摘要：采用三維力控組態軟件開發礦井提升機故障診斷系統，其人機監控圖形界面與過程數據處理分離，內置獨立的實時歷史數據庫，強大的分布式報警、事件處理等，提高了系統開發的效率，使系統的故障檢測更加的適時準確，從而保證了礦井提升機可靠、準確地運行。經過調試和運行結果表明，該系統工作可靠、控制精度高，完全可以滿足現場生產運行的要求。
關鍵詞：礦井提升機；故障診斷；組態軟件

1 引言

礦井提升機作為一個典型的機械、電氣為一體的設備，在整個綜合自動化生產中占有重要位置，被稱為“礦井的咽喉”。一般來說，主井提升機負責提升井下采掘的有用礦物，副井提升機負責下放材料、升降人員和設備等作業。鑒于煤礦企業特殊的工作環境，一旦礦井提升機發生故障，將會造成不可估量的經濟損失和人員傷亡。為此，本文結合煤礦的實際需求，用組態軟件來建立一個礦井提升機故障診斷系統。

開展對提升機的故障診斷研究，將會極大地提高設備運行的安全可靠性。提升機故障智能診斷預報系統通過獲得設備當前運行的實時數據，積累歷史趨勢數據，進行數據及信號的分析處理后，分析查找設備故障種類、原因及程度，保存故障數據并進行事故追憶，力求提高設備的經濟性能，避免突發事故，減少不必要的損失，為煤礦設備的安全、高效、經濟運行提供有力支持。因此，設備故障診斷技術在煤礦的應用具有重要意義。

2.力控組態軟件介紹

北京三維力控科技有限公司是專業從事監控組態軟件研發與服務的高新技術企業，核心軟件產品初創于1992年，公司以自主創新為動力，逐漸奠定了在國內市場的領先地位。

力控組態軟件是對現場生產數據進行采集與過程控制的專用軟件，最大的特點是能以靈活多樣的“組態方式”而不是編程方式來進行系統集成，它提供了良好的用戶開發界面和簡捷的工程實現方法，只要將其預設置的各種軟件模塊進行簡單的“組態”，便可以非常容易地實現和完成監控層的各項功能，縮短了自動化工程師的系統集成的時間，大大的提高了集成效率。

3.診斷系統設計

整個診斷系統分為5個功能模塊：系統管理、時實監測、打印查詢、報警和故障診斷，如圖1所示。主要實現提升系統生產過程工況、安全制動系統、井筒信號系統等監控功能，具有事件及故障診斷報警、參數顯示和報表統計功能，能夠指導司機操作和維修，判斷處理故障，對提高系統安全可靠性和提升機運行效率起著重要的作用。

圖1 監控系統結構

在設計畫面時應盡量考慮到醒目、符合操作習慣，誤操作可能性等實際情況來設計。其中主界面的設計應盡量包含整個系統的全局信息，做到一目了然。本系統結合現場工藝流程，主要設計了以下幾個界面：系統啟動界面，運行界面，手動操作界面，工藝流程，歷史曲線界面，報表系統界面等。

4 趨勢曲線及報表的生成

4.1 趨勢曲線

力控現場采集到數據經過處理后依照實時數據和歷史數據進行存儲、顯示、分析，在力控工具組中，除了在窗口畫面和報表中顯示數據外，力控還提供了功能強大的各種曲線組件對數據進行分析顯示。

通過這些工具，可以對當前的實時數據和已經存儲了的歷史數據進行分析比較，可以捕獲一瞬間發生的工藝狀態，并可以放大曲線以細致的對工藝情況進行分析，也可比較兩個過程量之間的函數關系。力控分析曲線均支持分布式數據記錄系統，允許在任意一個網絡節點下分析顯示其他網絡節點的各種實時和歷史數據。分析曲線提供了豐富的屬性方法，以及便捷的用戶操作界面，一般性用戶可以使用曲線提供的各種配置界面來操控曲線，高級用戶可以利用分析曲線提供的屬性方法靈活的控制分析曲線，已達到更加復雜、更加靈活的用戶應用。力控中提供了兩種趨勢曲線：實時趨勢和歷史趨勢。如圖2所示：

4.2專家報表

專家報表提供類似EXCEL的電子表格功能，可實現形式更為復雜的報表格式，它的目的是提供一個方便，靈活，高效的報表設計系統。

專家報表主要適用于工業自動化領域，是解決實際開發過程中的圖表、報表顯示，輸入，打印輸出等問題的最理想的解決方案。采用專家報表可以極大的減少報表開發工作量，改善報表的人機界面，提高組態效率。本系統中得到運行效果如圖3所示：

5 結論

結合真實的礦井提升機實驗裝置，開發了礦井提升機故障診斷系統。系統經調試運行正常，電動機的溫度信號和振動信號能實時傳送到監控界面上來，適應提升機設備檢測的需要。在監控界面上還可以顯示出監控信號的實時曲線、事件記錄和報警信息，觀察提升機的運行情況，以及避免出現一些故障，有效地防止了因提升機出現故障而引起的安全事故。

參考文獻
[1] 馬國華著.監控組態軟件及其應用[M].北京:清華大學出版社,2001
[2] 龔運新,方立友編著.工業組態軟件實用技術[M].北京:清華大學出版社,2005
[3] 夏戰國,牛強,張磊等.基于FTA的礦井提升機故障診斷系統[J].微計算機信息,2008,24(5-1):160-162.