矿井提升机故障诊断及其系统安全性分析

摘 要:矿井提升机历来有“矿井咽喉”之称,主要担负着提升矿石、下放材料、升降人员和设备等任务,在矿井工作中起着至关重要的作用,因此做好对矿井提升机故障的诊断和安全保障措施尤为重要。

关键词:矿井提升机 故障诊断 系统安全性

中图分类号:TU723.3文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)08(a)-0116-01

矿井提升机运行状态如何直接关系到整个矿井的安全生产。在矿井生产过程中占据了一个相当重要的位置,目前我国在煤炭行业由于种种原因,设备监测与故障诊断技术的应用程序不够成熟和广泛,而针对矿井提升机故障诊断技术研究与应用方面的文献报道却少之又少,因此开展矿井提升机故障诊断研究具有重要的现实意义。

1 矿井提升机故障诊断的重要意义

矿井提升机是煤矿行业中重要设备,运用非常广泛。在经济发展和生产技术上起着重要作用。矿井提升机的功能实现主要取决于传动系统,液压制动系统,监控系统,电气控制系统和加载系统和其他子系统。因此,整个提升系统安全评估是非常重要的。对应用故障监测与诊断技术,不仅可以节省大量的设备维修费用,同时也因为减少了很多不必要的修复时间,从而更大增加设备的正常运行时间,提高生产率,产生更大的经济效益。

2 矿井提升机故障诊断系统与故障诊断

2.1 矿井提升机的故障诊断系统

矿井提升系统的主要装置包括液压站,减速器和制动器。提升设备的控制系统故障诊断的各种传感器,数据采集系统,主机和相应的应用软件系统。开采的主要设备采用复杂的控制系统,由提升控制系统,装载和卸载站,液压站,电力供应和分配系统共同实现电梯的控制,完成生产任务。一般来说,为了获得工作状态信息相关的位置信息,在许多地方,起重机安装的传感器,利用传感器得到提升速度,扭矩,和各种运行状态信息深度指示。用于可编程逻辑器件控制器内的数据,如状态信号,控制中间信号,控制器的输入/输出信号,信息数据通过通讯接口控制卡,是由主机电脑阅读。矿井提升机的故障诊断系统是一种实时状态监测与诊断系统,它可以不断提高诊断系统的各种信息,以实现所需的故障诊断能力。起重设备故障诊断系统的主要部件故障诊断的实现算法和交互界面。在这里,为故障诊断算法的研究与实现的重要部分,因为诊断算法的好坏,决定了提升机故障诊断系统的好坏,决定了生产和人民生命财产的安全形势。

2.2 提升机故障诊断

故障诊断与容错控制是一个重要的基础,综合安全控制系统,这也是一个重要的部分。将机械,电压,液压集中到一体的大型机电设备升降机,解决具有高度复杂性设备问题的故障诊断,需要有效地将技术专业和领域经行多方面的结合,并且要特别注意以知识为基础的诊断方式。

现在的人们已经尝试从不同渠道研究提升机故障诊断问题:第一,从主轴和齿轮箱齿轮之间的振动分析故障;第二,判断闸瓦间隙的钢丝绳和衬板之间的磨损变化,来推测使用寿命;第三,根据故障树所显示的矿井提升机的电气控制系统的故障;第四,通过操作参数判断提升机故障。

通过相关操作参数的机场变化,可以体现出提升机的故障,因为提升机复杂的架构和操作,所以用简单的数字系统来表示其故障规律。神经网络在样本的训练和学习模型的复杂系统,具有独特的优势,所以在提升机故障诊断具有较高的研究价值和应用价值。在诊断仿真系统,故障诊断的神经网络模型的故障特征参数和典型的故障类型和建立。起重机工作状态参数很多,但每一个包含不同数量的信息,故障诊断的价值是不一样的。

3 矿井提升机系统安全性分析

矿井提升设备在矿井生产中占有重要位置,操作安全,不仅直接影响到整个矿井生产,而且还涉及人员的安全。因此各国都对矿井提升设备提出了严格的要求。

3.1 影响矿井提升机系统安全性的主要因素

(1)人工操作失误。手动操作在提升系统仍然是一个重要手段。起重机操作过程是一个复杂的过程,手工操作都有严格的操作程序,任何违规操作的误操作,和严重的后果,是影响安全运行的主要因素。由于它与操作者的熟练程度,技术质量,责任,疲劳和环境条件等因素的复杂,要求经营者具有较高的专业素质和熟练的操作技能,和随机性强,很难预防。

(2)电磁环境影响。近10年来,因电磁干扰,提升机控制系统设备屡遭损坏,造成程序紊乱、程序丢失现象时有发生,给矿井生产造成较大的损失,成为了矿井安全生产的瓶颈。电控系统中,由于功率元件以及计算机自身所产生的1MHz～30MHz射频信号不易得到低阻抗接地体(导体的感抗与频率成正比),比如:一根长导线在频率为30MHz时的感抗是工频60Hz时的5×105倍,同时,导线至导线、导线至接地的杂散电感和杂散电容,以及在高频下的谐振效应,很难使任何有一定长度的导线的两端电位相等。

3.2 应对策略

(1)检测与处理。计算机控制系统的广泛应用,并通过它来确定操作是合理和正确的,从而实现识别错误操作创造了条件“计算机辅助操作(CAO)”系统是基于知识的专家系统,运营商的行动为推理机制,根据输入的信号,分析模块提供的当前状态信息知识库搜索匹配,因此知识基础和现状的相关规则动态划分为子集:正确的操作集错误操作。软件的界面接口,设置在经营者之间的系统,它可以防止明显错误的操作,并自动获得正确的操作,不易作出结论的操作提供了一个明确的警告。

(2)增设防静电地板基准网,接地极。增设防静电地板基准网的根本目的是要使整个计算机系统的各种设备的外壳,在频率低至60Hz以下、高至射频范围内都有相同的电位。资料证明:当导线不长于波长的0.05～0.1,导线中的高频脉冲驻波就不会在导体的两端引起显著的电位差。10MHz的波长约为30m、0.05波长为1.5m;30MHz的波长约为9.75m,0.05波长稍小于0.61m。可见,如果用导线接成一个网状,形成大量的低阻抗并联环路,那么,在波长的0.05等于网状方格的边长的频率下,方格任意两点之间的电位差就非常小。接地极采用一个直径为1.22m、截面为1000千圆密尔(507mm2)的裸铜环,与接地基准网格连接后,将裸铜环的另一端与井塔建筑的金属架构连接在一起(其接地电阻值应小于3Ω),组成一个新的接地系统,可有效防止电磁干扰。

参考文献

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