[00112355]基于虚拟仪器的煤矿固定设备检测、监控技术研究与应用

该项目属于自动检测和自动控制领域。主要针对煤矿固定设备开展研究，煤矿固定设备指提升机、通风机、压风机和排水泵，俗称煤矿“四大件”，是煤矿生产最关键的设备。四种设备的安全运行关系到整个煤矿的安全生产。该项目的研究内容分为两大方面：其一是煤矿“四大件”安全性能检测系统：该系统实现了对四大件进行综合性能测试，系统的数据采集装置可以复用，部分传感器也可以实现复用，测试功能由虚拟仪器软件实现，在软件设计时实现不同设备测试功能模块化，而后将各个功能子模块进行集成，形成四大件的综合安全监测系统，同时实现数据采集、无线传输、数据分析和处理、数据存储以及生成检测报告等多种功能；其二是研究将“四大件”检测模块植入相应设备的在线监控系统中，并围绕在线监控系统中动态测量结果的不确定度评定这一问题进行研究，成功建立并应用了基于未确知理论的动态不确定度评定模型：该模型通过分析测量系统的动态特性，研究测量系统全寿命过程中的量值指标变化的规律，探索动态不确定度的评定方法，组建了较优的测量系统，提高了动态测量系统的时效性和可靠性，将该模型应用于在线监控系统，提高了监控精度。主要特点：1)该课题开发的基于虚拟仪器的四大件安全监测系统，更新了四大件的安全检测方法，以LabVIE为核心平台，贯彻“软件即仪器”的虚拟仪器设计理念，用强大的软件去代替某些硬件功能，传感器、数据采集装置实现了复用。实现了集四大件检测功能为一体、检测范围可调的监测系统。与传统检测系统相比，极大的提高了系统的精度、减轻了劳动强度，能够给现场设备管理和安全生产提供正确的依据和准确的测量结果，满足了煤安检测单位和煤矿企业的迫切需求；2)上述检测系统为模块化结构，包括提升机、通风机、压风机和排水泵四个模块，可根据需要灵活组合；除可应用于四大件的定时技术测定外，四个模块可以分别植入相关设备的在线监控系统：软件编制时预留了和其他程序的接口，可以作为在线监控软件的子模块进行调用，方便实现现役设备监控系统的虚拟仪器化改造；3)针对在线监测、监控系统实时测量及动态监测的特征，该项目建立了基于未确知理论的动态测量不确定度评定方法模型，并成功应用于上述设备的在线监测与监控系统，提高了系统精度，保证四大件的安全、高效生产，同时降低了系统用电量，减少了操作人员。推广应用及经济效益：项目已在冀中能源峰峰集团、晋城煤业集团，冀中能源邯郸矿业集团等多家煤矿应用。新增销售额3210万元，新增利润963万元，新增税收163.71万元，节支1840万元。社会效益：及时、高效检测、监控技术消除了四大件重大安全事故隐患，保证了煤矿的安全生产；操作简便降低了劳动强度，节约人力资源；精度提高，节能降耗效果显著。围绕课题取得4项软件著作权，2项实用新型专利，发表论文12篇，申请国家发明专利2项，其中1项已授权。围绕课题研究培养了6名硕士。