测的噪音检测装置，所述噪音检测装置与上位监控机进行通信；步骤203中进行安全隐患诊断结果输出时，所述上位监控机还需调用图形绘制模块，且根据此时刻以及此时刻之前各分析处理时刻所述噪音检测装置所检测信息，绘制出噪音检测装置所检测噪音强度随时间变化的曲线，并对绘制出的曲线进行同步显示。
上述方法，其特征是：步骤一中所述电机工况检测装置还包括对被监测通风机的风门绞车的工作状态进行实时检测的风门绞车工况检测装置和对被监测通风机的联轴器的工作状况进行实时检测的联轴器工况检测装置，所述风门绞车工况检测装置包括对所述风门绞车的提升速度进行实时检测的提升速度检测单元，所述联轴器工况检测装置包括对被监测通风机的联轴器水平方向上的振动速度进行实时检测的第二水平振动检测装置和对所述联轴器竖直方向上的振动速度进行实时检测的第二竖直振动检测装置，所述风门绞车工况检测装置、第二水平振动检测装置和第二竖直振动检测装置均与上位监控机进行通信；
步骤203中进行安全隐患诊断结果输出时，所述上位监控机还需调用图形绘制模块，且根据此时刻以及此时刻之前各分析处理时刻所述风门绞车工况检测装置、第二水平振动检测装置和第二竖直振动检测装置所检测信息，绘制出风门绞车工况检测装置所检测的提升速度随时间变化的曲线、第二水平振动检测装置所检测振动速度随时间变化的曲线和第二竖直振动检测装置所检测振动速度随时间变化的曲线，并对绘制出的曲线分别进行同步显示。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、所采用的矿用主通风机安全隐患监测预警系统结构简单、设计合理且安装布设简便，投入成本较低。
2、所采用的矿用主通风机安全隐患监测预警系统使用操作简便，通过数据传送设备对风机工况检测装置所检测的风机工况信息进行同步传送，只需在上位监控室对所接收的风机工况信息进行分析处理即可，无需技术人员在矿井内对风机工作状态进行监测，省工省时，且作业环境安全。
3、所采用的风机工况检测装置检测数据量少且安装布设方便，主要包括对被监测通风机的电机的工作状况进行实时检测的电机工况检测装置、对被监测通风机的风机主轴的工作状况进行实时检测的风机主轴工况检测装置、对被监测通风机的出口风速进行实时检测的风速检测装置以及对被监测通风机的风压和风量分别进行实时检测的风压检测装置和风量检测装置，所采用的各检测装置均为本领域技术人员通用的检测设备，安装布设及使用操作简便，检测精度可靠，经济实用。
4、所采用的风机工况检测装置使用效果好且实用价值高，通过对实时检测到的通风机工作状况分析处理，对通风机存在的安全隐患进行及时、准确监测，并且根据所检测的风机工况信息能对多种类型的通风机故障进行诊断，推广应用前景广泛。
5、所采用的矿用主通风机安全隐患监测预警方法步骤简单、设计合理且实现方便，投入成本较低。
6、所采用的矿用主通风机安全隐患监测预警方法数据处理速度快，能同步分析处理得出矿用主通风机的安全隐患诊断结果，实时性强。
7、所采用的矿用主通风机安全隐患监测预警方法操作简便且使用效果好、实用价值高，调用故障诊断模块对被监测通风机是否存在风机机械故障、电机故障和风机工况不合理故障分别进行自动诊断，并且诊断结果准确；同时，能将自动诊断与人工诊断进行有效结合，在安全隐患诊断结果输出的同时，能对噪音检测装置所检测噪音强度随时间变化的曲线、绘制出风门绞车工况检测装置所检测的提升速度随时间变化的曲线以及联轴器工况检测装置中第二水平振动检测装置和第二竖直振动检测装置所检测振动速度随时间变化的曲线进行同步显示，从而对人工诊断提供直观、准确且实时有效的诊断依据，进一步保证监测预警结果。因而，采用本发明能对矿用主通风机存在的安全隐患进行及时、准确监测，并能根据监测结果进行预警，从而根据监测结果采取对应的有效处理措施，以有效减少甚至防止矿用主通风机发生故障，并有效保证矿井通风效果。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明矿用主通风机安全隐患监测预警系统的电路原理框图。
图2为本发明矿用主通风机安全隐患监测预警方法的流程框图。
附图标记说明:
1—上位监控机；2—预警提示装置；
3—电机工况检测装置；3-1—三相电压检测装置；
3-2—三相电流检测装置；3-3—三相绕组温度检测装置；
3-4—电机轴承温度检测装置；3-5—机壳温度检测装置；
4—风机主轴工况检测装置；4-1—第一水平振动检测装置；
4-2—第一竖直振动检测装置；5—噪音检测装置；
6—风压检测装置；7—风量检测装置；
8—数据传送设备；9—风速检测装置；
10—联轴器工况检测装置；10-1—第二水平振动检测装置；
10-2—第二竖直振动检测装置；11—风门绞车工况检测装置。
具体实施方式
如图1所示的一种矿用主通风机安全隐患监测预警系统，包括对被监测通风机的工作状况进行实时检测的风机工况检测装置、对所述风机工况检测装置所检测信息进行分析处理的上位监控机1和由上位监控机1进行控制的预警提示装置2，所述风机工况检测装置和预警提示装置2均与上位监控机1相接，所述被监测通风机为安装于矿井内的矿用主通风机。
所述风机工况检测装置包括对被监测通风机的电机的工作状况进行实时检测的电机工况检测装置3、对被监测通风机的风机主轴的工作状况进行实时检测的风机主轴工况检测装置4、对被监测通风机的出口风速进行实时检测的风速检测装置9以及对被监测通风机的风压和风量分别进行实时检测的风压检测装置6和风量检测装置7。所述电机工况检测装置3包括对所述电机的三相电压分别进行实时检测的三相电压检测装置3-1、对所述电机的三相电流分别进行实时检测的三相电流检测装置3-2、对所述电机的三相绕组的温度分别进行实时检测的三相绕组温度检测装置3-3和对所述电机的电机轴承的温度进行实时检测的电机轴承温度检测装置3-4。所述风机主轴呈水平布设，所述风机主轴工况检测装置4包括对所述风机主轴水平方向上的振动速度进行实时检测的第一水平振动检测装置4-1和对所述风机主轴竖直方向上的振动速度进行实时检测的第一竖直振动检测装置4-2。所述三相电压检测装置3-1、三相电流检测装置3-2、三相绕组温度检测装置3-3、电机轴承温度检测装置3-4、第一水平振动检测装置4-1、第一竖直振动检测装置4-2、风速检测装置9、风压检测装置6和风量检测装置7均与上位监控机1进行通信。
本实施例中，所述风机工况检测装置还包括对被监测通风机的风门绞车的工作状态进行实时检测的风门绞车工况检测装置11和对被监测通风机的联轴器的工作状况进行实时检测的联轴器工况检测装置10，所述风门绞车工况检测装置11包括对所述风门绞车的提升速度进行实时检测的提升速度检测单元；所述联轴器工况检测装置10包括对被监测通风机的联轴器水平方向上的振动速度进行实时检测的第二水平振动检测装置10-1和对所述联轴器竖直方向上的振动速度进行实时检测的第二竖直振动检测装置10-2，所述风门绞车工况检测装置11、第二水平振动检测装置10-1和第二竖直振动检测装置10-2均与上位监控机1进行通信。所述联轴器连接于所述电机的动力输出轴与风机主轴之间，且所述联轴器呈水平布设。
同时，所述风机工况检测装置还包括对被监测风机所产生噪音强度进行实时检测的噪音检测装置5，所述电机工况检测装置3还包括对所述电机的机壳温度进行实时检测的机壳温度检测装置3-5，所述噪音检测装置5和机壳温度检测装置3-5均与上位监控机1进行通信。
本实施例中，本发明所述的矿用主通风机安全隐患监测预警系统，还包括将所述风机工况检测装置所检测信息同步传送至上位监控机1的数据传送设备8，所述三相电压检测装置3-1、三相电流检测装置3-2、三相绕组温度检测装置3-3、电机轴承温度检测装置3-4、第一水平振动检测装置4-1、第一竖直振动检测装置4-2、风速检测装置9、风压检测装置6、风量检测装置7、风门绞车工况检测装置11、第二水平振动检测装置10-1、第二竖直振动检测装置10-2、噪音检测装置5和机壳温度检测装置3-5均与数据传送设备8连接且其均通过数据传送设备8与上位监控机1进行通信。
并且，所述数据传送设备8包括数据处理器和与所述数据处理器相接的信号调理电路，所述三相电压检测装置3-1、三相电流检测装置3-2、三相绕组温度检测装置3-3、电机轴承温度检测装置3-4、第一水平振动检测装置4-1、第一竖直振动检测装置4-2、风速检测装置9、风压检测装置6、风量检测装置7、风门绞车工况检测装置11、第二水平振动检测装置10-1、第二竖直振动检测装置10-2、噪音检测装置5和机壳温度检测装置3-5均与所述信号调理电路相接。
实际使用时，所述数据处理器与上位监控机1之间以有线或无线方式进行通信。
本实施例中，所述三相电压检测装置3-1包括三个分别对所述电机的三相电压进行实时检测的电压检测单元，所述三相电流检测装置3-2包括三个分别对所述电机的三相电流进行实时检测的电流检测单元；所述三相绕组温度检测装置3-3包括三个分别对所述电机的三相绕组的温度进行实时检测的温度传感器，所述电机轴承温度检测装置3-4和机壳温度检测装置3-5均为温度传感器；所述第一水平振动检测装置4-1、第一竖直振动检测装置4-2、第二水平振动检测装置10-1和第二竖直振动检测装置10-2均为振动传感器，所述风量检测装置7为风量传感器，所述风速检测装置9和风门绞车工况检测装置11均为速度传感器，所述噪音检测装置5为声音传感器。
本实施例中，所述三相电流检测装置3-2所检测的三相电流均为线电流；三相电压检测装置3-1所检测的三相电压均为线电压。
实际使用时，所述电机工况检测装置3的数量为一个或多个且其数量与被监测通风机上所包括所述电机的数量相同，每个所述电机的工作状况均由一个电机工况检测装置3进行实时检测。
本实施例中，所述被监测通风机为BDK系列对旋式防爆轴流通风机，且型号为BDK-8-NO26。
由于所述被监测通风机为双叶轮双电机，因而，所述电机工况检测装置3的数量为两个。并且，所述联轴器工况检测装置10和风机主轴工况检测装置4的数量均为两个。
如图2所示的一种矿用主通风机安全隐患监测预警方法，包括以下步骤：
步骤一、风机工况实时检测及检测信息同步上传：对被监测通风机的工作状况进行实时检测，并将检测到的风机工况信息同步传送至上位监控机1；
步骤二、风机工况信息分析处理：所述上位监控机1按照预先设定的分析处理频率，且按照时间先后顺序对各分析处理时刻接收到的风机工况信息进行分析处理，并根据分析处理结果对各时刻被监测通风机进行安全隐患诊断，得出各分析处理时刻被监测通风机的安全隐患诊断结果；
所述安全隐患诊断结果包括被监测通风机是否存在故障以及所存在故障的数量和各故障的类型；所述被监测通风机的故障类型包括风机主轴故障、风机叶轮故障、电机轴承故障、电机堵转故障、电机过载故障、电机绕组故障、风机工况运行性能不稳定故障和风机工况运行性能不经济故障；所述电机绕组故障为电机接地故障、电机相间短路故障或电机缺相故障；所述风机主轴故障和风机叶轮故障均为风机机械故障，所述电机轴承故障、电机堵转故障、电机过载故障和电机绕组故障均为电机故障，所述风机工况运行性能不稳定故障和风机工况运行性能不经济故障均为风机工况不合理故障；
所述上位监控机1对任一个分析处理时刻接收到的风机工况信息进行分析处理时，过程如下：
步骤201、风机工况信息同步存储：对此时刻接收到的风机工况信息进行同步存储，所存储的风机工况信息为当前待处理风机工况信息；
步骤202、故障诊断：调用故障诊断模块，对步骤201中所述当前待处理风机工况信息进行分析处理，并根据分析处理结果对此时刻被监测通风机是否存在风机机械故障、电机故障和风机工况不合理故障分别进行诊断；
其中，对此时刻被监测通风机是否存在风机机械故障进行诊断时，根据所述当前待处理风机工况信息中风机主轴工况检测装置4和三相电流检测装置3-2所检测信息，对此时刻被监测通风机是否存在风机主轴故障和风机叶轮故障分别进行诊断：当风机主轴工况检测装置4中第一水平振动检测装置4-1和第一竖直振动检测装置4-2所检测的振动速度均大于V0时，说明此时刻被监测通风机存在风机主轴故障；当第一水平振动检测装置4-1和第一竖直振动检测装置4-2所检测的振动速度均大于V0且三相电流检测装置3-2所检测的三相电流均大于I1时，说明此时刻被监测通风机存在风机叶轮故障；
其中，V0为预先设定的振动速度判断阈值且V0＝7mm/s～9mm/s；I1为预先设定的电机电流判断阈值且I1为所述电机的额定电流；
对此时刻被监测通风机是否存在电机故障进行诊断时，根据所述当前待处理风机工况信息中电机工况检测装置3所检测信息，对此时刻被监测通风机是否存在电机轴承故障、电机堵转故障、电机过载故障和电机绕组故障分别进行诊断:当电机轴承温度检测装置3-4所检测温度大于T0时，说明此时刻被监测通风机存在电机轴承故障；当三相绕组温度检测装置3-3所检测三相绕组的温度均大于T1且三相电流检测装置3-2所检测的三相电流均大于I2时，说明此时刻被监测通风机存在电机堵转故障；当三相绕组温度检测装置3-3所检测三相绕组的温度均大于T1、三相电流检测装置3-2所检测的三相电流均大于I3且三相电压检测装置3-1所检测的三相电压均在[Umin，Umax]范围之外时，说明此时刻被监测通风机存在电机过载故障；当三相绕组温度检测装置3-3所检测三相绕组的温度均大于T1且三相电流检测装置3-2所检测的三相电流不一致时，说明此时刻被监测通风机存在电机绕组故障；
其中，T0为预先设定的电机轴承温度判断阈值且T0＝75℃～85℃；T1为预先设定的绕组温度判断阈值且T1＝120℃～130℃，I2为预先设定的电机堵转电流判断阈值且I2＝A1×I1，A1＝5～8；I3为预先设定的电机过载电流判断阈值且I3＝A2×I1，A2＝1.2～5且A2＜A1；Umin＝0.95×U0，Umax＝1.05×U0，U0为所述电机的额定电压；并且，三相电压检测装置3-1所检测的三相电压均在[Umin，Umax]范围之外，说明三相电压检测装置3-1所检测的任一相电压均小于Umin且均大于Umax；
对此时刻被监测通风机是否存在风机工况不合理故障进行诊断时，根根据所述当前待处理风机工况信息中风压检测装置6、风量检测装置7和风速检测装置9所检测信息，对此时刻被监测通风机是否存在风机工况运行性能不稳定故障和风机工况运行性能不经济故障分别进行诊断：当风压检测装置6所检测的风压大于F0时，说明此时刻电机存在风机工况运行性能不稳定故障；当风量检测装置7所检测的风量大于Q0时，说明此时刻电机存在风机工况运行性能不经济故障；
其中，F0为预先设定的风压判断阈值且F0＝A3×V1 2，F0的单位为Pa，A3＝0.005～0.006；Q0为预先设定的风量判断阈值且Q0＝A4×V1，Q0的单位为m3/s，A4＝0.15～0.16；V1为所述当前待处理风机工况信息中风速检测装置9所检测风速的数值，且风速检测装置9所检测风速的单位为r/min；
步骤203、安全隐患诊断结果输出：调用安全隐患诊断结果输出模块，且根据步骤202中对此时刻被监测通风机是否存在风机机械故障、电机故障和风机工况不合理故障分别进行诊断的诊断结果，输出此时刻被监测通风机的安全隐患诊断结果，并对所输出的此时刻被监测通风机的安全隐患诊断结果进行同步显示；
步骤204、预警判断：调用预警判断模块，且根据步骤203中输出的此时刻被监测通风机的安全隐患诊断结果，判断此时刻是否需进行预警：当此时刻被监测通风机存在至少一种故障时，说明此时被监测通风机存在安全隐患，控制预警提示装置2进行报警提示；否则，说明此时被监测通风机不存在安全隐患；
步骤205、返回步骤201，对下一个分析处理时刻接收到的风机工况信息进行分析处理。
实际使用过程中，步骤一中进行风机工况实时检测及检测信息同步上传时，所述电机工况检测装置3、风机主轴工况检测装置4、风速检测装置9、风压检测装置6、风量检测装置7、噪音检测装置5、风门绞车工况检测装置11和联轴器工况检测装置10均按照预先设定的采样频率进行采样。所述电机工况检测装置3、风机主轴工况检测装置4、风速检测装置9、风压检测装置6、风量检测装置7、噪音检测装置5、风门绞车工况检测装置11和联轴器工况检测装置10的采样频率均大于步骤二中所述的分析处理频率。并且，所述电机工况检测装置3、风机主轴工况检测装置4、风速检测装置9、风压检测装置6、风量检测装置7、噪音检测装置5、风门绞车工况检测装置11和联轴器工况检测装置10的采样频率均为步骤二中所述的分析处理频的N倍，其中N为正整数且N≥1。
本实施例中，所述三相电压检测装置3-1和三相电流检测装置3-2的采样频率均为1020Hz，所述三相绕组温度检测装置3-3、电机轴承温度检测装置3-4、第一水平振动检测装置4-1、第一竖直振动检测装置4-2、风速检测装置9、风压检测装置6、风量检测装置7、风门绞车工况检测装置11、第二水平振动检测装置10-1、第二竖直振动检测装置10-2、噪音检测装置5和机壳温度检测装置3-5的采样频率均为2Hz。
实际使用时，可根据具体需要，对上述各检测装置的采样频率进行相应调整。
本实施例中，步骤二中进行风机工况信息分析处理时，每间隔时间T进行一次分析处理。其中，T＝0.5min～10min。因而，步骤二中所述的分析处理频率为
实际使用时，根据具体需要，对步骤二中所述的分析处理频率进行相应调整。
本实施例中，U0为所述电机的额定线电压，I1为所述电机的额定线电流。
本实施例中，步骤203中进行安全隐患诊断结果输出时，所述上位监控机1还需根据预先建立的故障诊断数据库，对此时刻被监测通风机存在的所有故障类型的故障产生原因和建议采用的处理措施进行同步显示；
所述故障诊断数据库内存储有被监测通风机的多种故障类型的故障诊断信息，每种故障类型的诊断信息均包括该种故障类型的名称、故障产生原因和建议采用的处理措施。
本实施例中，步骤二中所述被监测通风机的故障类型还包括电机散热故障；所述电机散热故障为电机故障；
步骤202中进行电机故障诊断时，还需对此时刻被监测通风机是否存在电机散热故障进行诊断：当机壳温度检测装置3-5所检测温度随时间连续上升时，说明此时刻被监测通风机存在电机散热故障。
本实施例中，步骤202中所述电机接地故障为单相接地故障或双相接地故障；步骤202中诊断得出此时刻电机存在电机绕组故障时，所述上位监控机1还需调用电机绕组故障诊断模块，且根据所述当前待处理风机工况信息中三相电流检测装置3-2所检测信息，对此时刻被监测通风机存在的电机绕组故障为单相接地故障、双相接地故障、电机相间短路故障或电机缺相故障进行诊断：当所述电机的一相电流大于另一相电流且另一相电流与第三相电流相同时，说明此时刻被监测通风机存在的电机绕组故障为单相接地故障；当所述电机的两相电流均大于第三相电流时，说明此时刻被监测通风机存在的电机绕组故障为双相接地故障；当所述电机的一相电流大于另一相电流且该相电流与第三相电流的相位相反、电流大小相同时，说明此时刻被监测通风机存在的电机绕组故障为电机相间短路故障；当所述电机的一相电流为零、另一相电流大于I0且另一相电流与第三相电流的相位相反、电流大小相同时，说明此时刻被监测通风机存在的电机绕组故障为电机缺相故障；
其中，I0为预先输入的电机处于正常工作状态时的三相电流。并且，I0为线电流且其为电机处于正常工作状态时三相电压检测装置3-1检测到的电流。
本实施例中，步骤203中进行安全隐患诊断结果输出时，所述上位监控机1还需调用图形绘制模块，且根据此时刻以及此时刻之前各分析处理时刻所述噪音检测装置5所检测信息，绘制出噪音检测装置5所检测噪音强度随时间变化的曲线，并对绘制出的曲线进行同步显示。
实际使用过程中，通过人工观测当前时刻噪音检测装置5所检测噪音强度随时间变化的曲线，对被监测通风机是否发出异常响动进行判断。
本实施例中，步骤203中进行安全隐患诊断结果输出时，所述上位监控机1还需调用图形绘制模块，且根据此时刻以及此时刻之前各分析处理时刻所述风门绞车工况检测装置11、第二水平振动检测装置10-1和第二竖直振动检测装置10-2所检测信息，绘制出风门绞车工况检测装置11所检测的提升速度随时间变化的曲线、第二水平振动检测装置10-1所检测振动速度随时间变化的曲线和第二竖直振动检测装置10-2所检测振动速度随时间变化的曲线，并对绘制出的曲线分别进行同步显示。
本实施例中，所述风压检测装置6所检测并输出的风压为风机静压。
本实施例中，所述故障诊断数据库中存储的风机主轴故障的故障产生原因包括以下两种：1)各段传动轴轴线同心度偏差，引起被监测通风机机体振动，可能引起断轴或其他部件损坏；2)使用年久腐蚀或设计强度不够所引起的疲劳断裂。实际使用过程中，当诊断出此时刻被监测通风机存在风机主轴故障，并且通过人工观测当前时刻噪音检测装置5所检测噪音强度随时间变化的曲线判断出当前时刻被监测通风机发出异常响动时，说明此时刻发生风机主轴故障的原因为上述第2)种故障产生原因。
所述故障诊断数据库中存储的风机叶轮故障的故障产生原因包括以下六种：1)叶片上灰尘过多；2)叶片上水凝过多；3)轨道变形，固定器松动；4)由于叶片在工作轮上禁锢不牢产生空气涡流引起振动产生交变力，造成松脱或疲劳断裂；5)叶片顶端与机壳内壁间隙过小或机壳变形，运转时碰撞造成损坏；6)机体内混入杂物将叶片卡断。
所述故障诊断数据库中存储的风机叶轮故障的故障产生原因包括以下四种：1)保持架损坏；2)轴承室缺油；3)润滑脂有杂物；4)轴承滚珠损坏。
本实施例中，步骤202中诊断出此时刻被监测通风机发生电机轴承故障时，所述上位监控机1还需调用所述图形绘制模块，且根据此时刻以及此时刻之前各分析处理时刻所述电机轴承温度检测装置3-4所检测信息，绘制出电机轴承温度检测装置3-4所检测温度随时间变化的曲线(即电机轴承温度变化曲线)，并对绘制出的电机轴承温度变化曲线进行分析：当电机轴承温度突然在一个小时内比正常温度上升十余度，直至温度超过80℃时，说明此时的故障产生原因为保持架损坏；当电机轴承温度出现缓慢升高，一小时升高5℃左右，直至超过80℃时，说明此时的故障产生原因为轴承室缺油；当电机轴承温度突然上升20℃～30℃，之后逐渐降低，两个小时后又上升，然后再下降，直至超过80℃时，说明此时的故障产生原因为润滑脂有杂物；当电机轴承温度超过80℃，并且此时三相电流检测装置3-2所检测的三相电流均突然增大且大于I1时，说明此时的故障产生原因为轴承滚珠损坏。
本实施例中，所述故障诊断数据库中存储的电机堵转故障的故障产生原因包括以下两种：1)负载过重引起电机不能正常运转；2)轴承损坏造成定子和转子卡住，引起电机不能正常运转。
本实施例中，所述故障诊断数据库中存储的电机过载故障的故障产生原因包括以下两种：1)电机电压不稳，过高或过低；2)电机轴承缺油、干磨或转子机械不同心，使电机电流超过额定值。
本实施例中，所述故障诊断数据库中存储的电机接地故障的故障产生原因为电机绕组与机壳绝缘层损坏。所述故障诊断数据库中存储的电机相间短路故障的故障产生原因包括以下三种：1)长时间过载运行，电机发热促使漆包线线绝缘老化龟裂，绝缘性能下降导致击穿，引起短路；2)电机发生长时间堵转，线圈急速升温，漆包线绝缘层高温烧坏，引发短路；3)由于电机受潮造成漆包线绝缘电阻下降，导致相间电压击穿，绝缘层损坏，发生相间短路。所述故障诊断数据库中存储的电机缺相故障的故障产生原因包括以下三种：1)定子绕组的绝缘老化；2)连结头虚接或分断；3)接线柱松脱。
本实施例中，所述故障诊断数据库中存储的电机散热故障的故障产生原因包括以下五种：1)电机内部积灰过多，散热差；2)风罩未装，不能按要求形成风格；3)端盖内挡风板未接，不能按要求形成风格；4)风扇损坏、装错、装反，进风量减少；5)机壳散热片缺损多，散热面积不够。
本实施例中，所述故障诊断数据库中存储的风机工况运行性能不稳定故障的故障产生原因为矿井风阻增加，使工况点接近或处于不稳定区域。所述故障诊断数据库中存储的风机工况运行性能不经济故障的故障产生原因包括以下三种：1)通风系统漏风；2)通风巷道堆积杂物或截面设计不合理等造成通风阻力增大；3)通风机本身效率太低。
实际使用过程中，由于被监测通风机可能还存在联轴器故障和风门绞车故障。其中，风门绞车是用于煤矿扇风机风流换向时启闭风门和闸门。
由于步骤203中进行安全隐患诊断结果输出时，对风门绞车工况检测装置11所检测的提升速度随时间变化的曲线、第二水平振动检测装置10-1所检测振动速度随时间变化的曲线和第二竖直振动检测装置10-2所检测振动速度随时间变化的曲线分别进行同步显示。因而，通过人工观测第二水平振动检测装置10-1所检测振动速度随时间变化的曲线和第二竖直振动检测装置10-2所检测振动速度随时间变化的曲线，对被监测通风机的联轴器振动情况进行了解，同时根据噪音检测装置5所检测噪音强度随时间变化的曲线判断出当前时刻被监测通风机是否发出异常响动，当第二水平振动检测装置10-1和/或第二竖直振动检测装置10-2所检测的振动速度发生较大变化，并且判断出当前时刻被监测通风机发出异常响动时，说明此时刻被监测通风机存在联轴器故障。所述联轴器故障的故障产生原因为各段传动轴的轴线同心度偏差超过极限值，影响齿面正常啮合，造成早期磨损。
并且，通过人工观测风门绞车工况检测装置11所检测的提升速度随时间变化的曲线，同时根据噪音检测装置5所检测噪音强度随时间变化的曲线判断出当前时刻被监测通风机是否发出异常响动，当风门绞车工况检测装置11所检测的提升速度减小，并且判断出当前时刻被监测通风机发出异常响动时，说明此时刻被监测通风机存在风门绞车故障。所述风门绞车故障的故障产生原因主要有以下两种：1)高速轴齿轮损坏；2)钢丝绳老化或磨损严重，钢丝绳不灵活可靠，漏油，钢丝绳有锈蚀、断丝。
并且，所述故障诊断数据库中存储的建议采用的处理措施与各故障产生原因一一对应，建议采用的处理措施为本领域技术人员根据经验常识总结出来的适宜处理对应故障产生原因引起故障的措施。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (10)
1.一种矿用主通风机安全隐患监测预警系统，其特征在于：包括对被监测通风机的工作状况进行实时检测的风机工况检测装置、对所述风机工况检测装置所检测信息进行分析处理的上位监控机(1)和由上位监控机(1)进行控制的预警提示装置(2)，所述风机工况检测装置和预警提示装置(2)均与上位监控机(1)相接，所述被监测通风机为安装于矿井内的矿用主通风机；
所述风机工况检测装置包括对被监测通风机的电机的工作状况进行实时检测的电机工况检测装置(3)、对被监测通风机的风机主轴的工作状况进行实时检测的风机主轴工况检测装置(4)、对被监测通风机的出口风速进行实时检测的风速检测装置(9)以及对被监测通风机的风压和风量分别进行实时检测的风压检测装置(6)和风量检测装置(7)；所述电机工况检测装置(3)包括对所述电机的三相电压分别进行实时检测的三相电压检测装置(3-1)、对所述电机的三相电流分别进行实时检测的三相电流检测装置(3-2)、对所述电机的三相绕组的温度分别进行实时检测的三相绕组温度检测装置(3-3)和对所述电机的电机轴承的温度进行实时检测的电机轴承温度检测装置(3-4)；所述风机主轴呈水平布设，所述风机主轴工况检测装置(4)包括对所述风机主轴水平方向上的振动速度进行实时检测的第一水平振动检测装置(4-1)和对所述风机主轴竖直方向上的振动速度进行实时检测的第一竖直振动检测装置(4-2)；所述三相电压检测装置(3-1)、三相电流检测装置(3-2)、三相绕组温度检测装置(3-3)、电机轴承温度检测装置(3-4)、第一水平振动检测装置(4-1)、第一竖直振动检测装置(4-2)、风速检测装置(9)、风压检测装置(6)和风量检测装置(7)均与上位监控机(1)进行通信。
2.按照权利要求1所述的一种矿用主通风机安全隐患监测预警系统，其特征在于：还包括将所述风机工况检测装置所检测信息同步传送至上位监控机(1)的数据传送设备(8)，所述三相电压检测装置(3-1)、三相电流检测装置(3-2)、三相绕组温度检测装置(3-3)、电机轴承温度检测装置(3-4)、第一水平振动检测装置(4-1)、第一竖直振动检测装置(4-2)、风速检测装置(9)、风压检测装置(6)和风量检测装置(7)均与数据传送设备(8)连接且其均通过数据传送设备(8)与上位监控机(1)进行通信。
3.按照权利要求1或2所述的一种矿用主通风机安全隐患监测预警系统，其特征在于：所述风机工况检测装置还包括对被监测通风机的风门绞车的工作状态进行实时检测的风门绞车工况检测装置(11)和对被监测通风机的联轴器的工作状况进行实时检测的联轴器工况检测装置(10)，所述风门绞车工况检测装置(11)包括对所述风门绞车的提升速度进行实时检测的提升速度检测单元；所述联轴器工况检测装置(10)包括对被监测通风机的联轴器水平方向上的振动速度进行实时检测的第二水平振动检测装置(10-1)和对所述联轴器竖直方向上的振动速度进行实时检测的第二竖直振动检测装置(10-2)，所述风门绞车工况检测装置(11)、第二水平振动检测装置(10-1)和第二竖直振动检测装置(10-2)均与上位监控机(1)进行通信。
4.按照权利要求1或2所述的一种矿用主通风机安全隐患监测预警系统，其特征在于：所述风机工况检测装置还包括对被监测风机所产生噪音强度进行实时检测的噪音检测装置(5)，所述电机工况检测装置(3)还包括对所述电机的机壳温度进行实时检测的机壳温度检测装置(3-5)，所述噪音检测装置(5)和机壳温度检测装置(3-5)均与上位监控机(1)进行通信。
5.一种利用如权利要求1所述系统对被监测通风机的安全隐患进行监测预警的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
步骤一、风机工况实时检测及检测信息同步上传：对被监测通风机的工作状况进行实时检测，并将检测到的风机工况信息同步传送至上位监控机(1)；
步骤二、风机工况信息分析处理：所述上位监控机(1)按照预先设定的分析处理频率，且按照时间先后顺序对各分析处理时刻接收到的风机工况信息进行分析处理，并根据分析处理结果对各时刻被监测通风机进行安全隐患诊断，得出各分析处理时刻被监测通风机的安全隐患诊断结果；
所述安全隐患诊断结果包括被监测通风机是否存在故障以及所存在故障的数量和各故障的类型；所述被监测通风机的故障类型包括风机主轴故障、风机叶轮故障、电机轴承故障、电机堵转故障、电机过载故障、电机绕组故障、风机工况运行性能不稳定故障和风机工况运行性能不经济故障；所述电机绕组故障为电机接地故障、电机相间短路故障或电机缺相故障；所述风机主轴故障和风机叶轮故障均为风机机械故障，所述电机轴承故障、电机堵转故障、电机过载故障和电机绕组故障均为电机故障，所述风机工况运行性能不稳定故障和风机工况运行性能不经济故障均为风机工况不合理故障；
所述上位监控机(1)对任一个分析处理时刻接收到的风机工况信息进行分析处理时，过程如下：
步骤201、风机工况信息同步存储：对此时刻接收到的风机工况信息进行同步存储，所存储的风机工况信息为当前待处理风机工况信息；
步骤202、故障诊断：调用故障诊断模块，对步骤201中所述当前待处理风机工况信息进行分析处理，并根据分析处理结果对此时刻被监测通风机是否存在风机机械故障、电机故障和风机工况不合理故障分别进行诊断；
其中，对此时刻被监测通风机是否存在风机机械故障进行诊断时，根据所述当前待处理风机工况信息中风机主轴工况检测装置(4)和三相电流检测装置(3-2)所检测信息，对此时刻被监测通风机是否存在风机主轴故障和风机叶轮故障分别进行诊断：当风机主轴工况检测装置(4)中第一水平振动检测装置(4-1)和第一竖直振动检测装置(4-2)所检测的振动速度均大于V0时，说明此时刻被监测通风机存在风机主轴故障；当第一水平振动检测装置(4-1)和第一竖直振动检测装置(4-2)所检测的振动速度均大于V0且三相电流检测装置(3-2)所检测的三相电流均大于I1时，说明此时刻被监测通风机存在风机叶轮故障；
其中，V0为预先设定的振动速度判断阈值且V0＝7mm/s～9mm/s；I1为预先设定的电机电流判断阈值且I1为所述电机的额定电流；
对此时刻被监测通风机是否存在电机故障进行诊断时，根据所述当前待处理风机工况信息中电机工况检测装置(3)所检测信息，对此时刻被监测通风机是否存在电机轴承故障、电机堵转故障、电机过载故障和电机绕组故障分别进行诊断:当电机轴承温度检测装置(3-4)所检测温度大于T0时，说明此时刻被监测通风机存在电机轴承故障；当三相绕组温度检测装置(3-3)所检测三相绕组的温度均大于T1且三相电流检测装置(3-2)所检测的三相电流均大于I2时，说明此时刻被监测通风机存在电机堵转故障；当三相绕组温度检测装置(3-3)所检测三相绕组的温度均大于T1、三相电流检测装置(3-2)所检测的三相电流均大于I3且三相电压检测装置(3-1)所检测的三相电压均在[Umin，Umax]范围之外时，说明此时刻被监测通风机存在电机过载故障；当三相绕组温度检测装置(3-3)所检测三相绕组的温度均大于T1且三相电流检测装置(3-2)所检测的三相电流不一致时，说明此时刻被监测通风机存在电机绕组故障；
其中，T0为预先设定的电机轴承温度判断阈值且T0＝75℃～85℃；T1为预先设定的绕组温度判断阈值且T1＝120℃～130℃，I2为预先设定的电机堵转电流判断阈值且I2＝A1×I1，A1＝5～8；I3为预先设定的电机过载电流判断阈值且I3＝A2×I1，A2＝1.2～5且A2＜A1；Umin＝0.95×U0，Umax＝1.05×U0，U0为所述电机的额定电压；
对此时刻被监测通风机是否存在风机工况不合理故障进行诊断时，根根据所述当前待处理风机工况信息中风压检测装置(6)、风量检测装置(7)和风速检测装置(9)所检测信息，对此时刻被监测通风机是否存在风机工况运行性能不稳定故障和风机工况运行性能不经济故障分别进行诊断：当风压检测装置(6)所检测的风压大于F0时，说明此时刻电机存在风机工况运行性能不稳定故障；当风量检测装置(7)所检测的风量大于Q0时，说明此时刻电机存在风机工况运行性能不经济故障；
其中，F0为预先设定的风压判断阈值且F0＝A3×V1 2，F0的单位为Pa，A3＝0.005～0.006；Q0为预先设定的风量判断阈值且Q0＝A4×V1，Q0的单位为m3/s，A4＝0.15～0.16；V1为所述当前待处理风机工况信息中风速检测装置(9)所检测风速的数值，且风速检测装置(9)所检测风速的单位为r/min；
步骤203、安全隐患诊断结果输出：调用安全隐患诊断结果输出模块，且根据步骤202中对此时刻被监测通风机是否存在风机机械故障、电机故障和风机工况不合理故障分别进行诊断的诊断结果，输出此时刻被监测通风机的安全隐患诊断结果，并对所输出的此时刻被监测通风机的安全隐患诊断结果进行同步显示；
步骤204、预警判断：调用预警判断模块，且根据步骤203中输出的此时刻被监测通风机的安全隐患诊断结果，判断此时刻是否需进行预警：当此时刻被监测通风机存在至少一种故障时，说明此时被监测通风机存在安全隐患，控制预警提示装置(2)进行报警提示；否则，说明此时被监测通风机不存在安全隐患；
步骤205、返回步骤201，对下一个分析处理时刻接收到的风机工况信息进行分析处理。
6.按照权利要求5所述的方法，其特征在于：步骤203中进行安全隐患诊断结果输出时，所述上位监控机(1)还需根据预先建立的故障诊断数据库，对此时刻被监测通风机存在的所有故障类型的故障产生原因和建议采用的处理措施进行同步显示；
所述故障诊断数据库内存储有被监测通风机的多种故障类型的故障诊断信息，每种故障类型的诊断信息均包括该种故障类型的名称、故障产生原因和建议采用的处理措施。
7.按照权利要求5或6所述的方法，其特征在于：步骤一中所述电机工况检测装置(3)还包括对所述电机的机壳温度进行实时检测的机壳温度检测装置(3-5)，所述机壳温度检测装置(3-5)与上位监控机(1)进行通信；
步骤二中所述被监测通风机的故障类型还包括电机散热故障；所述电机散热故障为电机故障；
步骤202中进行电机故障诊断时，还需对此时刻被监测通风机是否存在电机散热故障进行诊断：当机壳温度检测装置(3-5)所检测温度随时间连续上升时，说明此时刻被监测通风机存在电机散热故障。
8.按照权利要求5或6所述的方法，其特征在于：步骤202中所述电机接地故障为单相接地故障或双相接地故障；步骤202中诊断得出此时刻电机存在电机绕组故障时，所述上位监控机(1)还需调用电机绕组故障诊断模块，且根据所述当前待处理风机工况信息中三相电流检测装置(3-2)所检测信息，对此时刻被监测通风机存在的电机绕组故障为单相接地故障、双相接地故障、电机相间短路故障或电机缺相故障进行诊断：当所述电机的一相电流大于另一相电流且另一相电流与第三相电流相同时，说明此时刻被监测通风机存在的电机绕组故障为单相接地故障；当所述电机的两相电流均大于第三相电流时，说明此时刻被监测通风机存在的电机绕组故障为双相接地故障；当所述电机的一相电流大于另一相电流且该相电流与第三相电流的相位相反、电流大小相同时，说明此时刻被监测通风机存在的电机绕组故障为电机相间短路故障；当所述电机的一相电流为零、另一相电流大于I0且另一相电流与第三相电流的相位相反、电流大小相同时，说明此时刻被监测通风机存在的电机绕组故障为电机缺相故障；
其中，I0为预先输入的电机处于正常工作状态时的三相电流。
9.按照权利要求5或6所述的方法，其特征在于：步骤一中所述电机工况检测装置(3)还包括对被监测风机所产生噪音强度进行实时检测的噪音检测装置(5)，所述噪音检测装置(5)与上位监控机(1)进行通信；步骤203中进行安全隐患诊断结果输出时，所述上位监控机(1)还需调用图形绘制模块，且根据此时刻以及此时刻之前各分析处理时刻所述噪音检测装置(5)所检测信息，绘制出噪音检测装置(5)所检测噪音强度随时间变化的曲线，并对绘制出的曲线进行同步显示。
10.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于：步骤一中所述电机工况检测装置(3)还包括对被监测通风机的风门绞车的工作状态进行实时检测的风门绞车工况检测装置(11)和对被监测通风机的联轴器的工作状况进行实时检测的联轴器工况检测装置(10)，所述风门绞车工况检测装置(11)包括对所述风门绞车的提升速度进行实时检测的提升速度检测单元，所述联轴器工况检测装置(10)包括对被监测通风机的联轴器水平方向上的振动速度进行实时检测的第二水平振动检测装置(10-1)和对所述联轴器竖直方向上的振动速度进行实时检测的第二竖直振动检测装置(10-2)，所述风门绞车工况检测装置(11)、第二水平振动检测装置(10-1)和第二竖直振动检测装置(10-2)均与上位监控机(1)进行通信；
步骤203中进行安全隐患诊断结果输出时，所述上位监控机(1)还需调用图形绘制模块，且根据此时刻以及此时刻之前各分析处理时刻所述风门绞车工况检测装置(11)、第二水平振动检测装置(10-1)和第二竖直振动检测装置(10-2)所检测信息，绘制出风门绞车工况检测装置(11)所检测的提升速度随时间变化的曲线、第二水平振动检测装置(10-1)所检测振动速度随时间变化的曲线和第二竖直振动检测装置(10-2)所检测振动速度随时间变化的曲线，并对绘制出的曲线分别进行同步显示。
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Effective date of registration: 20221018 Address after: 710000 Room 10521, Unit 1, Building 1, Ruishi Building, No. 58, Keji 1st Road, Hi tech Zone, Xi'an, Shaanxi Patentee after: Xi'an energy control Anyuan Information Technology Co.,Ltd. Address before: 710054 No. 58, middle section, Yanta Road, Shaanxi, Xi'an Patentee before: XI'AN University OF SCIENCE AND TECHNOLOGY |
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| TR01 | Transfer of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A monitoring and early warning system and method for safety hazards of mining main ventilation fans Granted publication date: 20180223 Pledgee: Xi'an innovation financing Company limited by guarantee Pledgor: Xi'an energy control Anyuan Information Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2024980009395 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |