对防爆液压绞车状态监测与故障诊断系统设计

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1、学兔兔www.xuetutu.com2011年第1期煤炭工程防爆液压绞车状态监测与故障诊断系统设计冀捍文(汾西矿业集团新柳煤矿，山西介休032000)摘要：针对防爆液压绞车存在的手动操作无参照，随意性大，系统可靠性差，液压故障难以诊断等一系列问题，建立了液压绞车液压状态监测与故障诊断系统。以嵌入式计算机SCM一7020和扩展模块ADT600为基本单元，构建了状态监测的硬件系统；采用c语言和汇编语言设计了监测软件系统，实现绞车运行状态的全面监测；在分析液压系统的故障机理的基础上，对状态监测数据进行特征

2、提取和模式识别，建立了故障诊断专家系统。实践表明：状态监测系统简明实用，监测参数全面，为了绞车安全运行提供了保障；故障诊断系统为液压故障的快速诊断与排除提供科学依据关键词：防爆液压绞车；状态监测；故障诊断；专家系统；可靠性中图分类号：TH137文献标识码：B文章编号：1671—0959(2011)01-0009-03目前的防爆液压绞车普遍采用手动调速，因缺少液压建立提供信息。状态监测及动态速度一位置图，这种手动调速方式完全依5)当系统运行出现故障、参数超出正常区间时，提供赖于司机的自身经验，操作随意

3、性大，导致绞车运行不平声光报警。稳，超速现象时有发生，严重影响了煤矿的安全生产。同6)记录运行管理信息，如操作人员、运行操作时间、时煤矿井下恶劣的工作环境和液压绞车复杂的工况，造成班提升钩数等信息。其液压系统故障频繁，又因现场对液压故障的规律缺乏科故障诊断系统的功能应主要包括以下内容：学认识，难以预防各种随机因素引起的故障和把握故障状1)根据监测系统每天记录的液压系统状态信息，形成态，造成液压系统故障诊断不准、故障排除时间长，严重液压绞车运行历史状态库。影响井下提升作业效率。为提高液压绞车的运行可靠

4、性，2)利用历史状态库，分析提升绞车液压系统的工作状实现故障的及时预测和降低故障排除时间，本文在分析系况，为液压系统的检修维护提供决策信息。统功能需求的基础上，研究了防爆液压绞车的状态监测与3)通过记录和分析液压系统的工作状况和常见故障，故障诊断系统。以诊断故障的类型和可能的故障位置。1系统功能需求2状态监测与故障系统总体结构设计影响液压绞车安全运行的因素很多，其中以液压系统根据系统功能需求，并结合绞车的运行工况、监测技的工作状态最为关键，同时其故障也最难判断，因此监测术、故障诊断技术和通信技术等，

5、液压绞车的监测与故障系统的主要任务是监测绞车液压系统的状态，并结合故障诊断系统采用图1所示的结构方案。系统由本地监测系统、智能诊断技术，诊断液压系统的故障。数据通讯和远程诊断系统三部分组成。状态监测系统的功能应主要涵盖以下内容：监测计算机用于工况数据采集、处理、分析、显示和1)实时监测液压系统的主要状态参数，如绞车滚筒的传输，出现故障时报警并记录故障数据；增量式轴编码器转速、加减速度，主要液压回路的压力，闸瓦位移、油温用于将提升绞车速度和位置转换为脉冲电信号，完成速度等。和位置的测量。传感器与变送器

6、完成压力、温度等物理量2)监测控制信号，包括减速点信号、制动信号、开车信号的传感与变送；输入模拟量接口则完成与监测计算机信号、提升信号和下放信号等。的连接；输入开关量及接口完成位置校正开关、设备启停3)监测参数的数据处理和在线显示。等开关状态信号的变换与变送，及与监测计算机的连接；4)状态数据的记录和存储，为液压绞车运行状态库的输出开关量及接口完成报警器、后备减速等开关输出信号收稿日期：2010—06—22作者简介：冀捍文(1966一)，男，工程师，现在山西汾西矿业集团柳湾矿安监处从事煤矿安全管理及

7、技术工作。9学兔兔www.xuetutu.com煤炭工程2011年第1期轴编码器接口H增量式轴编码器卜_液Ainl一88路输入压模拟量转换BUS诊ll々提、n传8路输入感断数据』吐输入模拟量接口H传感器与变送器卜_升汁通信测绞Ain9一l6模拟量转换器汁车变算算及8路输入送机机．一输入开关量接口H输入开关量控卜Ainl_8模拟量转换器BUS制系8路输入Ain9．16-q输出开关量接口H输出开关量统模拟量转换电源系统图3模拟量输入接口结构图1液压绞车状态监测与故障诊断系统结构——————__J～010

8、VD—EL————————_J圃ll{的变换与变送，及与监测计算机的连接；电源系统为本地I电源选择变送器监测系统提供所需的各种交直流稳压电源。诊断计算机、专用诊断软件和数据通信等构成远程诊断系统，实现对液压绞车的远程故障诊断，其中基于专家4监测软件设计系统和实例推理的故障智能诊断系统是核心，可实现绞车正常状态和故障状态记录与分析。监测软件系统基于PC104，在PC104BISO和DOS6．22下运行，利用C语言和汇编语言开发，可实现数据采集与3硬件系统设计处理、故障判