[發(fā)明專利]一種面向采煤機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的在線故障診斷方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110291774.4
• 申請日: 2021-03-18
• 公開（公告）號: CN113093693B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚鈺鵬;馮銀輝;張境麟;王帥;劉清;李丹寧;鄭闖;崔耀;王偉濤;西成峰
• 申請（專利權(quán)）人: 北京天瑪智控科技股份有限公司;北京煤科天瑪自動(dòng)化科技有限公司
• 主分類號: G05B23/02
• 分類號: G05B23/02
• 代理公司: 北京清亦華知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 韓海花

本公開關(guān)于一種面向采煤機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的故障診斷方法，包括以下步驟：實(shí)時(shí)采集采煤機(jī)的特征點(diǎn)的狀態(tài)參數(shù)的數(shù)據(jù)；對采集的特征點(diǎn)的物理特性進(jìn)行分析以獲得故障點(diǎn)；通過故障算法模型對所述故障點(diǎn)是否被激活進(jìn)行判斷；以及基于判斷的結(jié)果，實(shí)現(xiàn)故障自動(dòng)解除功能，并且對所述判斷的結(jié)果進(jìn)行存儲(chǔ)以實(shí)現(xiàn)故障信息管理。基于這樣的技術(shù)方案，能夠?qū)崿F(xiàn)對采煤機(jī)運(yùn)行時(shí)各方面的監(jiān)測，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)報(bào)警并響應(yīng)的可無人值守方式，并且能夠提升采煤機(jī)監(jiān)控智能化程度。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及采煤機(jī)，尤其涉及對采煤機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行在線故障診斷。

背景技術(shù)

采煤機(jī)系統(tǒng)作為煤礦綜采工作面控制系統(tǒng)核心，其運(yùn)行健康程度直接關(guān)系到煤礦安全生產(chǎn)水平、煤礦人員工作方式和工作效率。

現(xiàn)有技術(shù)中存在多種采煤機(jī)故障診斷系統(tǒng)，用于對采煤機(jī)故障進(jìn)行診斷。

CN110161897A公開一種采煤機(jī)故障分析系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括左切割部傳感器組、右截割部傳感器組、左牽引部傳感器組、右牽引部傳感器組、液壓系統(tǒng)傳感器、冷卻水壓力傳感器以及環(huán)境溫濕度傳感器；所述左切割部傳感器組與所述右截割部傳感器組分別包括數(shù)量及安裝位置均相同的多個(gè)振動(dòng)傳感器、腔體油液傳感器以及第一電機(jī)電流互感器。這樣的采煤機(jī)故障分析系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單合理，通過合理的傳感器類型選擇以及安裝位置的確定，可以對采煤機(jī)主要故障點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)獲取，通過采集器采集數(shù)據(jù)并傳輸給PC機(jī)進(jìn)行運(yùn)算，從而實(shí)現(xiàn)對采煤機(jī)故障的診斷。通過該系統(tǒng)可以便于用戶采煤機(jī)重要部位故障的原因進(jìn)行分析和處理，以便采取必要的措施。然而，這種技術(shù)僅介紹左切割、右截割、左右牽引、液壓和溫度濕度的監(jiān)測與故障診斷，傳感器數(shù)量繁多但故障點(diǎn)較少，系統(tǒng)冗余；算法原理單一，對于突變報(bào)警沒有故障診斷模型，對于瞬時(shí)過載類型沒有延時(shí)報(bào)警類型；軟件架構(gòu)未提出診斷方法與監(jiān)控軟件耦合關(guān)系，無法靈活調(diào)整診斷方法的應(yīng)用對象；并且未介紹整機(jī)的運(yùn)動(dòng)故障診斷，未介紹變頻器和破碎壁的故障診斷算法。

CN109635881A公開一種基于集成學(xué)習(xí)的強(qiáng)魯棒采煤機(jī)故障診斷系統(tǒng)，用于對采煤機(jī)故障進(jìn)行診斷，包括輸入數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊、采煤機(jī)故障診斷模型建模模塊、采煤機(jī)故障診斷預(yù)測模塊以及模型在線校正模塊。這種對采煤機(jī)的故障進(jìn)行診斷的系統(tǒng)，克服了目前已有的故障診斷系統(tǒng)診斷精確度低、魯棒性差，普適性差的不足，不僅無需安裝額外的傳感器或修改采煤機(jī)的機(jī)械部件，而且可用于惡劣的工作條件與未發(fā)生故障的采煤機(jī)。然而，這樣的故障診斷系統(tǒng)通過減少傳感器輸入數(shù)據(jù)的種類和數(shù)量，減少不穩(wěn)定性，其故障診斷監(jiān)測范圍小；其故障診斷算法核心為一次采集11個(gè)數(shù)據(jù)分析8個(gè)故障，沒有針對每一個(gè)故障進(jìn)行單獨(dú)的監(jiān)測。對軸承、泵、冷卻系統(tǒng)和電機(jī)過載以外的故障無法診斷，也無法監(jiān)測供電、供液系統(tǒng)的故障；基于集成學(xué)習(xí)的診斷方法不支持實(shí)時(shí)的在線診斷功能；并且針對不同工況環(huán)境，未表征已訓(xùn)練學(xué)習(xí)模型的普適性。

CN109839917A公開一種自適應(yīng)校正的采煤機(jī)故障診斷系統(tǒng)，該系統(tǒng)由傳感模塊、故障診斷模塊、診斷結(jié)果顯示儀組成。傳感模塊測量采煤機(jī)各個(gè)故障征兆數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)傳到故障診斷模塊；故障診斷模塊根據(jù)故障征兆數(shù)據(jù)智能地識別出故障原因，并將結(jié)果傳輸診斷結(jié)果顯示儀進(jìn)行顯示。這樣一種系統(tǒng)克服了目前采煤機(jī)智能故障診斷方法無法實(shí)時(shí)更新模型的不足，使用梯度提升樹GBDT作為分類器，診斷準(zhǔn)確性高；采用自適應(yīng)校正策略自動(dòng)更新模型，一旦發(fā)現(xiàn)診斷結(jié)果變差就調(diào)整診斷模型，維持系統(tǒng)的診斷準(zhǔn)確性。然而，該系統(tǒng)的自適應(yīng)校正依據(jù)診斷結(jié)果變差來調(diào)整診斷模型，但對診斷結(jié)果的評價(jià)指標(biāo)，如結(jié)果變差的比對值，需要監(jiān)督性人工給定，因此無法實(shí)時(shí)自適應(yīng)優(yōu)化模型；并且故障僅定位到系統(tǒng)層面，沒有就具體設(shè)備的具體故障原因進(jìn)行診斷。