一种智能早期矿用通风机在线故障诊断系统的利记博彩app
【专利摘要】一种智能早期矿用通风机在线故障诊断系统属于设备早期故障诊断领域。针对矿用通风机对煤矿安全的重要性和早期故障诊断的复杂性，本发明实现了既能对矿用通风机运行状态特征的准确提取，又能识别矿用通风机运行状态的细微变化。由于目前矿用通风机故障诊断装置只能实现故障预警，而不能对早期故障做出诊断。本发明利用聚类和奇异值分解的方法对传感器、变送器提取的状态信息做预处理和提取矿用通风机的状态特征，且不受噪声的干扰。在故障识别与分类方面使用支持向量机模型，同时利用每次诊断的数据不断丰富与更新支持向量机的训练与学习样本，使该模型包含更多的信息，达到矿用通风机早期故障的准确、快速和智能的目的。
【专利说明】一种智能早期矿用通风机在线故障诊断系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种智能早期矿用通风机在线故障诊断系统，属于设备故障诊断领域，通过分析和运算矿用通风机的状态信号来诊断和识别矿用通风机的状态及状态变化，特别是用于恶劣环境中的矿用通风机的故障诊断，属于矿用通风机早期故障诊断领域。
【背景技术】
[0002]矿用通风机是向矿井不断输送新鲜空气、稀释粉尘、有毒有害气体的重要设备，矿用通风机的正常工作是煤矿安全的前提，矿用通风机的故障将造成巨大的经济损失，甚至严重的人员伤亡。为了保证矿用通风机安全、可靠和平稳地运行，需要对矿用通风机进行早期故障诊断。
[0003]由于矿用通风机工作环境恶劣，长时间运行，极易发生故障，故障类型多，特征信号微弱且背景噪声强，为了准确、尽早地诊断出矿用通风机的故障类型和故障位置，需要选择合适的故障诊断方法和硬件平台。传统的矿用通风机的监测系统只能发现矿用通风机的中晚期故障，而不能诊断出早期故障，且误诊断率高，可靠性差。故障发现的越早，对矿用通风机的维护代价越小。矿用通风机需要准确客观的故障诊断系统，实现对矿用通风机可靠地早期故障诊断，确保矿用通风机安全。目前国内还没有成熟的矿用通风机早期故障诊断系统，因此研究开发一种智能早期矿用通风机在线故障诊断系统具有重要的现实意义。
【发明内容】
[0004]本发明的目的 在于:针对目前矿用通风机的监测系统只能发现矿用通风机的中晚期故障，而不能诊断出矿用通风机矿用通风机的早期故障的不足，研发了一种智能早期矿用通风机在线故障诊断系统，该系统用于矿用通风机的早期故障诊断。通过传感器测量矿用通风机的状态信号，设备的状态信号由下位机PLC传输到上位机中，通过聚类算法对状态信号做预处理，剔除噪声信号，利用奇异值分解提取矿用通风机的状态特征，将信号特征输入到支持向量机模型中，识别和诊断矿用通风机的早期故障。
[0005]一种智能早期矿用通风机在线故障诊断系统，以聚类和奇异值分解作为信号特征的提取方法，利用支持向量机识别和诊断故障，其中的信号特征提取方法包括以下步骤:
[0006]S1.利用聚类的方法处理数据采集模块(已知的)采集的数据χ( Θ ) (k) (k=l, 2...N)，N采样点，Θ为信号代码，代表温度、振动、负压、一氧化碳浓度、甲烷浓度、电压、电流，Θ =1，2...ss为信号总数，设定簇数n，分析后，包含信号最多的簇为所求信号，其余的簇集中包含的信号作为为异常点，除去信号中的异常点，得到包含数据最多的簇集Ki(Q)(X),Ki(Q) (x) = [xn,xi2,…xim]，i为所分的簇集的序数，i=l, 2…n，m为包含数据最多的簇集的信号点数，m≤N;
[0007]S2.对 SI 中的 Ki ( θ ) (X)构造 Hankel 矩阵 A，
【权利要求】
1.一种智能早期矿用通风机在线故障诊断系统，以聚类和奇异值分解作为信号特征的提取方法，利用支持向量机识别和诊断故障，其特征在于:其中的信号特征提取方法包括以下步骤: 51.利用聚类的方法处理数据采集模块采集的数据χ(θ)(k) (1^1，2吣沁州采样点，Θ为信号代码，代表温度、振动、负压、一氧化碳浓度、甲烷浓度、电压、电流，θ=1，2…s S为信号总数，设定簇数η，分析后，包含信号最多的簇为所求信号，其余的簇集中包含的信号作为为异常点，除去信号中的异常点，得到包含数据最多的簇集Ki ( Θ ) (X)，Ki( Θ )(x) = [xn,xi2,…xim]，i为所分的簇集的序数，i=l，2…n，m为包含数据最多的簇集的信号点数,m≤N ; 52.对SI中的Ki( θ ) (X)构造Hankel矩阵A，
2.一种智能早期矿用通风机在线故障诊断系统，其特征:包括上位机、下位机、信号采集模块、温度传感器、振动传感器、负压传感器、甲烷传感器、一氧化碳传感器，ACR系列网络多功能电力仪表；同一被测点的两个传感器通过屏蔽线连接到模数转换模块SM331，SM331把模拟量转化为数字量，输入到CPU314中；矿用通风机电机的电压和电流通过ACR系列网络多功能电力仪表测量，通过RS485输入到CPU314中；每台矿用通风机早期故障诊断系统的硬件为两套，互为冗余；CPU314将所测量信号输入到上位机，上位机计算同一被测点的两个传感器的平均值作为该测点的信号；两台PLC相互监视，工作风机的PLC周期性地向另一台PLC发送指令，复位定时器，若不能复位，则发出故障报警；矿用通风机发生异常或故障根据风机的状态做出相应的控制策略，控制风机的启停、自动倒机、风门开闭；上位机利用WinCC作为组态软件，完成人机交互，既可显示风机的状态参数，显示温度、电机的电压电流、振动、负压、风量、一氧化碳含量、甲烷含量、矿用通风机的性能曲线、风门状态和油站状态，又能实现控制输入，输入温度、振动、负压、风量、甲烷含量、一氧化碳含量的报警阈值；通过键盘在上位机WinCC上输入控制指令，控制风门的开闭、风机的启停；温度传感器PtlOO分别安装在轴承座的两侧和电机的定子线圈旁边，所有轴承座都在水平和垂直方向上安装一体式振动变送器；CPU314输出点连接继电器，继电器控制风门电机、通风机电机和油站电机电源开关。
3.一种智能早期矿用通风机在线故障诊断系统，其特征在于:将故障诊断算法集成在WinCC中，仅一个组态软件即可完成矿用通风机的故障诊断和控制。
【文档编号】F04D27/00GK103671190SQ201310426466
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年9月18日 优先权日:2013年9月18日
【发明者】付胜, 徐斌, 高虎, 许晓东 申请人:北京工业大学