CN208140179U - 矿山机电设备集群智能故障诊断预警系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种矿山机电设备集群智能故障诊断预警系统，包括第一检测单元、第二检测单元、第三检测单元、第一数据采集与传送模块、第二数据采集与传送模块、第三数据采集与传送模块、环网交换机和数据存储及分析运算服务器；第一检测单元中的多个振动传感器分别设置在提升机的电机、减速器和主轴装置上；第二检测单元中的多个振动传感器分别设置在通风机的电机和主轴装置上；第三检测单元中的多个振动传感器分别设置在电机、减速器和滚筒装置上；数据存储及分析运算服务器包括数据分析处理及故障识别模块、数据存储模块和报警信息无线推送模块；本系统能够对矿山机电设备集群中提升机、通风机和胶带输送机的传动部件进行监测预警。

Description

矿山机电设备集群智能故障诊断预警系统

技术领域

本实用新型涉及煤矿机电设备维护管理技术领域，尤其涉及一种矿山机电设备集群智能故障诊断预警系统。

背景技术

矿山机电设备集群中，矿井提升机、通风机、胶带输送机等设备是煤矿安全生产的关键设备，其中，矿井提升机的传动部件由电机、联轴器、减速器、主轴装置、稀油润滑站等部分组成，通风机的传动部件由电机、联轴器、主轴、叶轮、导叶等部分组成，胶带输送机的传动部件由电机、联轴器、减速器、滚筒装置等部分组成；当矿井提升机、通风机和胶带输送机的传动部件中发生转子和联轴器不对中、连接松动、装配不当、齿轮或轴承失效损坏以及润滑油过热、油压异常、油质不洁等故障时，如果不能及时发现并进行排除，将对矿山机电设备集群的安全运行造成严重威胁。

因此，如何设计一种针对矿山机电设备集群的智能故障诊断预警系统，实现矿井提升机、通风机和胶带输送机的传动部件的监测预警，提醒管理人员及时排除故障，是本领域的技术人员急需解决的一个技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种矿山机电设备集群智能故障诊断预警系统，能够对矿山机电设备集群中提升机、通风机和胶带输送机的传动部件中因转子和联轴器不对中、连接松动、装配不当、齿轮或轴承失效损坏引起的电机转子、减速器的输入轴和输出轴以及主轴装置和滚筒装置的主轴振动异常进行监测预警，并能够将故障诊断结果及预警信息自动推送到管理人员的手机上，提醒管理人员及时排除故障。

本实用新型采用的技术方案为：一种矿山机电设备集群智能故障诊断预警系统，所述矿山机电设备集群包括提升机、通风机和胶带输送机，所述提升机的传动部件包括电机、联轴器、减速器、主轴装置和稀油润滑站，通风机的传动部件包括电机、联轴器、主轴装置、叶轮和导叶，胶带输送机的传动部件包括电机、联轴器、减速器和滚筒装置，包括第一检测单元、第二检测单元、第三检测单元、第一数据采集与传送模块、第二数据采集与传送模块、第三数据采集与传送模块、环网交换机和数据存储及分析运算服务器；所述第一检测单元、第二检测单元和第三检测单元的信号输出端分别与第一数据采集与传送模块、第二数据采集与传送模块和第三数据采集与传送模块的信号输入端相连接；第一数据采集与传送模块、第二数据采集与传送模块和第三数据采集与传送模块的信号输出端分别与环网交换机的第一通讯端口、第二通讯端口和第三通讯端口相连接；所述环网交换机的第四通讯端口与数据存储及分析运算服务器的通讯端口相连接；所述第一检测单元、第二检测单元和第三检测单元均包括多个振动传感器，所述第一检测单元中的多个振动传感器分别设置在提升机的电机、减速器和主轴装置上，用于检测电机转子、减速器的输入轴和输出轴以及主轴装置的主轴的振动信号；所述第二检测单元中的多个振动传感器分别设置在通风机的电机和主轴装置上，用于检测电机转子以及主轴装置的主轴的振动信号；所述第三检测单元中的多个振动传感器分别设置在胶带输送机的电机、减速器和滚筒装置上，用于检测电机转子、减速器的输入轴和输出轴以及滚筒装置的主轴的振动信号；所述数据存储及分析运算服务器包括数据分析处理及故障识别模块、数据存储模块和报警信息无线推送模块，数据存储模块和报警信息无线推送模块分别与数据分析处理及故障识别模块连接。

进一步地所述第一检测单元还包括温度传感器、压力传感器、液位传感器和油质传感器，所述温度传感器、压力传感器、液位传感器和油质传感器均设置在提升机的稀油润滑站中，用于测量润滑油的温度、油压、油量和润滑油污染程度信息。

进一步地还包括云平台、移动终端和PC机，所述数据存储及分析运算服务器、移动终端和PC机均与云平台通讯连接。

进一步地还包括显示模块，所述显示模块与数据存储及分析运算服务器连接。

本实用新型通过在提升机的电机、减速器和主轴装置上，通风机的电机和主轴装置上，以及胶带输送机的电机、减速器和滚筒装置上设置振动传感器，来检测电子的转子、减速器的输入轴和输出轴、主轴装置和滚筒装置的主轴的振动信号；通过设置数据存储及分析运算服务器对各个传感器的感应信息进行分析处理，若提升机、通风机和胶带输送机中的电机转子、减速器的输入轴和输出轴以及主轴装置和滚筒装置的主轴振动异常，通过报警信息无线推送模块将智能故障诊断结果及预警信息自动推送到管理人员手机上，提示管理人员及时排除故障。

进一步地在通过在提升机的稀油润滑站中设置温度传感器、压力传感器、液位传感器和油质传感器，用于测量稀油润滑站中润滑油的温度、油压、油量和润滑油污染程度信息；能够有效监测稀油润滑站中是否存在润滑油过热、油压异常、油量过低和/或油质不洁故障。

进一步地通过设计数据存储及分析运算服务器、移动终端和PC机均与云平台通讯连接，使管理人员可以主动远程监测矿山机电设备集群中提升机、通风机和胶带输送机的传动部件的运行状态。

附图说明

图1为本实用新型的控制原理框图。

具体实施方式

现有的矿山机电设备集群均包括提升机、通风机和胶带输送机，所述提升机的传动部件包括电机、联轴器、减速器、主轴装置和稀油润滑站，通风机的传动部件包括电机、联轴器、主轴装置、叶轮和导叶，胶带输送机的传动部件包括电机、联轴器、减速器和滚筒装置，其中提升机、通风机和胶带输送机中的各个传动部件的连接及传动关系属于现有技术，在此不再进行赘述；本实用新型提供了一种矿山机电设备集群智能故障诊断预警系统，包括第一检测单元、第二检测单元、第三检测单元、第一数据采集与传送模块、第二数据采集与传送模块、第三数据采集与传送模块、环网交换机、数据存储及分析运算服务器、显示模块、云平台、移动终端和PC机。

所述第一检测单元、第二检测单元和第三检测单元均包括多个振动传感器，第一检测单元中的多个振动传感器分别设置在提升机的电机、减速器和主轴装置上，用于检测电机转子、减速器的输入轴和输出轴以及主轴装置的主轴的振动信号；所述第二检测单元中的多个振动传感器分别设置在通风机的电机和主轴装置上，用于检测电机转子以及主轴装置的主轴的振动信号；所述第三检测单元中的多个振动传感器分别设置在胶带输送机的电机、减速器和滚筒装置上，用于检测电机转子、减速器的输入轴和输出轴以及滚筒装置的主轴的振动信号。优选地，当振动传感器设置在提升机、通风机和胶带输送机的电机上时，电机的前端盖上和后端盖上分别设置两只，且电机的前端盖和后端盖上设置两只振动传感器的感应端分别与电机转子的径向方向和轴向方向正对应，用于测量转子在径向和轴向方向的振动信号；当振动传感器设置在提升机和胶带输送机中的减速器上时，减速器的输入端的端盖上和输出端的端盖上分别设置两只，且减速器的输入端的端盖上设置的两只振动传感器的感应端分别与减速器的输入轴的径向方向和轴向方向正对应，用于测量减速器的输入轴在径向和轴向方向的振动信号；减速器的输出端的端盖上设置的两只振动传感器感应端分别与减速器的输出轴的径向方向和轴向方向正对应，用于测量减速器的输出轴在径向和轴向方向的振动信号；当振动传感器设置在提升机和通风机的主轴装置上以及胶带输送机的滚筒装置时，主轴装置和滚筒装置两端的轴承座上分别设置两只，且每端的轴承座上设置的两只振动传感器的感应端分别与主轴装置和滚筒装置的主轴的径向方向和轴向方向正对应，用于测量主轴在径向和轴向方向的振动信号。

所述第一检测单元还包括温度传感器、压力传感器、液位传感器和油质传感器，所述温度传感器、压力传感器、液位传感器和油质传感器均设置在提升机的稀油润滑站中，用于测量润滑油的温度、油压、油量和润滑油污染程度信息，使数据存储及分析运算服务器能够有效监测稀油润滑站中是否存在润滑油过热、油压异常、油量过低和/或油质不洁故障。

所述第一检测单元、第二检测单元和第三检测单元的信号输出端分别与第一数据采集与传送模块、第二数据采集与传送模块和第三数据采集与传送模块的信号输入端相连接，即第一检测单元、第二检测单元和第三检测单元中的各个传感器的信号输出端分别与对应的第一数据采集与传送模块、第二数据采集与传送模块和第三数据采集与传送模块的信号输入端相连接；第一数据采集与传送模块、第二数据采集与传送模块和第三数据采集与传送模块的信号输出端分别与环网交换机的第一通讯端口、第二通讯端口和第三通讯端口相连接，用于将采集到各个传感器的信号进行放大、转换并输送到环网交换机上进行传输；所述环网交换机的第四通讯端口与数据存储及分析运算服务器的通讯端口相连接。

所述数据存储及分析运算服务器包括数据分析处理及故障识别模块、数据存储模块和报警信息无线推送模块；数据存储模块和报警信息无线推送模块分别与数据分析处理及故障识别模块连接；本实施例所述的数据分析处理及故障识别模块为中央处理器，用于对第一数据采集与传送模块、第二数据采集与传送模块和第三数据采集与传送模块传送的各个传感器的信息进行处理；报警信息无线推送模块为用于与管理员的手机无线通讯连接，若提升机、通风机和胶带输送机中传动部件出现异常时，数据存储及分析运算服务器上运行的软件将数据分析处理及故障识别结果通过短信方式远程推送到管理人员的手机上，方便管理人员远程查看；数据存储模块中安装有数据库，用于对各个传感器传输的信息及数据分析处理及故障识别模块的数据分析处理结果进行存储。

所述显示模块与数据存储及分析运算服务器连接，用于就地显示数据分析处理及故障识别模块发送的数据分析处理及故障识别结果，方便管理人员进行查看；所述云平台与数据存储及分析运算服务器通讯连接，云平台上也安装有数据库，用于对数据存储模块中的数据进行云存储；移动终端和PC机均与云平台通讯连接，移动终端和PC机上通过安装数据分析及故障处理软件，然后调取云平台上的数据，使管理人员可以主动监测矿山机电设备集群中提升机、通风机和胶带输送机的传动部件的运行状态。

综上所述，本系统能够对矿山机电设备集群中提升机、通风机和胶带输送机的传动部件发生的转子和联轴器不对中、连接松动、装配不当、齿轮或轴承失效损坏等故障进行智能识别，以及对润滑油过热、油压异常、油量过低和油质不洁等故障进行智能识别，并能够实时将设备故障的预警信息通过短信自动远程推送到管理人员的手机上，提示管理人员及时排除设备故障；另外管理人员还能够通过PC机和移动终端主动监测矿山机电设备集群中提升机、通风机和胶带输送机的传动部件的运行状态，实现矿山机电设备集群中的提升机、通风机和胶带输送机的传动部件的故障的预知维修，避免矿山机电设备集群中的提升机、通风机和胶带输送机的传动部件发生严重的机电事故。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的范围。

Claims (4)

1.一种矿山机电设备集群智能故障诊断预警系统，所述矿山机电设备集群包括提升机、通风机和胶带输送机，所述提升机的传动部件包括电机、联轴器、减速器、主轴装置和稀油润滑站，通风机的传动部件包括电机、联轴器、主轴装置、叶轮和导叶，胶带输送机的传动部件包括电机、联轴器、减速器和滚筒装置，其特征在于：包括第一检测单元、第二检测单元、第三检测单元、第一数据采集与传送模块、第二数据采集与传送模块、第三数据采集与传送模块、环网交换机和数据存储及分析运算服务器；所述第一检测单元、第二检测单元和第三检测单元的信号输出端分别与第一数据采集与传送模块、第二数据采集与传送模块和第三数据采集与传送模块的信号输入端相连接；第一数据采集与传送模块、第二数据采集与传送模块和第三数据采集与传送模块的信号输出端分别与环网交换机的第一通讯端口、第二通讯端口和第三通讯端口相连接；所述环网交换机的第四通讯端口与数据存储及分析运算服务器的通讯端口相连接；所述第一检测单元、第二检测单元和第三检测单元均包括多个振动传感器，所述第一检测单元中的多个振动传感器分别设置在提升机的电机、减速器和主轴装置上，用于检测电机转子、减速器的输入轴和输出轴以及主轴装置的主轴的振动信号；所述第二检测单元中的多个振动传感器分别设置在通风机的电机和主轴装置上，用于检测电机转子以及主轴装置的主轴的振动信号；所述第三检测单元中的多个振动传感器分别设置在胶带输送机的电机、减速器和滚筒装置上，用于检测电机转子、减速器的输入轴和输出轴以及滚筒装置的主轴的振动信号；所述数据存储及分析运算服务器包括数据分析处理及故障识别模块、数据存储模块和报警信息无线推送模块，数据存储模块和报警信息无线推送模块分别与数据分析处理及故障识别模块连接。

2.如权利要求1所述的矿山机电设备集群智能故障诊断预警系统，其特征在于：所述第一检测单元还包括温度传感器、压力传感器、液位传感器和油质传感器，所述温度传感器、压力传感器、液位传感器和油质传感器均设置在提升机的稀油润滑站中，用于测量润滑油的温度、油压、油量和润滑油污染程度信息。

3.如权利要求2所述的矿山机电设备集群智能故障诊断预警系统，其特征在于：还包括云平台、移动终端和PC机，所述数据存储及分析运算服务器、移动终端和PC机均与云平台通讯连接。

4.如权利要求3所述的矿山机电设备集群智能故障诊断预警系统，其特征在于：还包括显示模块，所述显示模块与数据存储及分析运算服务器连接。