CN116281484A - 提升系统设备基础状态在线监测与预警系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种提升系统设备基础状态在线监测与预警系统。该系统基于多维度的传感器和巡检设备构建了信息采集模块,并以标准数据为依据进行比对和运算,进而形成控制指令实现监测和预警功能。具体来看,本发明采用信息采集模块分别获取功耗、提升速度、负载重量、振动传感器响应率、视频各帧间位移变量、音频波形状态等数据,上传至服务器模块;服务器模块基于预设的标准数据进行统计分析,并将原始数据和分析结论上传至云端;在此基础上,利用传输单元将控制指令分别下发至控制器和报警器,进而做出响应。本发明能够及时感知提升机的异常状态,并分层次的做出报警或应急处置动作,其数据多样、分析依据可靠,充分提升了提升机的安全性。

Description

提升系统设备基础状态在线监测与预警系统
技术领域
本发明涉及矿山机械技术领域,具体涉及一种提升系统设备基础状态在线监测与预警系统。
背景技术
矿井提升机肩负升降人员、提升煤炭和矸石、下放物料和设备的重要任务,其是否能安全、正常的运行,关系着整个煤矿的产量与收益,更直接影响着矿井生产工作人员的人生安全。因此,保证矿井提升机的安全、高效的运行,才能确保矿工的生命安全和煤矿的安全生产。
常见的提升机状态故障监测系统一般通过设置振动、压力、温度等传感器来完成提升机系统的运行状态参数感知,但都忽视了提升机运行过程中设备各部位所产生声信号的检测,导致提升机故障预测分析结果不准确。因此,构建基于声信号的系统故障诊断系统,对声信号进行滤波、特征提取,并将获得的特征向量与已有的信号特征进行比对,从而判断出获取信号的信息类别,进一步提高故障预测的准确率。基于声信号的系统故障诊断的优点在于,获取声信号时无需使设备停机,采用非接触式传感器采集声信号时还可屏蔽现场大量的电磁干扰,为信号的后期处理提供了方便。
智慧矿山建设的主要内容和目标包括大型固定设备全自动运行,现场无人值守、少人巡视,集控中心远程集中监控等。实现这些目标,就需要对煤矿大型固定设备进行健康诊断与预知维修。因此,有必要为矿井提升机等矿山大型固定设备配置在线监测与预警系统,旨在为设备的全自动安全运行提供保障,为智慧矿山建设奠定坚实的基础。
发明内容
本发明旨在针对现有技术的技术缺陷,提供一种提升系统设备基础状态在线监测与预警系统,以解决目前,矿井提升机的运行状态无法得到持续监测和自动预警的技术问题。
为实现以上技术目的,本发明采用以下技术方案:
提升系统设备基础状态在线监测与预警系统,包括信息采集模块,服务器模块,应急响应模块,云端平台;所述信息采集模块包括现场固定式传感器和巡检设备,所述现场固定式传感器采集设备的运行状态数据,巡检设备采集设备的视频及音频数据,现场固定式传感器和巡检设备分别与服务器模块建立通讯并上传所述运行状态数据和所述视频及音频数据,服务器模块对接收的数据进行记录与统计,并将原始数据及统计结果上传至云端平台;所述统计的内容包括设备单次运行过程中的功耗,单位时间内的提升速度,单次运行过程中的负载重量,振动传感器在单次运行过程中的响应率,单次运行过程中视频各帧间的位移变量,单次运行过程中音频波形状态;所述服务器模块预设有所述统计的内容的标准数据,服务器模块将所述统计的内容与所述标准数据进行比对和运算,形成控制指令;应急响应模块包括安装于设备现场的控制器和内置于服务器模块的传输单元以及报警器,所述传输单元将来自应急响应模块的所述控制指令分别下发至所述控制器和所述报警器,所述控制器和所述报警器分别执行该指令。
作为优选,所述现场固定式传感器包括速度传感器,振动传感器,功率变送器,计时器,计重器。
作为优选,所述巡检设备包括轨道和轨道车,在所述轨道车上安装有视频采集器和音频采集器,所述轨道车沿提升系统设备的运动方向往复运动。
作为优选,还包括客户端,所述客户端与服务器模块无线通信,所述客户端设有针对原始数据的显示单元、统计结果的显示单元、控制指令的显示单元、控制指令的强制改写单元。
作为优选,所述云端平台设有数据中心,数据中心以按设备标记数据来源,并赋予其唯一的设备编号,分别予以存储和调用。
作为优选,服务器模块中内置有故障分析单元,所述故障分析单元预设有各故障类型下所述统计的内容的特征信息,服务器模块在执行所述比对和运算时调取所述特征信息。
作为优选,所述现场固定式传感器还包括温度传感器和烟气传感器,温度传感器和烟气传感器分别通过继电器与所述报警器直连。
作为优选,服务器模块建立提升系统地面设备三维模型并进行诊断分析建立提升系统地面设备三维模型,并配置光纤振动传感器、应变传感器、位移传感器,通过工控机、数据光纤解调仪采集设备状态信号,形成数据流传送至本地存储服务器进行计算分析,实时显示数据流的常用状态特征参数。
作为优选,所述比对和运算包括,从数据中提取状态特征,利用互相关分析、机组历史数据,建立故障树模型与基于实时监测数据的计算模型,比对计算与分析。
作为优选,所述巡检设备安装有拾音阵列,采集提升机运行噪音,并将其转换为数字信号序列,基于嵌入式神经网络处理器进行数据分析及故障诊断。
本发明公开了一种提升系统设备基础状态在线监测与预警系统。该系统基于多维度的传感器和巡检设备构建了信息采集模块,并以标准数据为依据进行比对和运算,进而形成控制指令实现监测和预警功能。具体来看,本发明采用信息采集模块分别获取功耗、提升速度、负载重量、振动传感器响应率、视频各帧间位移变量、音频波形状态等数据,上传至服务器模块;服务器模块基于预设的标准数据进行统计分析,并将原始数据和分析结论上传至云端;在此基础上,利用传输单元将控制指令分别下发至控制器和报警器,进而做出响应。本发明能够及时感知提升机的异常状态,并分层次的做出报警或应急处置动作,其数据多样、分析依据可靠,充分提升了提升机的安全性。
附图说明
图1是本发明系统的示意图。
具体实施方式
以下将对本发明的具体实施方式进行详细描述。为了避免过多不必要的细节,在以下实施例中对属于公知的结构或功能将不进行详细描述。以下实施例中所使用的近似性语言可用于定量表述,表明在不改变基本功能的情况下可允许数量有一定的变动。除有定义外,以下实施例中所用的技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员普遍理解的相同含义。
实施例1
提升系统设备基础状态在线监测与预警系统,如图1所示,包括信息采集模块,服务器模块,应急响应模块,云端平台;所述信息采集模块包括现场固定式传感器和巡检设备,所述现场固定式传感器采集设备的运行状态数据,巡检设备采集设备的视频及音频数据,现场固定式传感器和巡检设备分别与服务器模块建立通讯并上传所述运行状态数据和所述视频及音频数据,服务器模块对接收的数据进行记录与统计,并将原始数据及统计结果上传至云端平台;所述统计的内容包括设备单次运行过程中的功耗,单位时间内的提升速度,单次运行过程中的负载重量,振动传感器在单次运行过程中的响应率,单次运行过程中视频各帧间的位移变量,单次运行过程中音频波形状态;所述服务器模块预设有所述统计的内容的标准数据,服务器模块将所述统计的内容与所述标准数据进行比对和运算,形成控制指令;应急响应模块包括安装于设备现场的控制器和内置于服务器模块的传输单元以及报警器,所述传输单元将来自应急响应模块的所述控制指令分别下发至所述控制器和所述报警器,所述控制器和所述报警器分别执行该指令。
实施例2
提升系统设备基础状态在线监测与预警系统,如图1所示,包括信息采集模块,服务器模块,应急响应模块,云端平台;所述信息采集模块包括现场固定式传感器和巡检设备,所述现场固定式传感器采集设备的运行状态数据,巡检设备采集设备的视频及音频数据,现场固定式传感器和巡检设备分别与服务器模块建立通讯并上传所述运行状态数据和所述视频及音频数据,服务器模块对接收的数据进行记录与统计,并将原始数据及统计结果上传至云端平台;所述统计的内容包括设备单次运行过程中的功耗,单位时间内的提升速度,单次运行过程中的负载重量,振动传感器在单次运行过程中的响应率,单次运行过程中视频各帧间的位移变量,单次运行过程中音频波形状态;所述服务器模块预设有所述统计的内容的标准数据,服务器模块将所述统计的内容与所述标准数据进行比对和运算,形成控制指令;应急响应模块包括安装于设备现场的控制器和内置于服务器模块的传输单元以及报警器,所述传输单元将来自应急响应模块的所述控制指令分别下发至所述控制器和所述报警器,所述控制器和所述报警器分别执行该指令。其中,所述现场固定式传感器包括速度传感器,振动传感器,功率变送器,计时器,计重器。所述巡检设备包括轨道和轨道车,在所述轨道车上安装有视频采集器和音频采还包括客户端,所述客户端与服务器模块无线通信,所述客户端设有针对原始数据的显示单元、统计结果的显示单元、控制指令的显示单元、控制指令的强制改写单元。所述云端平台设有数据中心,数据中心以按设备标记数据来源,并赋予其唯一的设备编号,分别予以存储和调用。服务器模块中内置有故障分析单元,所述故障分析单元预设有各故障类型下所述统计的内容的特征信息,服务器模块在执行所述比对和运算时调取所述特征信息。所述现场固定式传感器还包括温度传感器和烟气传感器,温度传感器和烟气传感器分别通过继电器与所述报警器直连。服务器模块建立提升系统地面设备三维模型并进行诊断分析建立提升系统地面设备三维模型,并配置光纤振动传感器、应变传感器、位移传感器,通过工控机、数据光纤解调仪采集设备状态信号,形成数据流传送至本地存储服务器进行计算分析,实时显示数据流的常用状态特征参数。所述比对和运算包括,从数据中提取状态特征,利用互相关分析、机组历史数据,建立故障树模型与基于实时监测数据的计算模型,比对计算与分析。所述巡检设备安装有拾音阵列,采集提升机运行噪音,并将其转换为数字信号序列,基于嵌入式神经网络处理器进行数据分析及故障诊断。
以上对本发明的实施例进行了详细说明,但所述内容仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明。凡在本发明的申请范围内所做的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.提升系统设备基础状态在线监测与预警系统,其特征在于,包括信息采集模块,服务器模块,应急响应模块,云端平台;所述信息采集模块包括现场固定式传感器和巡检设备,所述现场固定式传感器采集设备的运行状态数据,巡检设备采集设备的视频及音频数据,现场固定式传感器和巡检设备分别与服务器模块建立通讯并上传所述运行状态数据和所述视频及音频数据,服务器模块对接收的数据进行记录与统计,并将原始数据及统计结果上传至云端平台;所述统计的内容包括设备单次运行过程中的功耗,单位时间内的提升速度,单次运行过程中的负载重量,振动传感器在单次运行过程中的响应率,单次运行过程中视频各帧间的位移变量,单次运行过程中音频波形状态;所述服务器模块预设有所述统计的内容的标准数据,服务器模块将所述统计的内容与所述标准数据进行比对和运算,形成控制指令;应急响应模块包括安装于设备现场的控制器和内置于服务器模块的传输单元以及报警器,所述传输单元将来自应急响应模块的所述控制指令分别下发至所述控制器和所述报警器,所述控制器和所述报警器分别执行该指令。
2.根据权利要求1所述的提升系统设备基础状态在线监测与预警系统,其特征在于,所述现场固定式传感器包括速度传感器,振动传感器,功率变送器,计时器,计重器。
3.根据权利要求1所述的提升系统设备基础状态在线监测与预警系统,其特征在于,所述巡检设备包括轨道和轨道车,在所述轨道车上安装有视频采集器和音频采集器,所述轨道车沿提升系统设备的运动方向往复运动。
4.根据权利要求1所述的提升系统设备基础状态在线监测与预警系统,其特征在于,还包括客户端,所述客户端与服务器模块无线通信,所述客户端设有针对原始数据的显示单元、统计结果的显示单元、控制指令的显示单元、控制指令的强制改写单元。
5.根据权利要求1所述的提升系统设备基础状态在线监测与预警系统,其特征在于,所述云端平台设有数据中心,数据中心以按设备标记数据来源,并赋予其唯一的设备编号,分别予以存储和调用。
6.根据权利要求1所述的提升系统设备基础状态在线监测与预警系统,其特征在于,服务器模块中内置有故障分析单元,所述故障分析单元预设有各故障类型下所述统计的内容的特征信息,服务器模块在执行所述比对和运算时调取所述特征信息。
7.根据权利要求1所述的提升系统设备基础状态在线监测与预警系统,其特征在于,所述现场固定式传感器还包括温度传感器和烟气传感器,温度传感器和烟气传感器分别通过继电器与所述报警器直连。
8.根据权利要求1所述的提升系统设备基础状态在线监测与预警系统,其特征在于,服务器模块建立提升系统地面设备三维模型并进行诊断分析建立提升系统地面设备三维模型,并配置光纤振动传感器、应变传感器、位移传感器,通过工控机、数据光纤解调仪采集设备状态信号,形成数据流传送至本地存储服务器进行计算分析,实时显示数据流的常用状态特征参数。
9.根据权利要求1所述的提升系统设备基础状态在线监测与预警系统,其特征在于,所述比对和运算包括,从数据中提取状态特征,利用互相关分析、机组历史数据,建立故障树模型与基于实时监测数据的计算模型,比对计算与分析。
10.根据权利要求1所述的提升系统设备基础状态在线监测与预警系统,其特征在于,所述巡检设备安装有拾音阵列,采集提升机运行噪音,并将其转换为数字信号序列,基于嵌入式神经网络处理器进行数据分析及故障诊断。
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