一种刮板输送机运行故障预判算法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种刮板输送机运行故障预判算法及装置，涉及运行隐患点的智能诊断技术领域，通过获取刮板输送机各部件实时参考数据，将刮板输送机运行数字化、智能化；全方位预判刮板输送机的运行，当某一部件参考数据出现异常时，及时发现并进行维护，避免了部件彻底损坏的情形。方案要点为：在第一预设时间段内按照第一预设频率获取刮板输送机电机的转速；计算电机的平均转速V,对各关键点建立对于运行电流的二维矩阵,并确定其为基准数据；将电机的平均运行电流对应到基准数据的第一行，各关键点温度值对应到基准数据的第二行，并获取变化幅度；将变化幅度与预设变化幅度进行比较，判断各关键点运行情况。本发明专利技术用于刮板输送机故障预判中。送机故障预判中。送机故障预判中。

【技术实现步骤摘要】
一种刮板输送机运行故障预判算法及装置


[0001]本专利技术涉及运行隐患点的智能诊断
，尤其涉及一种刮板输送机运行故障预判算法及装置。

技术介绍

[0002]近年来，设备数字化、智能化已经渗透进人们的工作和生活的方方面面，但是煤矿井下工作人员却未能充分享受到数字化、智能化技术的红利。虽然井下设备已经安装了很多信号传感器，但设备的运行状态还是需要人工定期检查，致使经常出现“非计划停机”问题，尤其是井下工况最恶劣的采煤工作面的煤矿运输设备。刮板输送机是由齿轮减速机，伸缩油缸，电动机及其驱动变频器组成，是第一道原煤运输设备，有着负载波动大、经常遭受大煤块冲击、卡阻和磨损，属于复杂大型设备。
[0003]现有技术中，刮板输送机系统中安装有信号传感器，用于对系统进行监视和保护，但是都是常规的“极限值保护逻辑”，例如：关键超温报警或保护停机，刮板机断链后保护停机，电机短路保护等等，只有故障保护功能，没有故障智能预警功能，不能指导工作人员对设备进行提前维护；故障后停机维修维护，即打乱工作计划，又加重工人劳动强度；系统智能化程度低，无法减轻井下工人作业强度。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种刮板输送机运行故障预判算法及装置，通过获取刮板输送机各部件实时参考数据，将刮板输送机运行数字化、智能化；全方位预判刮板输送机的运行，当某一部件参考数据出现异常时，及时发现并进行维护，避免了部件彻底损坏的情形。
[0005]为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]本专利技术第一方面提供一种刮板输送机故障预判算法，包括：
[0007]在第一预设时间段内按照第一预设频率获取刮板输送机电机的转速V
a1
、V
a2
、V
a3
……
V aN
。
[0008]计算所述电机的平均转速V：V＝SUM(V
a1
:V
aN
)/N。
[0009]式中，V
a1
为所述第一预设时间段开始时刻所述电机的转速，V
aN
为所述第一预设时间段结束时刻所述电机的转速，N为所述第一预设时间段内获取所述电机转速的次数。
[0010]同理：
[0011]计算所述电机的平均运行电流V(I)、所述电机前轴承的平均运行温度V(T
电机前轴
)、所述电机后轴承的平均运行温度V(T
电机后轴
)、所述刮板输送机减速机高速轴轴承的平均运行温度V(T
减速机高轴
)、所述刮板输送机所述减速机低速轴轴承的平均运行温度V(T
减速机低轴
)、所述刮板输送机链轮轴承的平均运行温度V(T
链轮
)、所述刮板输送机变频器的功率模块平均运行温度V(T
IGBT
)、所述电机绕组的平均运行温度V(T
电机绕组
)和所述刮板输送机所述减速机润滑油的平均运行温度V(T
减速机油温
)。
[0012]对各关键点建立对于运行电流的二维矩阵：
[0013]并确定其为所述刮板输送机在当前工作现场的基准数据。
[0014]式中，I
n
为额定电流，V1、V2、V3、V4、V5、V6、V7为V(T
电机前轴
)、V(T
电机后轴
)、V(T
减速机高轴
)、V(T
减速机低轴
)、V(T
链轮
)、V(T
IGBT
)、V(T
电机绕组
)和V(T
减速机油温
)中的任何一种。
[0015]将所述电机的平均运行电流V(I)对应到所述基准数据的第一行，各所述关键点温度值对应到所述基准数据的第二行，并获取变化幅度S
n
。
[0016]将变化幅度S
n
与预设变化幅度S
预设
进行比较，判断各关键点运行情况：
[0017]若S
n
>S
预设
，则所述刮板输送机对应部件温度过高，需要维护。
[0018]进一步的，所述的刮板输送机故障预判算法，还包括：
[0019]对各关键点，建立变化率的二维矩阵：
[0020][0021]式中，D为最大限定值，f3、f4、f5、f6、f7、f8、f9为对应变化率。
[0022]以所述最大限定值D为基准对应到所述二维矩阵的第一行，对应变化率f3、f4、f5、f6、f7、f8、f9对应到第二行，并获取变化斜率X。
[0023]将所述变化斜率X与预设斜率X
预设
进行比较，判断各所述关键点运行情况：
[0024]若X>X
预设
，则对应关键点温度异常，需要维护。
[0025]进一步的，所述的刮板输送机故障预判算法，还包括：
[0026]在第三预设时间段内按照第二预设频率获取所述刮板输送机头部电机的转矩T
头
和尾部电机的转矩T
尾
。
[0027]计算转矩不平衡度ΔT：ΔT＝T
头
‑
T
尾
。
[0028]式中，ΔT为转矩不平衡度，T
头
为所述刮板输送机头部电机的转矩，T
尾
所述刮板输送机尾部电机的转矩。
[0029]将转矩不平衡度ΔT与最大不平衡度ΔT
limit
进行数值比较，判断所述电机运行情况：
[0030]若|ΔTn|>ΔT
limit
，则对应电机转矩不平衡，需要维护。
[0031]进一步的，所述的刮板输送机故障预判算法，还包括：
[0032]计算所述第三预设时间段内不平衡度总和T
总
：
[0033]式中，n为获取所述电机的转矩次数。
[0034]将所述不平衡度总和T
总
与预设不平衡度总和T
预设
进行比较，判断所述电机运行情况：
[0035]若T总>T预设，则对应电机转矩不平衡，需要维护。
[0036]进一步的，所述的刮板输送机故障预判算法，还包括：在第三预设时间段内按照第三预设频率获取转矩Z1、Z2、Z3……
Zn。
[0037]计算转矩差ΔZ：ΔZ＝Z
n
‑
Z1。
[0038]式中，Z1为所述第三预设时间段开始时刻获取的转矩，Z
n
为所述第三预设时间段结束时刻获取的转矩。
[0039]将所述转矩差ΔZ与预设转矩差Z
预设
进行比较，判断所述刮板输送机链条运行情况：
[0040]若ΔZ>Z
预设
，则所述链条断裂，需要停机维护。
[004本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种刮板输送机故障预判算法，其特征在于，包括：在第一预设时间段内按照第一预设频率获取刮板输送机电机的转速V
a1
、V
a2
、V
a3
……
V
aN
；计算所述电机的平均转速V：V＝SUM(V
a1
:V
aN
)/N；式中，V
a1
为所述第一预设时间段开始时刻所述电机的转速，V
aN
为所述第一预设时间段结束时刻所述电机的转速，N为所述第一预设时间段内获取所述电机转速的次数；同理：计算所述电机的平均运行电流V(I)、所述电机前轴承的平均运行温度V(T
电机前轴
)、所述电机后轴承的平均运行温度V(T
电机后轴
)、所述刮板输送机减速机高速轴轴承的平均运行温度V(T
减速机高轴
)、所述刮板输送机所述减速机低速轴轴承的平均运行温度V(T
减速机低轴
)、所述刮板输送机链轮轴承的平均运行温度V(T
链轮
)、所述刮板输送机变频器的功率模块平均运行温度V(T
IGBT
)、所述电机绕组的平均运行温度V(T
电机绕组
)和所述刮板输送机所述减速机润滑油的平均运行温度V(T
减速机油温
)；对各关键点建立对于运行电流的二维矩阵：并确定其为所述刮板输送机在当前工作现场的基准数据；式中，I
n
为额定电流，V1、V2、V3、V4、V5、V6、V7为V(T
电机前轴
)、V(T
电机后轴
)、V(T
减速机高轴
)、V(T
减速机低轴
)、V(T
链轮
)、V(T
IGBT
)、V(T
电机绕组
)和V(T
减速机油温
)中的任何一种；将所述电机的平均运行电流V(I)对应到所述基准数据的第一行，各所述关键点温度值对应到所述基准数据的第二行，并获取变化幅度S
n
；将变化幅度S
n
与预设变化幅度S
预设
进行比较，判断各关键点运行情况：若S
n
>S
预设
，则所述刮板输送机对应部件温度过高，需要维护。2.根据权利要求1所述的刮板输送机故障预判算法，其特征在于，还包括：对各关键点，建立变化率的二维矩阵：式中，D为最大限定值，f3、f4、f5、f6、f7、f8、f9为对应变化率；以所述最大限定值D为基准对应到所述二维矩阵的第一行，对应变化率f3、f4、f5、f6、f7、f8、f9对应到第二行，并获取变化斜率X；将所述变化斜率X与预设斜率X
预设
进行比较，判断各所述关键点运行情况：若X>X
预设
，则对应关键点温度异常，需要维护。3.根据权利要求1所述的刮板输送机故障预判算法，其特征在于，还包括：在第二预设时间段内按照第二预设频率获取所述刮板输送机头部电机的转矩T
头
和尾部电机的转矩T
尾
；计算转矩不平衡度ΔT：ΔT＝T
头
‑
T
尾
；式中，ΔT为转矩不平衡度，T
头
为所述刮板输送机头部电机的转矩，T
尾
所述刮板输送机尾部电机的转矩；
将转矩不平衡度ΔT与最大不平衡度ΔT
limit
进行数值比较，判断所述电机运行情况：若|ΔTn|>ΔT
limit
，则对应电机转矩不平衡，需要维护。4.根据权利要求3所述的刮板输送机故障预判算法，其特征在于，还包括：计算所述第二预设时间段内不平衡度总和T
总
：式中，n为获取所述电机的转矩次数；将所述不平衡度总和T
总
与预设不平衡度总和T
预设
进行比较，判断所述电机运行情况：若T总>T预设，则对应电机转矩不平衡，需要维护。5.根据权利要求1所述的刮板输送机故障预判算法，其特征在于，还包括：在第三预设时间段内按照第三预设频率获取转矩Z1、Z2、Z3……
Z
n
；计算转矩差ΔZ：ΔZ＝Z
n
‑
Z1；式中，Z1为所述第三预设时间段开始时刻获取的转矩，Z
n
为所述第三预设时间段结束时刻获取的转矩；将所述转矩差ΔZ与预设转矩差Z
预设
进行比较，判断所述刮板输送机链条运行情况：若ΔZ>Z
预设
，则所述链条断裂，需要停机维护。6.一种刮板输送机故障预判装置，其特征在于，包括：第一获取单元，用于在第一预设时间段内按照第一预设频率获取刮板输送机电机的转速V

【专利技术属性】
技术研发人员：艾国昌，安郁熙，宋玉斌，梁柱，宋文凭，武宗方，马凯，吕有良，张彬，王者胜，王威，
申请(专利权)人：华夏天信智能物联股份有限公司，
类型：发明
国别省市：