一种选矿设备运行状态监控系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种选矿设备运行状态监控系统及方法，该系统包括本地服务器、多个数据采集传感器和视频采集模块；多个数据采集传感器输入端均连接采矿厂监测的各个设备，多个数据采集传感器的输出端连接本地服务器，视频采集模块的输出端连接本地服务器。通过数据采集传感器实时采集监测的设备的运行状态数据和设备指标数据，通过视频采集模块实时采集各个设备的工作视频，通过本地服务器监测各个设备的运行状态数据和设备指标数据、当设备指标数据在超出阈值时进行预警、计算对应设备的设备故障率和设备的OEE分析值、并利用KPCA模型对实时采集的运行状态数据进行在线诊断。本发明专利技术可以实现选矿生产制造执行层对设备运行状态的实时监控。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于设备监控
，具体涉及一种选矿设备运行状态监控系统及方法。
技术介绍
流程工业是我国国民经济的重要支柱产业之一，其发展状况直接影响国家的经济基础。选矿生产过程是典型的流程工业，随着市场竞争的加剧，企业要想在激烈的竞争中胜出，必需提高生产效率节约成本。设备是一个企业的固定资产，也象征着企业的实力，维护设备是一笔巨大的开支，提高设备利用率和降低企业设备的维护成本是降低生产成本的有效途径。设备是企业生产的主要物质基础，保障企业的生产效率、产品质量、生产成本都与设备的技术水平息息相关。随着制造行业的发展和制造执行系统(MES)在制造企业的应用，企业对设备管理提出了更高的要求。因此，保证设备的正常运转，提高设备的运行效率，及时发现设备的运行故障，合理的设备检修计划就显得十分重要。选矿生产过程连续，主体生产设备主要通过皮带或管道连接，生产路径固定。选矿的主体生产设备每台价格昂贵，设备类型固定，其在选矿企业可持续发展战略中起着越来越重要的作用，正确地评估设备运行的综合绩效，对于提高产品质量、降低生产成本、建立企业的竞争优势至关重要。因此，加强对设备运行状态的监控，一方面对提高选矿厂的设备运行效率和减少设备故障时间显得十分重要，另一方面也是保证选矿企业生产安全进行的重要手段。目前选矿行业的应用现状是生产制造执行层中对设备管理侧重于设备基础信息的管理，实现设备基础信息、设备维修记录、设备点检跟踪、设备检修计划、设备运行管理等功能，对设备的运行状况主要实现的是记录和统计功能，不能使用该设备及时地根据设备当前运行状态做出控制动作，即没有对设备运行状态实现监控。设备运行监控主要在选矿过程控制系统(PCS)层实现，侧重于对设备机械故障的在线监测和关键参数变化趋势，发出警报，对设备状况监测的实时数据较少进行综合分析处理，不能实现对设备运行工况的诊断。综上所述可见，目前针对选矿设备运行状态的监控缺乏对设备的异常工矿进行诊断，缺乏对表征设备运行状况的数据进行分析、计算与处理，这样就难以将生产中设备运行状况及时反馈给计划层，导致难以对选矿生产作业计划进行快速响应和调整，从而影响整个选矿企业生产效率。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提出一种选矿设备运行状态监控系统及方法。本专利技术的技术方案是：一种选矿设备运行状态监控系统，包括本地服务器、多个数据采集传感器和视频采集模块；所述多个数据采集传感器输入端均连接采矿厂监测的各个设备，所述多个数据采集传感器的输出端连接所述本地服务器，所述视频采集模块的输出端连接所述本地服务器；所述数据采集传感器，用于实时采集监测的设备的运行状态数据和设备指标数据，并发送至本地服务器；所述监测的设备包括：球磨机、竖炉、过滤机、强磁选机、高梯度磁选机、高频细筛和柱塞泵；所述监测设备的运行状态数据包括：各个设备的运行时间、停歇时间、日历工作时间、实际加工周期和合格品数量，所述停歇时间包括：外部因素停机时间、调整初始化时间和故障停歇时间；所述视频采集模块，用于实时采集各个设备的工作视频，并发送至本地服务器；所述本地服务器搭建有设备台账单元、设备运行状态监视单元、设备运行统计单元、设备运行分析单元、设备运行状况对比分析单元、设备视频监控单元；所述设备台账单元，用于记录并存储采矿厂监测的各个设备基础信息；所述设备运行状态监视单元，用于显示监测的各个设备的运行状态数据和设备指标数据；通过设定各设备指标数据的上限阈值与下限阈值，当监测的各个设备的设备指标数据超出其对应的上限阈值或者下限阈值时，进行预警，并显示预警设备的全部已知故障原因；所述设备运行统计单元，用于根据监测的各个设备的运行状态数据统计各个设备的运行时间和各个设备的停歇时间，统计各个设备运行维护记录、各个设备维修记录和故障检修知识库，并显示；所述设备运行分析单元，用于设定各个设备的计划停机时间、理论加工周期和加工数量，根据各个设备的运行时间和各个设备的故障停歇时间计算对应设备的设备故障率；根据设备的日历工作时间、计划停机时间、外部因素停机时间、调整初始化时间、加工数量、实际加工周期、理论加工周期、合格品数量、故障停歇时间计算对应设备的OEE分析值；根据各个设备的运行状态数据的历史故障数据和历史正常数据建立对应设备的统计KPCA模型，并对设备的统计KPCA模型进行验证，得到设备的诊断模型，对实时采集的监测的各个设备的运行状态数据采用其对应设备的诊断模型进行在线诊断，判断该监测设备的运行状态；所述设备运行维护单元，用于记录用户提供的设备运行维护记录、设备维修记录和故障检修知识库；所述设备运行状况对比分析单元，用于显示单个设备的运行时间在一定时间内的对比图、整个设备类型的设备的运行时间在一定时间内的对比图、单个设备的停歇时间在一定时间内的对比图、整个设备类型的设备的停歇时间在一定时间内的对比图；所述视频监视单元，用于显示监测的设备运行的实时工作视频和历史工作视频。所述根据设备的日历工作时间、计划停机时间、外部因素停机时间、调整初始化时间、加工数量、实际加工周期、理论加工周期、合格品数量、故障停歇时间计算对应设备的OEE分析值的公式为：设备的OEE分析值＝时间开动率×性能开动率×合格品率×100％；其中，时间开动率＝开动时间/负荷时间；负荷时间＝日历工作时间-计划停机时间-外部因素停机时间；开动时间＝负荷时间-故障停歇时间-调整初始化时间；性能开动率＝净开动率×速度开动率；净开动率＝加工数量×实际加工周期/开动时间；净开动率＝加工数量×实际加工周期/开动时间；速度开动率＝理论加工周期/实际加工周期；合格品率＝合格品数量/加工数量。采用选矿设备运行状态监控系统进行选矿设备运行状态监控的方法，包括以下步骤：通过数据采集传感器实时采集监测的设备的运行状态数据和设备指标数据，并发送至本地服务器；通过视频采集模块实时采集各个设备的工作视频，并发送至本地服务器；通过本地服务器记录并存储采矿厂监测的各个设备基础信息；通过本地服务器显示监测的各个设备的运行状态数据和设备指标数据；通过本地服务器设定各设备指标数据的上限阈值与下限阈值，当监测的各个设备的设备指标数据超出其对应的上限阈值或者下限阈值时，进行预警，并显示预警设备的全部已知故障原因；通过本地服务器记录用户提供的设备运行维护记录、设备维修记录和故障检修知识库；通过本地服务器根据监测的各个设备的运行状态数据统计各个设备的运行时间和各个设备的停歇时间，统计各个设备运行维护记录、各个设备维修记录和故障检修知识库，并显示；通过本地服务器设定各个设备的计划停机时间、理论加工周期和加工数量；通过本地服务器根据各个设备的运行时间和各个设备的故障停歇时间计算对应设备的设备故障率；通过本地服务器根据设备的日历工作时间、计划停机时间、外部因素停机时间、调整初始化时间、加工数量、实际加工周期、理论加工周期、合格品数量、故障停歇时间计算对应设备的OEE分析值；通过本地服务器根据各个设备的运行状态数据的历史故障数据和历史正常数据建立对应设备的统计KPCA模型，并对设备的统计KPCA模型进行验证，得到设备的诊断模型，对实时采集的监测的各个设备的运行状态数据采用其对应设备的诊断模型进行在线诊断，判断该监测设备的运行状态；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种选矿设备运行状态监控系统，其特征在于，包括本地服务器、多个数据采集传感器和视频采集模块；所述多个数据采集传感器输入端连接采矿厂监测的各个设备，所述多个数据采集传感器的输出端均连接所述本地服务器，所述视频采集模块的输出端连接所述本地服务器；所述数据采集传感器，用于实时采集监测的各个设备的运行状态数据和设备指标数据，并发送至本地服务器；所述监测的设备包括：球磨机、竖炉、过滤机、强磁选机、高梯度磁选机、高频细筛和柱塞泵；所述监测的各个设备的运行状态数据包括：运行时间、停歇时间、日历工作时间、实际加工周期和合格品数量，所述停歇时间包括：外部因素停机时间、调整初始化时间和故障停歇时间；所述视频采集模块，用于实时采集各个设备的工作视频，并发送至本地服务器；所述本地服务器搭建有设备台账单元、设备运行状态监视单元、设备运行统计单元、设备运行分析单元、设备运行状况对比分析单元、设备视频监控单元；所述设备台账单元，用于记录并存储采矿厂监测的各个设备基础信息；所述设备运行状态监视单元，用于显示监测的各个设备的运行状态数据和设备指标数据；通过设定各设备指标数据的上限阈值与下限阈值，当监测的各个设备的设备指标数据超出其对应的上限阈值或者下限阈值时，进行预警，并显示预警设备的全部已知故障原因；所述设备运行统计单元，用于根据监测的各个设备的运行状态数据统计各个设备的运行时间和各个设备的停歇时间，统计各个设备运行维护记录、各个设备维修记录和故障检修知识库，并显示；所述设备运行分析单元，用于设定各个设备的计划停机时间、理论加工周期和加工数量，根据各个设备的运行时间和各个设备的故障停歇时间计算对应设备的设备故障率；根据各个设备的日历工作时间、计划停机时间、外部因素停机时间、调整初始化时间、加工数量、实际加工周期、理论加工周期、合格品数量、故障停歇时间计算对应设备的OEE分析值；根据各个设备的运行状态数据的历史故障数据和历史正常数据建立对应设备的统计KPCA模型，并对设备的统计KPCA模型进行验证，得到设备的诊断模型，对实时采集的监测的各个设备的运行状态数据采用其对应设备的诊断模型进行在线诊断，判断该监测设备的运行状态；所述设备运行维护单元，用于记录用户提供的设备运行维护记录、设备维修记录和故障检修知识库；所述设备运行状况对比分析单元，用于显示单个设备的运行时间在一定时间内的对比图、整个设备类型的设备的运行时间在一定时间内的对比图、单个设备的停歇时间在一定时间内的对比图、整个设备类型的设备的停歇时间在一定时间内的对比图；所述视频监视单元，用于显示监测的设备运行的实时工作视频和历史工作视频。...

【技术特征摘要】
1.一种选矿设备运行状态监控系统，其特征在于，包括本地服务器、多个数据采集传感器和视频采集模块；所述多个数据采集传感器输入端连接采矿厂监测的各个设备，所述多个数据采集传感器的输出端均连接所述本地服务器，所述视频采集模块的输出端连接所述本地服务器；所述数据采集传感器，用于实时采集监测的各个设备的运行状态数据和设备指标数据，并发送至本地服务器；所述监测的设备包括：球磨机、竖炉、过滤机、强磁选机、高梯度磁选机、高频细筛和柱塞泵；所述监测的各个设备的运行状态数据包括：运行时间、停歇时间、日历工作时间、实际加工周期和合格品数量，所述停歇时间包括：外部因素停机时间、调整初始化时间和故障停歇时间；所述视频采集模块，用于实时采集各个设备的工作视频，并发送至本地服务器；所述本地服务器搭建有设备台账单元、设备运行状态监视单元、设备运行统计单元、设备运行分析单元、设备运行状况对比分析单元、设备视频监控单元；所述设备台账单元，用于记录并存储采矿厂监测的各个设备基础信息；所述设备运行状态监视单元，用于显示监测的各个设备的运行状态数据和设备指标数据；通过设定各设备指标数据的上限阈值与下限阈值，当监测的各个设备的设备指标数据超出其对应的上限阈值或者下限阈值时，进行预警，并显示预警设备的全部已知故障原因；所述设备运行统计单元，用于根据监测的各个设备的运行状态数据统计各个设备的运行时间和各个设备的停歇时间，统计各个设备运行维护记录、各个设备维修记录和故障检修知识库，并显示；所述设备运行分析单元，用于设定各个设备的计划停机时间、理论加工周期和加工数量，根据各个设备的运行时间和各个设备的故障停歇时间计算对应设备的设备故障率；根据各个设备的日历工作时间、计划停机时间、外部因素停机时间、调整初始化时间、加工数量、实际加工周期、理论加工周期、合格品数量、故障停歇时间计算对应设备的OEE分析值；根据各个设备的运行状态数据的历史故障数据和历史正常数据建立对应设备的统计KPCA模型，并对设备的统计KPCA模型进行验证，得到设备的诊断模型，对实时采集的监测的各个设备的运行状态数据采用其对应设备的诊断模型进行在线诊断，判断该监测设备的运行状态；所述设备运行维护单元，用于记录用户提供的设备运行维护记录、设备维修记录和故障检修知识库；所述设备运行状况对比分析单元，用于显示单个设备的运行时间在一定时间内的对比图、整个设备类型的设备的运行时间在一定时间内的对比图、单个设备的停歇时间在一定时间内的对比图、整个设备类型的设备的停歇时间在一定时间内的对比图；所述视频监视单元，用于显示监测的设备运行的实时工作视频和历史工作视频。2.根据权利要求1所述的选矿设备运行状态监控系统，其特征在于，所述根据设备的日历工作时间、计划停机时间、外部因素停机时间、调整初始化时间、加工数量、实际加工周期、理论加工周期、合格品数量、故障停歇时间计算对应设备的OEE分析值的公式为：设备的OEE分析值＝时间开动率×性能开动率×合格品率×100％；其中，时间开动率＝开动时间/负荷时间；负荷时间＝日历工作时间-计划停机时间-外部因素停机时间；开动时间＝负荷时间-故障停歇时间-调整初始化时间；性能开动率＝净开动率×速度开动率；净开动率＝加工数量×实际加工周期/开动时间；净开动率＝加工数量×实际加工周期/开动时间；速度开动率＝理论加工周期/实际加工周期；合格品率＝合格品数量/加工数量。3.采用权利要求1所述的选矿设备运行状态监控系统进行选矿设备运行状态监控的方法，其特征在于，包括以下步骤：通过数据采集传感器实时采集监测的各个设...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐泉，侯一鸣，李亚杰，王良勇，许美蓉，崔东亮，吴志伟，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21