煤矿提升机监控系统及其故障诊断的研究

摘要

矿井提升机是煤矿生产的最关键设备之一,是联系矿山井上与井下运输的“咽喉”设备。矿井提升系统一旦发生故障,轻则导致全矿生产陷于停顿,重则可能造成严重的人身伤亡事故。因此对矿井提升系统进行远程监控和故障监测与诊断,实现提升系统的自动化,对提高生产效率、保障设备安全运行、提高企业效益等具有重要的意义。
　　本文以兖矿集团兴隆庄矿为项目背景,融合了 PLC技术、控制网络技术、故障诊断方法、专家系统理论、组态技术等设计了一套矿井提升机监控系统及其故障诊断。该系统以PLC为控制核心,结合传感器等信息采集设备、输出设备、以及人机交互设备,建立了控制系统的硬件系统。在控制网络的连接上,PLC与上位机实现信息交互,实现监控功能。
　　论文研究了提升机故障诊断系统,并建立了故障诊断专家系统结构模型。以提升机机械故障为研究对象,设计了该模型中的核心组成部分——知识库和推理机。提升机故障诊断专家系统的建立,使得提升系统的故障诊断能力更加迅速和准确,保障提升机安全、可靠运行。
　　最后以西门子WinCC组态软件为依托,设计出提升机远程监控系统,可以显示设备的运行状况、操作历史记录、故障报警等信息。
　　现场运行表明,该系统能够满足提升机的运行要求,系统配置合理。

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1 绪论

1.1 课题背景及研究意义（Background and Significance）

1.2 本课题国内外研究现状（Research Status at Home and Abroad）

1.3 课题主要研究内容和章节安排(Main Work and Organization of the Research)

2 系统总体设计方案

2.1 控制系统背景概述(Background Introduction of System)

2.2 提升机主要故障分析(Analysis of Hoist Main Fault)

2.3 原有控制系统存在的问题(Problem of Original Control System)

2.4 提升机控制系统方案的提出 ( General Scheme of Mine Hoist’s Control System)

2.5 本章小结（Summary）

3 控制系统硬件设计

3.1 硬件系统设计要求（Hardware System Design Requirements）

3.2 硬件系统总体设计（Overall Hardware System Design）

3.3 输入输出点的统计及其地址分配（I/O Statistical）

3.4 PLC及相关模块的选型(PLC and Related Modules Selection)

3.5 系统保护及相关传感器的选型(System Protection and Related Sensor Selection)

3.6 提升机监测系统中的电气原理图（ The Electric Circuit Diagram in Hoist Monitoring System）

3.7 本章小结（Summary）

4 故障监测与诊断

4.1 矿井提升机故障特点(Fault Characteristics of Mine Hoist)

4.2 矿井提升机故障分类（Fault Classification of Mine Hoist）

4.3 故障诊断专家系统的结构设计（Design Structure of Mine Hoist Fault Diagnosis Expert System）

4.4 知识库设计(Design of Knowledge Base)

4.5 推理机设计(Design of Inference Engine)

4.6 解释器设计(Design of Interpreter)

4.7 本章小结（Summary）

5 控制系统软件设计

5.1 PLC控制程序设计(Design of Control Program)

5.2 基于WINCC的上位机监控软件设计(Host Computer Software Design Based on WINCC)

5.3 本章小结（Summary）

6 结论与展望

6.1 结论（Conclusions）

6.2 展望（Prospects）

参考文献

作者简历

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