[發明專利]一種基于黑匣子的采煤機狀態監測方法

無效

• 申請號: 201410448407.0
• 申請日: 2014-09-04
• 公開（公告）號: CN104153816A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 吳淼;楊健健;李旭;郝迎格;顏衛東;范愛文;姜海;王懷順;吉曉冬;楊子賢;周劍鋒;趙新贏
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學(北京)
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

1.一種基于黑匣子的采煤機工作狀態參數監測方法，所述的黑匣子包括嵌入式主板Intel3945A、512G的固態硬盤、RS232串口通信及TCP/IP網口通信接口、多通道振動加速度信號采集接口，礦用本安振動傳感器，并且所述的黑匣子包括四個功能模塊：Windows?XP/E主控模塊，數據通信模塊，振動信號采集模塊，數據存儲模塊；

基于所述黑匣子的采煤機工作狀態參數監測方法，其特征在于包括以下步驟：

1)狀態參數采集：

分別在采煤機牽引部電動機、截割部電動機處安裝電流互感器、電壓互感器和溫度傳感器，在搖臂升降驅動油缸處安裝油缸壓力傳感器和油缸位移傳感器，搖臂截割電機處安裝礦用本安型振動加速度傳感器，在搖臂上安裝搖臂傾角傳感器，在牽引電機輸出軸上安裝旋轉編碼器，通過各個互感器、傳感器、編碼器完成對采煤機電機工作參數信息、油缸載荷信息、振動特性信息及姿態信息的采集；

2)狀態參數存儲：

采集到的采煤機狀態參數中的一類信息是以通信的方式從電控單元傳輸到黑匣子中，黑匣子存儲程序首先創建SQLite數據庫，建立通訊數據表，以響應中斷的形式接受串口通信數據，并以日期、時間、信息三類字段形式批量存儲該數據；另一類信息由外置礦用本安振動傳感器采集，以采集信號初始發生日期、時間為文件名創建數據文本文件，批量寫入振動數據；

3)狀態參數分析：

根據采煤機具體設備部件名稱、工況信息和參數名稱查看對應參數的數據值，該數據按照時間進行排序，設定參數的正常閾值，根據參數的時域數值分布判定該參數是否出現異常或故障，并精確找到異常和故障發生的時間段，結合實際操作工作記錄，準確推斷異常和故障發生的原因；

4)采煤機工作狀態監測：

根據采煤機截割電機和牽引電機工作參數與煤巖硬度普氏系數影響關系，通過記錄井下裝有黑匣子的采煤機的截割工況，以時間為參考標準，對比黑匣子中相應電機的電流、電壓、溫度信息，揭示電機工作參數與截割介質硬度的影響規律，建立截割電機工作參數與煤巖硬度關系建立經驗公式：

其中截割電機線電壓U_L，截割電機線電流I_L通過采煤機黑匣子采集和記錄；截割電機功率因素根據電機出廠參數確定，電機負荷系數K_P為常數(電機運行時的實際功率和額定功率的比)；其中機械傳動效率η、截割電機轉速ω(單位rad/s)、滾筒平均半徑R_head(單位m)、參與截割的截齒投影面積之和A(約整半個滾筒截割截齒)可以根據采煤機說明書獲得相應參數，并在已知工況的前提下推導出修正值K的取值范圍，得到精確經驗公式，進而根據采煤機截割電機和牽引電機的工作參數即可監測滾筒截割介質的硬度。