在國家大力推進煤礦智能化方針的指引下，煤炭企業根據行業自身的生產特點，沿著生產過程無人化、安全監測數字化、信息管理集約化的發展路線持續推動自動化、智能化、信息化深度融合。

現階段，很多大型煤炭企業都配備了綜合自動化系統，但缺乏對關鍵設備關鍵部位的運行狀態、健康狀況監測與故障診斷，導致關鍵設備的運行存在安全隱患；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臺，同時建立相關的故障預警機制及風險防范系統，實現對關鍵設備智能監測、故障預警與故障診斷。

山東科大機電科技股份有限公司研發的煤礦機電設備故障診斷系統（以下簡稱DHMS），將傳感檢測、無線通信、人工智能與工業互聯網等技術相結合，研發高精度、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臺，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，對煤礦機電設備進行狀態預警、故障診斷、狀態評價，將參數記錄電子化、故障診斷信息化。

（1）智能告警技術

通過歷史趨勢、工況學習、降噪去偽以及動態閾值等多策略協同開發的智能告警算法模型，顯著提高故障告警準確率。

（2）全自動閉環智能自動診斷

采用機理模型+學習模型相結合，對軸系、軸承、齒輪等旋轉設備的典型故障進行自動故障診斷，并自動生成診斷報告。

（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，開發了低功耗無線智能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

終端監測器內置數據處理和振動分析算法，輸出10種振動故障特征值，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通過無線振動溫度監測器進行數據采集與邊緣計算，以無線方式將數據傳輸至網關與后臺服務器，服務器端軟件對振動數據進行頻譜分析。當發生告警時，系統自動進行智能診斷，其診斷結論觸發維保工單，將工單推送給相關的維保人員，形成一個閉環的業務流程。DHMS可診斷不對中、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監測對象涵蓋煤礦的關鍵機電設備，主要應用場景有3種：①煤礦地面設備，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、刮板輸送機、泵類、離心機等；③煤礦井下設備，包括主排水泵、帶式輸送機、刮板輸送機等。

目前，DHMS已在國家能源集團、山東能源集團、中煤能源集團、晉能控股集團、陜煤集團、淮北礦業集團等20多家大型煤炭企業的80余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通過振動分析、智能診斷與遠程專家會診等功能，將萌芽狀態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本。

DHMS通過智能感知、數據分析、預測預警、人工智能、移動互聯等先進技術，指導用戶對設備進行預測性維護，大幅提高了設備運行的安全性和可靠性，為智能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，現任山東科大機電科技股份有限公司副總經理