新型助听器
山西省太原市，030006)
摘要：采掘设备在井下工作时，各传感器采集到的信号、电机工作电流、电压、温度变化以及设备故障信息等数据对设计人员分析设备整体运行情况以及设备后续优化改进有着至关重要的意义。采用基于CAN通讯的数据采集记录仪对采掘设备工作时产生的数据进行实时记录。通过分析采集到的数据并应用专用软件对相关数据进行曲线拟合，真实还原采掘设备在不同工况下各电机协同出力、系统温度变化以及电机启动时电流电压波动情况。通过分析这些数据，对设备故障点预判以及设备优化改进提供了切实可靠的依据，同时大量有效的底层数据对设备实现自动化、智能化有重要意义。 关键字：采掘设备、数据采集记录仪、数据分析、故障点预判
0．引言
经过十多年的发展，国内采掘设备市场日益竞争激烈，基本进入存量博弈阶段。同时随着近几年国家供给侧改革效果的显现，煤炭行业转暖，国产各大煤机企业又开始相继研发新的采
掘设备。其中采掘设备自动化、智能化是发展的必然趋势。
在这种背景下提高产品智能化程度（例如设备故障提前预判功能）、全面提升产品性能显得尤为重要。设备在多种工况下运行产生的有效数据是优化设计、提高产品质量切实可靠的依据。本文将讨论一种获取采掘设备运行数据的方法并对取得的数据进行分析。
1、数据采集系统的基本信息
图1 数据采集记录系统示意图
先对数据采集记录系统做一个简单介绍，该系统包括直流24V电源模块、数据采集记录仪
、CAN隔离中继器和设备核心控制器。设备核心控制器与数据采集记录仪进行实时通讯，按照拟定的格式把各种类型的数据写入数据记录仪，以数据记录仪为载体，对设备运行数据进行实现采集记录。为提高系统通讯抗干扰能力，在数据采集记录仪与设备核心控制器通讯线路中加上CAN隔离中继器，整个系统由直流24V电源模块供电。
除了系统电压、油温油位等信息外，采集记录的主要对象是电机。一般采掘设备上的电机包括截割电机、装运电机、牵引电机、油泵电机以及除尘电机。数据采集记录仪对采掘设备各个电机运行数据进行采集记录，各电机参数如下表所示：
表1 采掘设备各电机参数
电机名称 | 额定电压(V) | 计数继电器额定电流(A) | 额定功率(KW) | 绕组温度范围 (℃) |
左截割电机 | 1140 | 玻璃纤维滤筒114 | 170 | 0～200 |
右截割电机 | 1140 | 114 | 170 双向丝杆 | 0～200 |
左装运电机 | 1140 | 36 | 45 | 0～200 |
右装运电机 | 1140 | 36 | 45 | 0～200 |
左牵引电机 | 1140 | 39 | 冰雕模具50 | 0～200 |
右牵引电机 | 1140 | 39 | 50 | 0～200 |
油泵电机 | 1140 | 28.1 | 45 | —— |
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2.数据提取与解析
数据采集记录仪每隔150ms，就会对采掘设备核心控制器进行一次读操作，全天记录存储60多万条数据，所以数据采集记录仪存储的数据量比较大，且这些数据是根据特定协议进行存储的。因此专门开发了一款数据分析软件FASTDA，该软件基于Csharp编程环境开发而成。
图2 数据解析前后对比（左图为解析前数据，右图为解析后数据）
3.设备运行情况实例分析
我们选取时间段为下午4:45～6:15共90分钟的数据进行分析解读，该时间段属于矿方生产班时间，设备基本处于工作状态。
3.1装运电机运行情况分析
图3左装运电机工作电流与温度关系曲线
图4右装运电机工作电流与温度关系曲线
图5装运电机启动瞬间电流、电压变化曲线
图3～图5中横坐标是时间，左纵坐标是电机工作电流，图3、图4右纵坐标是电机绕组温度，图5右纵坐标是系统电压值。分析上图得出如下结论或预判：
灭火器标签(1)从4:45到6:15，90分钟内装运电机启停10次。说明该工作面装运电机启停较为频繁，因此对电机启停相关配件如接触器要求较高。如果结合配件参数表分析，可以预判相关配件寿命。
(2)左右装运电机运行负载分配情况基本平衡，电机启停时间、电机工作电流，电机温升基
本同步，左右装运电机协同度较好。如果图表中出现某侧电机工作电流长期高于另一侧，则应该马上检查原因并处理。所以该数据采集记录仪还可以起到故障提前预警的作用。
(3)装运电机启动时，系统电压由1163V降到1025V，瞬间拉低系统电压12%，仅0.5s后，电机完成启动过程进入正常运行状态，系统电压恢复到1138V。另外电机启动电流达到180A，最大可达到260A，0.5s后电机工作电流稳定在34～38A之间。这些参数对电气系统设计有至关重要的意义，合理利用这些参数，可以优化电机保护系统。
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