CN110442018A - 矿用设备开停传感器自学习工作方法 - Google Patents

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    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B13/00—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion
    • G05B13/02—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
    • G05B13/0205—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric not using a model or a simulator of the controlled system
    • G05B13/024—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric not using a model or a simulator of the controlled system in which a parameter or coefficient is automatically adjusted to optimise the performance

Abstract

本发明涉及一种矿用设备开停传感器自学习工作方法，具体包括：向设备开停传感器输入当前设备开停状态，并开始自学习；设备开停传感器监测并记录所有监测数据；设备开停传感器自动统计所有监测数据中的最大值UMax和最小值UMin；在统计值基础上通过经验值进行修正，得到机电设备的开、停状态判定最终阈值。本方法中的监测数据可为磁场强度，也可转换为电压、电流信号，该矿用设备开停传感器自学习工作方法，提出了由设备在工作现场进行统计、分析，从而根据实际工作环境计算出科学、合理的阈值，解决了目前矿用设备开停传感器阈值设置复杂、不准确、全凭经验且需下井现场设置等问题，提高机电设备开停状态检测的准确度。

Description

矿用设备开停传感器自学习工作方法
技术领域：
本发明涉及矿山安全技术领域，尤其涉及一种矿用设备开停传感器自学习工作方法。
背景技术：
当前，煤矿在用设备开停传感器基本均采用电磁感应原理，即通过检测机电设备供电电缆或设备周围的磁场强度，与设定的开、停状态阈值相比，从而得出当前机电设备的开停状态。但煤矿井下机电设备类型多，有：采煤机、掘进机、主扇、局扇、水泵、运输机等，即使同一类型设备也因其功率不同造成其周围磁场强度不同。目前在用设备开停传感器均为通用性设备，故在实际使用过程中针对不同的检测对象、检测环境均需手动调整开停传感器的判定阈值或信号放大倍数(电位器)来适应现场的工作环境。调整判定阈值即调高或调低开停传感器的开、停状态的判定门限，调整信号放大倍数即在判定阈值不变的情况下通过调整电位器进而调整信号的放大倍数，两种方法均为手动调节，调整复杂、不智能，且具有偶然性，即当时调整的工作参数与设备状态匹配，但因机电设备的磁场强度与设备的带载功率有关，工作一段时间后可能因工作参数与机电设备现场工作情况不符，造成误判，给煤矿关键设备的监控造成重大失误。
发明内容：
本发明主要提供了一种矿用设备开停传感器自学习工作方法，该方法采用统计学原理，即输入当前机电设备的开停状态，由设备开停传感器自动统计一段时间内的所有监测到的信号值，该信号值可为磁场场强，也可为电压、电流信号，可采用均值法或极值法，通过统计一段时间内所有检测到的信号值，得到该机电设备的开、停状态统计判定阈值，并±经验值后将该值作为设备的最终判定阈值。由于本方法基础数据是由设备开停传感器从工作环境实时监测、统计而来，能够真实反映设备开停传感器工作环境，经实际验证，监测结果与设备工作状态一致，解决了当前设备开停传感器阈值需人工下井现场调整、调整方法复杂、判定结果错误率高等问题。
为实现上述目的，本发明提供的一种矿用设备开停传感器自学习工作方法，包括如下步骤：
1)通过遥控器或通过上位机(如煤矿安全监控系统、皮带监控系统)、手持终端(矿用手机、矿用平板)向设备开停传感器输入当前设备开停状态，并开始自学习；
2)设备开停传感器开始连续监测并记录指定时间段内的所有当前环境的电流信号、电压信号或磁场强度，得到集合U(所有监测数据)；
3)到达统计结束时间后，设备开停传感器自动统计集合U中的最大值UMax和最小值UMin，如当前设备为开状态则采用统计最小值UMin作为工作阈值，如当前设备为停状态则采用统计最大值UMax作为工作阈值；
4)为保证监测准确性，在统计值基础上±经验值进行修正，如开状态其判断阈值为：UMin-ΔMin，停状态其判断阈值为：UMax+ΔMax；
5)自学习结束。
需要说明的是：
以上测试开状态、停状态两种状态应分别学习，一次学习获得一个阈值；
在自学习过程中应保证机电设备保持当前学习的开、停状态，以保证学习正确性；
机电设备开停传感器的配置、启动可通过遥控器现场设置，也可通过系统上位机(如煤矿安全监控系统、皮带运输监控系统等)在地面远程设置，通过系统将配置参数、命令远程发送给设备开停传感器；
设备开停传感器可以直接检测环境磁场强度，也可换算成电压信号或电流信号。
采用上述技术方案后，本发明具有以下积极的效果：本发明的矿用设备开停传感器自学习工作方法解决了目前矿用设备开停传感器阈值设置复杂、不准确、全凭经验且需下井现场设置等问题，提出了由设备在工作现场进行统计、分析，从而根据实际工作环境计算出科学、合理的阈值，进而提高了机电设备开停状态检测的准确度。
附图说明：
图1为本发明的矿用设备开停传感器自学习工作方法的流程图；
图2为本发明的设备开停状态的判断阈值原理图。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易被本领域人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
如图1所示，一种矿用设备开停传感器自学习工作方法，具体包括：
向设备开停传感器输入当前设备开停状态，并开始自学习；
设备开停传感器监测并记录所有监测数据；
设备开停传感器自动统计所有监测数据中的最大值UMax和最小值UMin；
在统计值基础上±经验值进行修正；
自学习结束。
其具体步骤如下(如图2所示)：
(1)在机电设备处于停机状态时(停状态)，通过遥控器或通过上位机(例如煤矿安全监控系统)向设备开停传感器输入当前机电设备停机状态，并启动设备自学习，启动工作时间为t1；
(2)设备开停传感器开始连续监测并记录当前环境的磁场强度，直至结束时间t2，得到监测数据集合U；
(3)到达统计结束时间t2后，设备开停传感器自动统计集合U(所有监测数据)中的最大值UMax；
(4)在统计值基础上利用经验值进行修正，获得停状态最终的判断阈值为：Hoff＝UMax+ΔMax；
(5)在机电设备处于工作状态时(开机状态)，通过遥控器或通过上位机(例如煤矿安全监控系统)向设备开停传感器输入当前机电设备开机状态，并启动设备自学习，启动工作时间为t3；
(6)设备开停传感器开始连续监测并记录当前环境的磁场强度，直至结束时间t4，得到监测数据集合M；
(7)到达统计结束时间t4后，设备开停传感器自动统计集合M(所有监测数据)中的最小值UMin；
(8)在统计值基础上利用经验值进行修正，获得开状态最终的判断阈值为：Hon＝UMin-ΔMin；
(9)自学习结束。
其中，设备开停传感器工作原理具体如下：
设备开停传感器利用电磁感应原理，通过电感线圈检测被测机电设备的磁场强度V(可转换为电压、电流信号)，并与判断阈值(开状态阈值为Hon、停状态阈值为Hoff)进行比较从而判断出当前的机电设备开停状态(工作状态、停机状态)。其判断方法为：
(1)当V≥Hon，检测结果为开状态；
(2)当V≤Hoff，检测结果为停状态；
(3)在设备开停传感器当前状态为开时，如V>Hoff，检测结果继续保持为开状态；
(4)在设备开停传感器当前状态为停时，如V<Hon，检测结果继续保持为停状态。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。本矿用设备开停传感器自学习工作方法适用于矿用设备开停传感器，同样也适用于矿用馈电传感器、矿用断电馈电传感器中的馈电状态监测，这些也属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种矿用设备开停传感器自学习工作方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、通过控制器向设备开停传感器输入当前设备开停状态，并开始自学习；
步骤二、设备开停传感器开始连续监测并记录指定时间段内的所有当前环境的信号值，得到相关监测数据；
步骤三、统计结束后，设备开停传感器自动统计该时间段内所有监测数据中的最大值UMax和最小值UMin；
步骤四、在统计值基础上加减经验值进行修正，开状态其判断阈值为UMin-ΔMin，停状态其判断阈值为UMax+ΔMax；
步骤五、自学习结束。
2.根据权利要求1所述的矿用设备开停传感器自学习工作方法，其特征在于，设备开状态、停状态分别自学习，一次学习获得一个阀值。
3.根据权利要求1所述的矿用设备开停传感器自学习工作方法，其特征在于，步骤二中，所述信号值可为磁场强度，也可转换为电压信号或电流信号。
4.根据权利要求1所述的矿用设备开停传感器自学习工作方法，其特征在于，步骤三中，如当前设备为开状态则采用统计最小值减经验值修正后作为工作阈值，如当前设备为停状态则采用统计最大值加经验值修正后作为工作阈值。
5.根据权利要求1所述的矿用设备开停传感器自学习工作方法，其特征在于，步骤一中，可通过遥控器、上位机、手持终端向设备开停传感器输入当前设备开停状态。
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