在國(guó)家大力推進(jìn)煤礦智能(néng)化方針的指引下，煤炭企業根據行業自身的生産特點，沿著(zhe)生産過(guò)程無人化、安全監測數字化、信息管理集約化的發(fā)展路線持續推動自動化、智能(néng)化、信息化深度融合。

現階段，很多大型煤炭企業都(dōu)配備了綜合自動化系統，但缺乏對(duì)關鍵設備關鍵部位的運行狀态、健康狀況監測與故障診斷，導緻關鍵設備的運行存在安全隐患；另外，煤礦各個子系統之間的監測信息是割裂的，存在很多“數據孤島”現象，無法實現數據共享，無法發(fā)揮數據分析和融合的價值。因此，在工業互聯網的基礎上，煤礦需要建立關鍵設備在線監測與診斷系統平台，同時建立相關的故障預警機制及風險防範系統，實現對(duì)關鍵設備智能(néng)監測、故障預警與故障診斷。

山東中科電源科技有限公司研發(fā)的煤礦機電設備故障診斷系統（以下簡稱DHMS），將(jiāng)傳感檢測、無線通信、人工智能(néng)與工業互聯網等技術相結合，研發(fā)高精度、寬頻帶的無線振動溫度采集裝置，構建礦山設備故障診斷平台，建立多參數融合的診斷分析模型和故障特征庫。DHMS基于設備關鍵部位振動和溫度的分析，融合其他子系統的設備運行參數，對(duì)煤礦機電設備進(jìn)行狀态預警、故障診斷、狀态評價，將(jiāng)參數記錄電子化、故障診斷信息化。

（1）智能(néng)告警技術

通過(guò)曆史趨勢、工況學(xué)習、降噪去僞以及動态阈值等多策略協同開(kāi)發(fā)的智能(néng)告警算法模型，顯著提高故障告警準确率。

（2）全自動閉環智能(néng)自動診斷

采用機理模型+學(xué)習模型相結合，對(duì)軸系、軸承、齒輪等旋轉設備的典型故障進(jìn)行自動故障診斷，并自動生成(chéng)診斷報告。

（3）低功耗無線傳輸技術

基于傳感檢測、無線通信、微處理（MCU）等技術，開(kāi)發(fā)了低功耗無線智能(néng)振動溫度監測器和大數據量無線傳輸通信協議。2022年最新上市的DMS1200I無線振動溫度監測器，具有突出的低功耗特性，在正常工作情況下，電池的使用壽命可達5年。

（4）邊緣計算技術

終端監測器内置數據處理和振動分析算法，輸出10種(zhǒng)振動故障特征值，本地化的邊緣計算可以實現就地告警，滿足煤礦實時性和安全性的要求，可大幅減輕中心服務器的壓力。

DHMS通過(guò)無線振動溫度監測器進(jìn)行數據采集與邊緣計算，以無線方式將(jiāng)數據傳輸至網關與後(hòu)台服務器，服務器端軟件對(duì)振動數據進(jìn)行頻譜分析。當發(fā)生告警時，系統自動進(jìn)行智能(néng)診斷，其診斷結論觸發(fā)維保工單，將(jiāng)工單推送給相關的維保人員，形成(chéng)一個閉環的業務流程。DHMS可診斷不對(duì)中、底座松動、不平衡、葉片損壞、軸承損壞、齒輪損壞、聯軸器故障等旋轉機械常見的故障類型。

DHMS監測對(duì)象涵蓋煤礦的關鍵機電設備，主要應用場景有3種(zhǒng)：①煤礦地面(miàn)設備，包括主副井提升機、主通風機、壓風機和瓦斯泵站；②洗選設備，包括振動篩、刮闆輸送機、泵類、離心機等；③煤礦井下設備，包括主排水泵、帶式輸送機、刮闆輸送機等。

目前，DHMS已在國(guó)家能(néng)源集團、山東能(néng)源集團、中煤能(néng)源集團、晉能(néng)控股集團、陝煤集團、淮北礦業集團等20多家大型煤炭企業的80餘家煤礦單位取得應用，僅DHMS管理的煤礦機電設備測點數量就達到1萬個以上。DHMS通過(guò)振動分析、智能(néng)診斷與遠程專家會(huì)診等功能(néng)，將(jiāng)萌芽狀态的故障提前告知用戶，顯著降低了非計劃停機時間和設備維護成(chéng)本。

DHMS通過(guò)智能(néng)感知、數據分析、預測預警、人工智能(néng)、移動互聯等先進(jìn)技術，指導用戶對(duì)設備進(jìn)行預測性維護，大幅提高了設備運行的安全性和可靠性，爲智能(néng)礦山建設提供底層數據支持。

DHMS監測選煤廠煤泥泵

文章來源：《智能(néng)礦山》2022年第9期“技術與裝備推廣”專欄  https://mp.weixin.qq.com/s/WjVbe0xLvhAcaVRwncgJXw

作者簡介：姜雪，碩士生導師，博士，現任山東中科電源科技有限公司副總經(jīng)理