摩擦式提升機(jī)第一故障檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了了一種摩擦式提升機(jī)第一故障檢測方法，涉及摩擦式提升機(jī)故障檢測【技術(shù)領(lǐng)域】。該方法具體步驟如下：1）給每個(gè)故障一個(gè)故障代碼，用來判斷摩擦提升機(jī)系統(tǒng)的故障信息，建立故障代碼數(shù)據(jù)庫；2）將故障信息進(jìn)行分類，建立故障分類信息數(shù)據(jù)庫；3）故障樹分析；4）PLC根據(jù)故障分類及故障樹分析法，建立的故障報(bào)警信息數(shù)據(jù)庫；6）建立提升機(jī)故障信息上位機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)；7）用PLC和上位機(jī)共同配合來處理故障信息，PLC對(duì)故障信息進(jìn)行處理，以故障代碼的形式存儲(chǔ)在PLC的寄存器中，上位機(jī)對(duì)故障代碼解析，顯示故障發(fā)生時(shí)間的先后順序。
【專利說明】摩擦式提升機(jī)第一故障檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及摩擦式提升機(jī)故障檢測【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是一種摩擦式提升機(jī)第一故障檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]摩擦式提升機(jī)是礦井提升系統(tǒng)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，提升機(jī)在運(yùn)行過程中存在的問題、發(fā)生的故障以及故障處理直接影響礦井的安全生產(chǎn)，越來越多的人開始對(duì)提升機(jī)運(yùn)行故障進(jìn)行研究。
[0003]我國礦井提升機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，會(huì)出現(xiàn)某一個(gè)故障的發(fā)生引發(fā)其他故障的情況，目前國內(nèi)現(xiàn)有的提升系統(tǒng)，僅采用上位機(jī)對(duì)故障進(jìn)行指示及記錄，但是現(xiàn)有上位機(jī)軟件采集數(shù)據(jù)的速率是有限的，致使低于這個(gè)采集周期發(fā)生的故障無法判斷其發(fā)生的先后。當(dāng)有故障發(fā)生時(shí)，上位機(jī)上的報(bào)警系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)多條記錄，現(xiàn)場檢修工人普遍反映一紅一大片，分不清哪個(gè)是最先發(fā)生最根本的故障，這對(duì)于現(xiàn)場分析和排除故障有一定的困難，勢(shì)必導(dǎo)致生產(chǎn)的延誤。
[0004]目前，我國礦井提升機(jī)系統(tǒng)僅采用上位機(jī)采集數(shù)據(jù)作出判斷進(jìn)行報(bào)警，而上位機(jī)的采集速率低，響應(yīng)速度慢，首發(fā)故障不能保證第一時(shí)間被記錄，故障不能按時(shí)間先后順序排序，給故障排查造成困難，增加了檢查故障的時(shí)間，給安全生產(chǎn)帶來損失，所以如何快速檢測出發(fā)生的故障并判斷出哪個(gè)故障為首發(fā)故障是關(guān)鍵。
[0005]國外進(jìn)口提升機(jī)系統(tǒng)中均有第一故障記錄功能，而國內(nèi)沒有該功能。如果能夠檢測出首發(fā)故障，對(duì)于故障的排查非常有利，能夠縮減排查故障的時(shí)間，減輕檢修工的工作量，減少停機(jī)時(shí)間，從而提高生產(chǎn)效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供一種摩擦式提升機(jī)第一故障檢測方法，該方法對(duì)摩擦式提升機(jī)的故障信息進(jìn)行編碼分類，并利用故障樹分析法對(duì)摩擦式提升機(jī)發(fā)生的故障進(jìn)行分析，檢測出第一故障，最終利用上位機(jī)顯示故障發(fā)生的先后順序，并及時(shí)解決故障。
[0007]本發(fā)明是以如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種摩擦式提升機(jī)第一故障檢測方法，I)給每個(gè)故障一個(gè)故障代碼，用來判斷摩擦提升機(jī)系統(tǒng)的故障信息，建立故障代碼數(shù)據(jù)庫；2)將故障信息進(jìn)行分類，建立故障分類信息數(shù)據(jù)庫；3)故障樹分析；4) PLC根據(jù)故障分類及故障樹分析法，建立的故障報(bào)警信息數(shù)據(jù)庫；6)建立提升機(jī)故障信息上位機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)；7)用PLC和上位機(jī)共同配合來處理故障信息，PLC對(duì)故障信息進(jìn)行處理，以故障代碼的形式存儲(chǔ)在PLC的寄存器中，上位機(jī)對(duì)故障代碼解析，顯示故障發(fā)生時(shí)間的先后順序。
[0008]其進(jìn)一步是:在PLC的機(jī)架上安裝工業(yè)以太網(wǎng)通訊模塊CP443，工業(yè)以太網(wǎng)通訊模塊CP443通過背板總線與PLC的其它模板相連，上位機(jī)上采用CP1613與以太網(wǎng)模塊CP443連接。[0009]本發(fā)明的有益效果是:
(1)改善原來提升機(jī)系統(tǒng)的報(bào)警系統(tǒng)，讓報(bào)警系統(tǒng)更具規(guī)范性，解決原系統(tǒng)出現(xiàn)的報(bào)警一報(bào)一大片，不能準(zhǔn)確報(bào)出故障發(fā)生的時(shí)間順序，搞不清關(guān)鍵故障的問題；
(2)對(duì)故障進(jìn)行合理分類，提高故障分析，解決故障的效率；
(3)利用故障樹分析法，分析出頂事件和底事件之間的邏輯關(guān)系；
(4)將故障按時(shí)間先后順序建立隊(duì)列，在上位機(jī)上顯示出報(bào)警的先后順序；
(5)建立合理的故障報(bào)警信息數(shù)據(jù)庫，對(duì)于各常見故障該怎么去處理都在數(shù)據(jù)庫中有一個(gè)合理的歸檔，以便于處理故障；
(6)采用PLC對(duì)故障信息進(jìn)行處理，以提高信息處理速率，以故障代碼的形式存儲(chǔ)在PLC的寄存器中，通過上位機(jī)解析故障代碼，按時(shí)間順序顯示故障信息，這樣可以解決上位機(jī)采集處理數(shù)據(jù)的速率限制問題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0011]圖1是摩擦式提升機(jī)主要故障現(xiàn)象的故障樹圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]一種摩擦式提升機(jī)第一故障檢測方法是用于檢測摩擦式提升機(jī)的首發(fā)故障，并順利解決故障。摩擦式提升機(jī)系統(tǒng)常見故障分為兩類:一是外部硬件故障，二是軟元件故障。
[0013]如圖1所示，一種摩擦式提升機(jī)第一故障檢測方法，1、給每個(gè)故障一個(gè)故障代碼，建立故障代碼數(shù)據(jù)庫。
[0014]在圖1中對(duì)故障信息分別進(jìn)行合理分類，圖中所代碼對(duì)應(yīng)的故障分別為:制動(dòng)系統(tǒng)閘盤偏擺、彈簧疲勞故障1，液壓制動(dòng)系統(tǒng)油位偏低故障2，電樞柜、勵(lì)磁柜風(fēng)機(jī)停故障3，冷卻設(shè)備停止運(yùn)轉(zhuǎn)故障4，電樞、勵(lì)磁變壓器溫度偏高故障5，主電機(jī)溫度偏高故障6，液壓站油溫偏高故障7，主回路過流故障8，電樞、勵(lì)磁進(jìn)線高壓柜斷開故障9，快速開關(guān)跳閘故障10，快熔熔斷故障11，交流開關(guān)斷開故障12，直流開端斷開13，測速機(jī)故障14，控制電源、同步電源失壓故障15，提升容器過卷16，主繩打滑超限故障17，編碼器故障18，等速段超速故障19，減速段超速故障20，尾繩故障21，信號(hào)系統(tǒng)報(bào)警故障22，遙臺(tái)動(dòng)作故障23，按下急停按鈕故障24，信號(hào)電源接地故障25，低壓電漏電故障26，制動(dòng)系統(tǒng)閘瓦磨損故障27，電機(jī)軸承過熱故障28。
[0015]首發(fā)故障的判斷:由于原系統(tǒng)僅采用上位機(jī)采集數(shù)據(jù)作出判斷進(jìn)行報(bào)警，而上位機(jī)的采集速率低，響應(yīng)速度慢，首發(fā)故障不能保證第一時(shí)間被記錄，故障不能按時(shí)間先后順序排序，給故障排查造成困難，增加了檢查故障的時(shí)間，給安全生產(chǎn)帶來損失，所以如何快速檢測出發(fā)生的故障并判斷出哪個(gè)故障為首發(fā)故障是關(guān)鍵；因此研究摩擦提升機(jī)系統(tǒng)的故障信息，給每個(gè)故障一個(gè)故障代碼，建立故障代碼數(shù)據(jù)庫。
[0016]2、故障的分類:PLC控制的提升機(jī)系統(tǒng)故障形形色色，有PLC自身故障、外部設(shè)備硬件故障、內(nèi)部程序軟元件故障等，對(duì)這些故障信息合理分類，建立故障分類信息數(shù)據(jù)庫。
[0017]3.故障樹分析:故障樹分析法以不希望系統(tǒng)發(fā)生的事件(頂事件)為分析目標(biāo)，逐層向下追究所有可能的原因，找出系統(tǒng)元件失效、環(huán)境影響、認(rèn)為失誤及程序處理硬件和軟件因素(底事件)與系統(tǒng)失效頂事件之間的邏輯關(guān)系。故障可用來定性分析各底事件對(duì)頂事件發(fā)生影響的組合方式和傳播途徑，識(shí)別系統(tǒng)故障模式，也可用來定量計(jì)算各組成部分對(duì)系統(tǒng)的影響程度，算出整個(gè)系統(tǒng)或某一個(gè)頂事件的失效概率。位于頂事件和底事件之間的中間事件又稱故障事件；底事件位于故障樹的底端，其失效數(shù)據(jù)不再分解。
[0018]如圖1故障樹所示，嚴(yán)重機(jī)械故障主要有制動(dòng)事故、斷繩事故和過卷事故；電氣故障如主回路過流、控制電源失壓、低壓電源漏電等，這些故障不僅會(huì)嚴(yán)重影響礦井提升機(jī)運(yùn)行，還會(huì)造成提升系統(tǒng)設(shè)備嚴(yán)重?fù)p壞及人身傷亡事故。
[0019]4.隊(duì)列存儲(chǔ)。分配一部分地址用來存儲(chǔ)故障代碼，當(dāng)故障發(fā)生，按時(shí)間順序，先發(fā)生的故障先進(jìn)隊(duì)列，在隊(duì)列的底部，存儲(chǔ)一個(gè)故障代碼，地址指針加1，再存儲(chǔ)第二個(gè)故障，如此類推，將故障按時(shí)間發(fā)生的先后順序存入到故障代碼存儲(chǔ)器中。要顯示故障時(shí)，再按以上方法把故障代碼讀出，由上位機(jī)的腳本系統(tǒng)解析故障代碼，把故障顯示出來。
[0020]5.第一故障檢測軟件設(shè)計(jì)。控制系統(tǒng)一旦發(fā)生故障，會(huì)隨之有其他故障發(fā)生，或者一個(gè)故障導(dǎo)致另外多個(gè)故障，如果能找到第一故障并按故障出現(xiàn)的先后順序有規(guī)律的進(jìn)行信息顯示，則能快速排除故障。
[0021]第一故障檢測軟件設(shè)計(jì)采用模塊化編程，這種編程模式不會(huì)影響原有系統(tǒng)的運(yùn)行。第一故障檢測系統(tǒng)主要功能是檢測出第一故障，并將故障按發(fā)生的先后順序，按先進(jìn)先出的隊(duì)列記錄。
[0022]按故障分類，給每個(gè)故障以故障代碼，不同的故障發(fā)生存儲(chǔ)不同的故障代碼。這些故障代碼有提升機(jī)故障信息監(jiān)測系統(tǒng)解析出來再顯示。
[0023]6.上位機(jī)設(shè)計(jì)。為了能將故障信息直觀的顯示出來，我們需要通過組態(tài)將信息顯示到上位機(jī)上。這里我們選用WinCC V7.0軟件為組態(tài)平臺(tái)。
[0024]西門子視窗控制中心SIMATIC WinCC是HM/SCADA軟件中的后起之秀，它采用標(biāo)準(zhǔn)Microsoft SQL Server進(jìn)行生產(chǎn)數(shù)據(jù)的歸檔。WinCC確保與SIMATIC S5, S7和505系列的PLC連接的方便和通訊的高效。WinCC還有對(duì)SIMATIC PLC進(jìn)行系統(tǒng)診斷的選項(xiàng)，給硬件維護(hù)提供了方便。
[0025]為滿足WinCC軟件安裝的硬件要求以及至少存儲(chǔ)一年故障信息的要求，硬件基礎(chǔ)為選用計(jì)算機(jī)配置為2G內(nèi)存,500G硬盤；畫面顯示配置22’顯示器。
[0026]提升機(jī)故障信息上位機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)是在WinCC V7.0的平臺(tái)上自主研發(fā)的，這套系統(tǒng)配合第一故障檢測系統(tǒng)使用，通過WinCC V7.0中腳本系統(tǒng)，將第一故障檢測系統(tǒng)中的故障代碼解析出來，在畫面上顯示具體的故障信息。
[0027]提升機(jī)故障信息上位機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)不僅僅顯示故障信息，并且顯示提升機(jī)運(yùn)行過程中的基本數(shù)據(jù)，讓工作人員直觀的了解提升機(jī)運(yùn)行情況。
[0028]7.系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)。第一故障的檢測講究的是實(shí)時(shí)性、可靠性，這里在原有系統(tǒng)中加入一些高速的處理模塊及通訊模塊。PLC程序采用嵌入式、模塊化設(shè)計(jì)，利用WinCC V7.0軟件為組態(tài)軟件建立提升機(jī)故障信息上位機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)。
[0029]對(duì)于外部一些重要的點(diǎn)，我們采用高速計(jì)數(shù)模塊進(jìn)行處理，高速計(jì)數(shù)模塊具有高速檢測輸入信號(hào)，快速處理信號(hào)的功能，并且可以申請(qǐng)中斷，優(yōu)先執(zhí)行故障信息處理。
[0030]通常情況下MPI通訊速率設(shè)置為187.5Kbps，Profibus DP通訊速率設(shè)置為1.5Mbps，而工業(yè)以太網(wǎng)的速率則可以是IOMbps或100Mbps，甚至更大。[0031 ] 原系統(tǒng)中使用的是S7-400的PLC，這里選用工業(yè)以太網(wǎng)通訊模塊CP443，將SIMATIC S7-400連接到工業(yè)以太網(wǎng)上，是10/100M自適應(yīng)全雙工連接，可自動(dòng)切換，這樣可以提高系統(tǒng)的通訊速率。CP443自身的微處理器，可減輕CPU的通訊任務(wù)和進(jìn)一步的擴(kuò)展連接。CP443安裝在PLC的機(jī)架上并通過背板總線與PLC的其它模板相連，不存在槽位規(guī)則，模板更換不需要編程設(shè)備的幫助。
[0032]上位機(jī)上采用CP1613與以太網(wǎng)模塊連接，從而和PLC進(jìn)行通訊，這個(gè)工業(yè)以太網(wǎng)卡是要插在上位機(jī)的PCI插槽中的。為了保證系統(tǒng)的可靠穩(wěn)定，配置西門子專用的工業(yè)以太網(wǎng)卡。CP1613同樣也是10/100M自適應(yīng)的網(wǎng)卡。
【權(quán)利要求】
1.一種摩擦式提升機(jī)第一故障檢測方法，其特征在于:1)給每個(gè)故障一個(gè)故障代碼，用來判斷摩擦提升機(jī)系統(tǒng)的故障信息，建立故障代碼數(shù)據(jù)庫；2)將故障信息進(jìn)行分類，建立故障分類信息數(shù)據(jù)庫；3)故障樹分析；4) PLC根據(jù)故障分類及故障樹分析法，建立的故障報(bào)警信息數(shù)據(jù)庫；6)建立提升機(jī)故障信息上位機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)；7)用PLC和上位機(jī)共同配合來處理故障信息，PLC對(duì)故障信息進(jìn)行處理，以故障代碼的形式存儲(chǔ)在PLC的寄存器中，上位機(jī)對(duì)故障代碼解析，顯示故障發(fā)生時(shí)間的先后順序。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的摩擦式提升機(jī)第一故障檢測方法，其特征在于:在PLC的機(jī)架上安裝工業(yè)以太網(wǎng)通訊模塊CP443，工業(yè)以太網(wǎng)通訊模塊CP443通過背板總線與PLC的其它模板相連，上位機(jī)上采用CP1613與以太網(wǎng)模塊CP443連接。
【文檔編號(hào)】B66B5/02GK103601062SQ201310590073
【公開日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2013年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月20日
【發(fā)明者】張新和, 沈俊, 許國斌, 王斌, 王星民, 張明海, 劉新波 申請(qǐng)人:淮南礦業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司