基于二維投射的煤礦設(shè)備狀態(tài)識別和預(yù)警方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種煤礦設(shè)備狀態(tài)識別和預(yù)警方法，涉及煤礦主扇風機和提升機。本發(fā)明的診斷方法是從設(shè)備監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)中提取振動信號，經(jīng)數(shù)據(jù)分析和計算得出24個特征指標用以描述設(shè)備運行狀態(tài)，利用二維投射方法將所述24個特征指標投射到二維空間，得到投射值的分布特征。由于所述特征指標的投射值分布對于某一固定設(shè)備在正常運轉(zhuǎn)狀態(tài)下是固定不變的，并以此建立特征評價指標體系，那么通過觀察待評估的某一時刻的24個特征指標的投射分布與所述特征評價指標體系相對比，即可判斷所述某一時刻設(shè)備運行狀態(tài)是否存在異常，進而提醒工作人員采取相應(yīng)的維護措施。
【專利說明】基于二維投射的煤礦設(shè)備狀態(tài)識別和預(yù)警方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于煤礦設(shè)備故障診斷【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種利用設(shè)備振動數(shù)據(jù)計算24特征指標向量，經(jīng)尋優(yōu)計算得到最佳投射方向矩陣，然后根據(jù)最佳投射方向矩陣下各典型狀態(tài)的投射分布形成特征指標評價體系，通過判斷未知狀態(tài)在最佳投射方向矩陣下的投射分布實現(xiàn)對設(shè)備故障的識別和預(yù)警。
【背景技術(shù)】
[0002]煤礦設(shè)備發(fā)生故障會嚴重影響生產(chǎn)進度，甚至釀成災(zāi)難性事故，對人員和財產(chǎn)都造成了極大的危害。而現(xiàn)有的設(shè)備運行狀況監(jiān)測技術(shù)遠遠不能滿足判斷設(shè)備運行狀況是否存在異常和故障狀態(tài)識別的要求。
[0003]設(shè)備運行狀態(tài)識別和故障預(yù)警是一項技術(shù)含量高、難度大的工作，現(xiàn)目前國內(nèi)外多數(shù)都采用搭建實時監(jiān)測系統(tǒng)的方式，采集振動信號、溫度信號、壓力信號和電參量信號等，這些監(jiān)測手段對監(jiān)測設(shè)備故障起到積極作用。但是，在對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行故障報警處理方面，都是通過給定閾值進行故障報警的，閾值報警存在嚴重弊端:故障識別滯后，不能實現(xiàn)故障潛藏期預(yù)警，造成設(shè)備維護管理工作非常被動。
[0004]設(shè)備故障從存在異常到故障是一個逐漸劣化的過程，對此過程最敏感的信號是頻域信號，目前也有借助頻域信號進行設(shè)備故障診斷的，但是主要是借助典型頻率分量來判斷，但典型頻率分量經(jīng)常會有波動或偏差，而且與不同故障類型的對應(yīng)關(guān)系難以確定。同時加上煤礦工作條件惡劣、工況復(fù)雜，因此僅靠典型頻率分量無法實現(xiàn)快速狀態(tài)判斷和精準故障識別。由于典型頻率分量法無法達到預(yù)期目的，所以目前煤礦工程中依然采用前面提到的比較原始被動的閾值報警法。由此可見，對現(xiàn)有設(shè)備運行狀態(tài)識別和故障預(yù)警方法進行深入研究意義重大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是針對所述煤礦設(shè)備運行狀態(tài)識別和故障預(yù)警方法的不足，提出一種實時診斷方法，一種預(yù)報結(jié)果較為準確的預(yù)警方法。該方法綜合了 24特征指標向量的投射值分布特征，發(fā)明了具有自適應(yīng)能力，預(yù)測準確性較高的煤礦設(shè)備運行狀態(tài)識別和故障
預(yù)警方法。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0007](I)在煤礦設(shè)備關(guān)鍵部位一軸承的水平、垂直、軸向三個方向上安裝加速度振動傳感器，不間斷地監(jiān)測設(shè)備運行過程中的振動數(shù)據(jù)并將所述振動數(shù)據(jù)發(fā)送至后端接收和處理系統(tǒng)，并存入相關(guān)數(shù)據(jù)文件；
[0008](2)對加速度振動傳感器中提取的振動數(shù)據(jù){知i = 1，2，...，η}進行處理，具體步驟為:
[0009]①對所述振動數(shù)據(jù){a” i = I, 2,..., η}進行傅里葉變換得到(Xi, i =I，2，...，π};[0010]②按下列公式計算出能夠描述設(shè)備運行狀態(tài)的24特征指標向量f = {xav, xp, Xrms，X-j Dxj Χρ—ρ，α，，Cf，Sf，If，CLf，Kvj faVgj fbj fbb? fv，frv，S，j Ej，Er4，

[0011 ]絕對均值:
【權(quán)利要求】
1.一種煤礦設(shè)備狀態(tài)識別和預(yù)警方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: (1)在煤礦設(shè)備關(guān)鍵部位一軸承的水平、垂直、軸向三個方向上安裝加速度振動傳感器，不間斷地監(jiān)測設(shè)備運行過程中的振動數(shù)據(jù)并將所述振動數(shù)據(jù)發(fā)送至后端接收和處理系統(tǒng)，并存入相關(guān)數(shù)據(jù)文件； (2)對加速度振動傳感器中提取的振動數(shù)據(jù){a”i= l，2，...，n}進行處理，具體步驟為: ①對所述振動數(shù)據(jù)Iai,i = I, 2,..., η}進行傅里葉變換得到(Xi, i = I, 2,..., η}； ②按下列公式計算出能夠描述設(shè)備運行狀態(tài)的24特征指標向量X*= {xav, Xp, xrms, xr,DX) Χρ-ρ, α , β , Cf, Sf, If, CLf, Kv, favg, fb，fbb，fv> frv> S, Erl, Er2, , Er3, Er4, Er5}絕對均值
【文檔編號】G01M99/00GK103487275SQ201310464597
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年10月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月8日
【發(fā)明者】程曉涵, 孟國營, 汪愛明, 李偉, 翟宇, 張海濤, 賀凱, 李棟, 劉劍, 杜巖 申請人:中國礦業(yè)大學(北京)