提升机故障诊断系统

1、提升机故障诊断系统提升机故障诊断系统中国矿业大学机电工程学院中国矿业大学机电工程学院徐州大恒测控技术有限公司徐州大恒测控技术有限公司徐桂云徐桂云 保证提升机安全运行的关键环节有驱动旋转部件、制动系保证提升机安全运行的关键环节有驱动旋转部件、制动系统、高压配电柜等，其中，驱动旋转部件由电动机（或液压统、高压配电柜等，其中，驱动旋转部件由电动机（或液压马达）、减速器、滚筒、天轮等组成，制动系统由液压站和马达）、减速器、滚筒、天轮等组成，制动系统由液压站和制动闸组成。制动闸组成。 驱动旋转部件的机械故障主要是以转子的振动、温度形式驱动旋转部件的机械故障主要是以转子的振动、温度形式表现；表现； 高压配

2、电柜的触头和母线排连接处等部位因过热引起绝高压配电柜的触头和母线排连接处等部位因过热引起绝缘老化甚至击穿，从而引发短路的现象，是以温度形式表现。缘老化甚至击穿，从而引发短路的现象，是以温度形式表现。 1 1、项目现状及问题、项目现状及问题2 2、项目目标、主要研究内容、项目目标、主要研究内容项目目标项目目标 对提升机电机、减速器、滚筒和天轮的轴承的振动进行监测，对提升机电机、减速器、滚筒和天轮的轴承的振动进行监测，对振动信号进行功率谱、频谱分析等相关分析，诊断旋转机械对振动信号进行功率谱、频谱分析等相关分析，诊断旋转机械部分可能存在的故障。部分可能存在的故障。 监测轴承、液压站、润滑油站、高压

3、配电柜等的温度，分析监测轴承、液压站、润滑油站、高压配电柜等的温度，分析温度的变化趋势，对超出阈值的温度进行报警。高压配电柜内温度的变化趋势，对超出阈值的温度进行报警。高压配电柜内部温度无法引线，设置无线温度传感器进行无线监测。部温度无法引线，设置无线温度传感器进行无线监测。出现故障后语言报警或闭锁提升机；具备实时数据浏览、曲线出现故障后语言报警或闭锁提升机；具备实时数据浏览、曲线绘制及历史数据查询等功能；提供网络远程浏览和标准接口接绘制及历史数据查询等功能；提供网络远程浏览和标准接口接入数字化平台。入数字化平台。主要研究内容主要研究内容1、振动监测、振动监测 将振动传感器安装在电机、减速器、

4、将振动传感器安装在电机、减速器、滚筒的轴承座上，监测垂直、水平和轴滚筒的轴承座上，监测垂直、水平和轴向的振动。对机械振动进行信号采集处向的振动。对机械振动进行信号采集处理后，根据振幅、频率、相位及相关图理后，根据振幅、频率、相位及相关图谱所进行故障分析。谱所进行故障分析。 振动故障分析的步骤为：振动故障分析的步骤为： 初级判断：计算监测点的振动烈度，依据国标初级判断：计算监测点的振动烈度，依据国标ISO2372标准，当某处烈度大于标准，当某处烈度大于6mm/s时表明此处振动时表明此处振动偏大，可能存在异常。需要对该处信号做进一步分析。偏大，可能存在异常。需要对该处信号做进一步分析。 进一步分析

5、：在分析子程序中对信号进行进一步分进一步分析：在分析子程序中对信号进行进一步分析。分析的内容包括时域无量纲分析、析。分析的内容包括时域无量纲分析、HHT谱分析和谱分析和二代小波分析。根据时域标准和频域标准，对故障作二代小波分析。根据时域标准和频域标准，对故障作更详细的定位。更详细的定位。振动监测界面振动监测界面实时曲线界面实时曲线界面故障诊断界面故障诊断界面2、温度监测、温度监测 监测轴承、液压站、润滑油站、高压配电柜等的温度，分析监测轴承、液压站、润滑油站、高压配电柜等的温度，分析温度的变化趋势，对超出阈值的温度进行报警。温度的变化趋势，对超出阈值的温度进行报警。 将温度传感器探头插入轴承座

6、的安装孔内，离轴承最近。将温度传感器探头插入轴承座的安装孔内，离轴承最近。 高压配电柜内部温度无法引线，将无线温度传感器安装于调速高压配电柜内部温度无法引线，将无线温度传感器安装于调速柜、换向柜、高压进线柜的三相输入端，进行无线温度监测。柜、换向柜、高压进线柜的三相输入端，进行无线温度监测。温度监测界面温度监测界面项目实施方案项目实施方案 在提升机电机、减速器、滚筒的轴承上安装振动传感器，对在提升机电机、减速器、滚筒的轴承上安装振动传感器，对振动信号进行分析，诊断旋转机械部分可能存在的故障；振动信号进行分析，诊断旋转机械部分可能存在的故障； 在轴承、液压站、润滑油站、高压配电柜上安装温度传感器

7、，在轴承、液压站、润滑油站、高压配电柜上安装温度传感器，分析温度的变化趋势，温度超限进行报警。分析温度的变化趋势，温度超限进行报警。 高压配电柜内部温度无法引线，设置无线温度传感器进行无高压配电柜内部温度无法引线，设置无线温度传感器进行无线监测。选择线监测。选择ZigBee 技术组建无线传感器网络。技术组建无线传感器网络。采集传感器信号，编制监测软件，对故障进行诊断。采集传感器信号，编制监测软件，对故障进行诊断。3、项目实施方案、技术关键、项目实施方案、技术关键技术关键技术关键（1）采用基于）采用基于IEEE802.15.4协议且将发射模块与传感器融为协议且将发射模块与传感器融为一体的温度节点

8、远距离测量，以无线节点为依托，通过网桥一体的温度节点远距离测量，以无线节点为依托，通过网桥将距离较远的网络互联，以网关作为簇节点接收各节点传输将距离较远的网络互联，以网关作为簇节点接收各节点传输的数据从而形成无线传感器网络。的数据从而形成无线传感器网络。（2）以频谱分析法作为故障诊断的主要手段，利用傅立叶变）以频谱分析法作为故障诊断的主要手段，利用傅立叶变换、相关性分析、倒频谱分析等信号处理方法对采集到的振换、相关性分析、倒频谱分析等信号处理方法对采集到的振动信号提取频率成分，与故障信号频率进行比较，从而给出动信号提取频率成分，与故障信号频率进行比较，从而给出可能发生故障的概率大小。可能发生故障的概率大小。（3）在制动系统中，）在制动系统中， 回油时间计时板和手动二级制动回油回油时间计时板和手动二级制动回油阀的研制；制动正压力传感器的研制；阀的研制；制动正压力传感器的研制； 渐开线形制动力渐开线形制动力矩测量装置的研制。矩测量