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基于组态软件的矿井提升机故障诊断系统

摘要：采用三维力控组态软件开发矿井提升机故障诊断系统，其人机监控给予Torlon PAI加工商以支持图形界面与过程数据处理分离，内置独立的实时历史数据库，强大的分布式报警、事件处理等，提高了系统开发的效率，使系统的故障检测更加的适时准确，从而保证了矿井提升机可靠、准确地运行。经过调试和运行结果表明，该系统工作可靠、控制精度高，完全可以满足现场生产运行的要求。

关键词：矿井提升机；故障诊断；组态软件

1 引言

矿井提升机作为一个典型的机械、电气为一体的设备，在整个综合自动化生产中占有重要位置，被称为“矿井的咽喉”。一般来说，主井提升机负责提升井下采掘的有用矿物，副井提升机负责下放材料、升降人员和设备等作业。鉴于煤矿企业特殊的工作环境，一旦矿井提升机发生故障，将会造成不可估量的经济损失和人员伤亡。为此，本文结合煤矿的实际需求，用组态软件来建立一个矿井提升机故障诊断系统。

开展对提升机的故障诊断研究，将会极大地提高设备运行的安全可靠性。提升机故障智能诊断预报系统通过获得设备当前运行的实时数据，积累历史趋势数据，进行数据及信号的分析处理后，分析查找设备故障种类、原因及程度，保存故障数据并进行事故追忆，力求提高设备的经济性能，避免突发事故，减少不必要的损失，为煤矿设备的安全、高效、经济运行提供有力支持。因此，设备故障诊断技术在煤矿的应用具有重要意义。

2.力控组态软件介绍

北京三维力控科技有限公司是专业从事监控组态软件研发与服务的高新技术企业，核心软件产品初创于1992年，公司以自主创新为动力，逐渐奠定了在国内市场的领先地位。

力控组态软件是对现场生产数据进行采集与过程控制的专用软件，最大的特点是能以灵活多样的“组态方式”而不是编程方式来进行系统集成，它提供了良好的用户开发界面和简捷的工程实现方法，只要将其预设置的各种软件模块进行简单的“组态”，便可以非常容易地实现和完成监控层的各项功能，缩短了自动化工程师的系统集成的时间，大大的提高了集成效率。

3.诊断系统设计

整个诊断系统分为5个功能模块：系统管理、时实监测、打印查询、报警和故障诊断，如图1所示。主要实现提升系测速雷达统生产过程工况、安全制动系统、井筒信号系统等监控功能，具有事件及故障诊断报警、参安阳有互联平台 中钢 和全国首家公共物流信息货运平台 8香辛料挂来 数显示和报表统计功能，能够指导司机操作和维修，判断处理故障，对提高系统安全可靠性和提升机运行效率起着重要的作用。

图1 监控系统结构

在设计画面时应尽量考虑到醒目、符合操作习惯比如芳纶和碳，误操作可能性等实际情况来设石油机械计。其中主界面的设计应尽量包含整个系统的全局信息，做到一目了然。本系统结合现场工艺流程，主要设计了以下几个界面：系统启动界面，运行界面，手动操作界面，工艺流程，历史曲线界面，报表系统界面等。

4 趋势曲线及报表的生成

4.1 趋势曲线

力控现场采集到数据经过处理后依照实时数据和历史数据进行存储、显示、分析，在力控工具组中，除了在窗口画面和报表中显示数据外，力控还提供了功能强大的各种曲线组件对数据进行分析显示。

通过这些工具，可以对当前的实时数据和已经存储了的历史数据进行分析比较，可以捕获一瞬间发生的工艺状态，并可以放大曲线以细致的对工艺情况进行分析，也可比较两个过程量之间的函数关系。力控分析曲线均支持分布式数据记录系统，允许在任意一个络节点下分析显示其他络节点的各种实时和历史数据。分析曲线提供了丰富的属性方法，以及便捷的用户操作界面，一般性用户可以使用曲线提供的各种配置界面来操控曲线，高级用户可以利用分析曲线提供的属性方法灵活的控制分析曲线，已达到更加复杂、更加灵活的用户应用。力控中提供了两种趋势曲线：实时趋势和历史趋势。如图2所示：

4.2专家报表

专家报表提供类似EXCEL的电子表格功能，可实现形式更为复杂的报表格式，它的目的是提供一个方便，灵活，高效的报表设计系统。

专家报表主要适用于工业自动化领域，是解决实际开发过程中的图表、报表显示，输入，打印输出等问题的最理想的解决方案。采用专家报表可以极大的减少报表开发工作量，改善报表的人机界面，提高组态效率。本系统中得到运行效果如图3所示：

5 结论

结合真实的矿井提升机实验装置，开发了矿井提微型马达升机故障诊断系统。系统经调试运行正常，电动机的温度信号和振动信号能实时传送到监控界面上来，适应提升机设备检测的需要。在监控界面上还可以显示出监控信号的实时曲线、事件记录和报警信息，观察提升机的运行情况，以及避免出现一些故障，有效地防止了因提升机出现故障而引起的安全事故。

参考文献

[1] 马国华著.监控组态软件及其应用[M].北京:清华大学出版社,2001

[2] 龚运新,方立友编著.工业组态软件实用技术[M].北京:清华大学出版社,2005

[3] 夏战国,牛强,张磊等.基于FTA的矿井提升机故障诊断系统[J].微计算机信息,2008,24():.(end)