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Shanghai huquan Valve Group Co., Ltd
Diagnostic des pannes et maintenance prédictive des électrovannes à boisseau sphérique à sécurité intrinsèque pour l'exploitation minière
Date :2025-11-05Lire :14
La vanne à boisseau sphérique électrique à sécurité intrinsèque pour l'exploitation minière sert d'unité d'exécution clé pour les systèmes de contrôle des fluides sous - jacents aux mines de charbon, et sa fiabilité est directement liée au bon fonctionnement des systèmes de sécurité tels que la ventilation, l'extraction de gaz, le drainage, etc. Limité à l'humidité élevée sous le puits, à la poussière élevée, à l'inflammabilité et à l'explosion et à d'autres environnements difficiles, la vanne à boisseau sphérique électrique est sujette au blocage mécanique, à la défaillance de l'étanchéité, à la surcharge du moteur, à l'anomalie du circuit de sécurité locale et à d'autres défaillances. Les modèles traditionnels de « réparation après coup» ou de « révision périodique» ont du mal à répondre aux exigences de haute disponibilité et de sécurité intrinsèque des mines intelligentes modernes.
La limitation stricte de la consommation d'énergie, de la tension, du courant (généralement ≤ 24 V, ≤ 100 ma) de la conception de Ben - an rend la capacité d'entraînement de la vanne à boisseau sphérique électrique limitée, le fonctionnement à long terme est sujet à l'usure, à la rouille, à la défaillance de la lubrification et à d'autres problèmes. Une fois que la panne se produit, non seulement affecte le processus de processus, mais est plus susceptible de déclencher une accumulation de gaz, des inondations et d'autres accidents secondaires.
I. modes de défaillance typiques et analyse des causes
II. Chemin technique de diagnostic des pannes
1, surveillance d'état basée sur la détection Multi - source
Dans la limite de la consommation d'énergie propre à l'amplitude, les capteurs de faible consommation sont préférés:
- surveillance de la forme d'onde courant / tension: identification des blocages ou des surcharges par caractérisation transitoire du courant d'entraînement;
- acquisition de signaux micro - vibratoires: utilisation d'accéléromètres MEMS pour capturer les anomalies de mouvement de la tige;
- surveillance de la température: infrarouge ou thermistance détecte la surchauffe locale du moteur ou du corps de la vanne;
- contrôle de rétroaction de position: comparez la position de la commande avec la rétroaction réelle, jugez la défaillance de la chaîne de transmission.
Remarque: tous les capteurs et circuits de conditionnement du signal doivent être certifiés sécurité intrinsèque (ex: Ex Ia i ma).
2, traitement du signal et extraction des caractéristiques
- l'élimination des interférences sonores fortes en fond de puits par transformation en ondelettes ou décomposition modale empirique (EMD);
- extraction du Domaine temporel (racine carrée moyenne, pente), du Domaine fréquentiel (énergie fréquentielle principale) et des caractéristiques temporelles du Domaine fréquentiel;
- construire une bibliothèque de caractéristiques Multi - états "Health - Sub - health - Failure".
3, modèle de diagnostic axé sur les données
- méthodes traditionnelles: Support Vector Machine (SVM), modèle de Markov caché (Hmm) pour les petits échantillons de scénarios;
- Deep Learning: les réseaux CNN ou lstm légers sont déployés sur les contrôleurs Edge pour permettre un diagnostic en temps réel côté extrémité;
- apprentissage par migration: réduisez la dépendance aux données de marquage en fond de puits grâce au pré - entraînement aux données de la plate - forme de simulation au sol.
Iii. Architecture du système de maintenance prédictive
Proposer une architecture Collaborative « end - Side - Cloud » à trois niveaux:
1, côté d'extrémité (corps de valve de sécurité):
- l'intégration de MCU à faible consommation avec des capteurs pour effectuer l'extraction de caractéristiques locales et le diagnostic primaire;
- télécharger des données d'état clés via le bus Ben - an RS485 / CAN.
2, côté bord (passerelle Hongan sous le puits):
- agrégation des données de valve Multi - billard, exécution d'un modèle prédictif léger;
- générer des estimations de la durée de vie utile restante (RUL) et des recommandations pour les ordres de travail de maintenance.
3, dans le nuage (Centre de surveillance au sol):
- construction de jumeaux numériques pour la visualisation de la posture de santé des vannes à l'échelle de la mine;
- Combinez le comptoir de l'équipement, l'enregistrement des réparations, les paramètres environnementaux pour optimiser la stratégie de maintenance.
- l'architecture, sous réserve d'une sécurité garantie, permet une boucle fermée "perception - diagnostic - prédiction - décision".
Le diagnostic des pannes et la maintenance prédictive des vannes à boisseau sphérique électriques à sécurité intrinsèque pour l'exploitation minière sont des supports importants pour améliorer le niveau de sécurité intrinsèque dans les mines de charbon. Le passage de la « réparation passive» à la « prévention active» peut être réalisé sous des contraintes de sécurité strictes grâce à la fusion de la détection à faible consommation d'énergie, de l'intelligence de bord et de la synergie de la plate - forme Cloud.
