一種礦井提升系統振動狀態監測裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及礦井監測領域，尤其涉及一種礦井提升系統振動狀態監測裝置及方法。
【背景技術】
[0002]礦井提升系統是礦井生產系統中的重要環節，是聯系地面和井下的咽喉要道。礦井提升系統擔負著提升全礦井的煤、材料、設備及人員的重要工作，在礦井生產中有特別重要的地位。礦井提升系統運轉的安全性、可靠性和經濟性不僅影響整個礦山的生產，而且涉及人員的生命安全。
[0003]礦井提升系統主要由礦井提升機、電動機、電氣控制系統、安全保護裝置、提升信號系統、提升容器、提升鋼絲繩、井架、天輪、井筒裝備及裝卸載附屬設備等組成。
[0004]目前，監測礦井提升系統的裝置和方法存在以下問題:(1)結構復雜，分析方法繁瑣不直觀；(2)礦井提升系統的監測裝置所監測的數據往往會因網絡中斷造成的監測數據丟失；(3)礦井提升系統的監測裝置所監測的數據不具備備份的功能。
【發明內容】
[0005]為了解決現有技術的缺點，本發明提供一種礦井提升系統振動狀態監測裝置及方法。
[0006]本發明采用以下技術方案:
[0007]一種礦井提升系統振動狀態監測裝置，包括:數據采集單元，其輸入端連接礦井提升系統的齒輪箱、主滾筒齒輪箱和發電機，用于檢測齒輪箱、主滾筒齒輪箱和發電機軸承的振動信號以及發電機的轉速；
[0008]數據采集單元的輸出端連接至信號放大單元；所述信號放大單元的輸出端連接至現場服務器；所述現場服務器將接收到的放大單元傳輸來的信號進行存儲，存儲的數據通過網絡上傳至遠程中心服務器；所述遠程中心服務器與報警器和顯示屏分別相連；
[0009]所述遠程中心服務器對接收的數據進行圖譜分析和包絡解調，當遠程中心服務器檢測到齒輪箱，或主滾筒齒輪箱，或發電機發生故障時，報警器發出報警信息，報警信息顯示在顯示屏上。
[0010]所述包絡解調為:遠程中心服務器獲取現場服務器傳輸來的數據，通過包絡譜線-解調-低通濾波提取出故障頻率成份，并與齒輪箱，或主滾筒齒輪箱，或發電機歷史故障參數對照，相應分析判斷出齒輪箱，或主滾筒齒輪箱，或發電機的故障類型和位置。
[0011]所述現場服務器配有若干塊硬盤，所述硬盤設定為RAID存儲模式，用于將數據按自定義的時間定期備份。
[0012]一種基于礦井提升系統振動狀態監測裝置的監測方法，具體包括以下步驟:
[0013]步驟1:數據采集單元檢測礦井提升系統的齒輪箱、主滾筒齒輪箱和發電機的振動信號以及發電機的轉速，并傳輸至信號放大單元；
[0014]步驟2:信號放大單元將放大處理后的齒輪箱、主滾筒齒輪箱和發電機的振動信號以及發電機的轉速傳輸給現場服務器進行存儲；
[0015]步驟3:現場服務器將存儲的數據傳輸至遠程中心服務器；
[0016]步驟4:遠程中心服務器對接收到的數據進行圖譜分析和包絡解調，當遠程中心服務器檢測到齒輪箱，或主滾筒齒輪箱，或發電機發生故障時，與遠程中心服務器相連的報警器發出報警信息，同時報警信息顯示在與遠程中心服務器相連的顯示屏上。
[0017]所述包絡解調的過程為:
[0018]遠程中心服務器獲取現場服務器傳輸來的數據，通過包絡譜線-解調-低通濾波提取出故障頻率成份，并與齒輪箱，或主滾筒齒輪箱，或發電機歷史故障參數對照，相應分析判斷出齒輪箱，或主滾筒齒輪箱，或發電機的故障類型和位置。
[0019]所述現場服務器配有若干塊硬盤，所述硬盤設定為RAID存儲模式，用于將數據按自定義的時間定期備份。
[0020]所述圖譜分析，包括波形分析和頻譜分析，所述波形分析包括礦井提升系統中齒輪箱、主滾筒齒輪箱和發電機的實時波形分析和歷史數據的波形；所述頻譜分析為礦井提升系統中齒輪箱、主滾筒齒輪箱和發電機實際運行過程中的實時頻譜圖和歷史數據的頻譜分析。
[0021]所述圖譜分析，還包括趨勢分析，其用于分析礦井提升系統中齒輪箱、主滾筒齒輪箱和發電機的箱穩態或暫態過程中的趨勢和實時運行的短趨勢。
[0022]本發明的有益效果為:
[0023](I)本發明的遠程中心服務器可以利用圖譜分析結合包絡解調方法及時發現齒輪箱、主滾筒齒輪箱和發電機的故障，而且直觀性好；
[0024](2)本發明的數據采集單元在本地緩存區內可保留一段時間的數據，克服了傳統方式下因網絡中斷造成的監測數據丟失的弊病；
[0025](3)本發明的現場服務器配有多塊硬盤，設定為RAID存儲模式，系統自動設置了備份程序，將數據按自定義的時間定期備份。
【附圖說明】
[0026]圖1為本發明的礦井提升系統振動狀態監測裝置結構示意圖。
[0027]其中，1、數據采集單元；2、信號放大單元；3、礦井提升系統；4、現場服務器；5、遠程中心服務器；6、報警器；7、顯示器。
【具體實施方式】
[0028]下面結合說明書附圖和具體實施例說明本發明:
[0029]如圖1所示，一種礦井提升系統振動狀態監測裝置，包括:數據采集單元1，其輸入端連接礦井提升系統3的齒輪箱、主滾筒齒輪箱和發電機，用于檢測齒輪箱、主滾筒齒輪箱和發電機軸承的振動信號以及發電機的轉速；
[0030]數據采集單元I的輸出端連接至信號放大單元2 ;所述信號放大單元的2輸出端連接至現場服務器4 ;所述現場服務器4將接收到的放大單元2傳輸來的信號進行存儲，存儲的數據通過網絡上傳至遠程中心服務器5 ;所述遠程中心服務器5與報警器6和顯示屏7分別相連；
[0031]所述遠程中心服務器5對接收的數據進行圖譜分析和包絡解調，當遠程中心服務器5檢測到齒輪箱，或主滾筒齒輪箱，或發電機發生故障時，報警器發出報警信息，報警信息顯示在顯示屏上。
[0032]所述包絡解調為:
[0033]遠程中心服務器獲取現場服務器傳輸來的數據，通過包絡譜線-解調-低通濾波提取出故障頻率成份，并與齒輪箱，或主滾筒齒輪箱，或發電機歷史故障參數對照，相應分析判斷出齒輪箱，或主滾筒齒輪箱，或發電機的故障類型和位置。
[0034]所述數據采集單元具有以下功能:
[0035](I)用于日常數據的采集和存儲:
[0036]對于礦井提升系統日常(穩態)情況下，系統安裝推薦時間間隔進行數據采樣和存儲辦法；該存儲是按年、月、周、日的存儲辦法，為建立機組運行的日常歷史資料，生成趨勢圖；絕大多數情況下，礦井提升系統運行是穩定的，可大大減少存儲量。
[0037](2)支持事故黑匣子功能:
[0038]能夠記錄事故發生前后長時間的動態數據，并能夠形成趨勢圖。數據采集單元的“黑匣子”，當礦井提升系統啟停機或振動幅值比預設正常值大時，系統啟動該“黑匣子”:完整記錄觸發前后各組完整振動波形的數據。以上“黑匣子”數據，將永久性地存儲在數據庫中，不再刪除或被覆蓋，同時可以生成趨勢圖等專用圖譜。
[0039](3)數據傳輸的可靠性策略:
[0040]數據采集單元I在本地緩存區內可保留一段時間的數據，克服了傳統方式下因網絡中斷造成的監測數據丟失的弊病。當由于數據采集單元與現場服務器的網絡發生故障，或服務器發生故障等原因，歷史數據不能夠正常保存到數據庫，則數據采集單元將歷史數據保存在本地的緩存區內，一旦條件恢復，即將本地緩存區內的歷史數據上傳給服務器。
[0041]其中，所述現場服務器配有多塊硬盤，設定為RAID存儲模式，可以將數據按自定義的時間定期備份。
[0042]本發明采用多種方