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Shanghai huquan valve group co., Ltd.
Diagnóstico de fallas y mantenimiento predictivo de la válvula de bola eléctrica de Seguridad intrínseca de la mina
Fecha:2025-11-05Leer:2
Como unidad de ejecución clave del sistema de control de fluidos subterráneos de la mina de carbón, la fiabilidad de la válvula de bola eléctrica de Seguridad intrínseca de la mina está directamente relacionada con el funcionamiento normal de los sistemas de seguridad, como ventilación, extracción de gas y drenaje. Limitado por entornos hostiles como Alta humedad, alto polvo, inflamable y explosivo en el pozo, las válvulas de bola eléctricas son propensas a fallas como atascos mecánicos, fallos de sellado, sobrecarga del motor y circuitos de Seguridad intrínseca anormales. Los modelos tradicionales de "mantenimiento posterior" o "mantenimiento regular" son difíciles de cumplir con los requisitos de alta disponibilidad y seguridad intrínseca de las minas inteligentes modernas.
El diseño de Seguridad intrínseca limita estrictamente el consumo de energía, el voltaje y la corriente eléctrica (generalmente ≤ 24 v, ≤ 100 ma), lo que limita la capacidad de conducción de las válvulas de bola eléctricas y es propenso a problemas de desgaste, corrosión y falla de lubricación durante el funcionamiento a largo plazo. Una vez que se produce una avería, no solo afecta el proceso tecnológico, sino que también puede causar accidentes secundarios como acumulación de gas e inundaciones.
I. análisis de los modos de falla típicos y las causas
2. ruta técnica de diagnóstico de fallas
1. monitoreo del Estado basado en la detección de múltiples fuentes
Bajo la limitación del consumo de energía de Seguridad intrínseca, se prefieren sensores de bajo consumo de energía:
- Monitoreo de la forma de onda de corriente / tensión: identificación de estancamiento o sobrecarga a través de las características transitorias de la corriente de conducción;
Adquisición de señales de microvibración: utilizando acelerómetros microelectrónicos para capturar el movimiento anormal del vástago;
- Monitoreo de temperatura: resistencia infrarroja o térmica para detectar sobrecalentamiento local del motor o del cuerpo de la válvula;
Verificación de retroalimentación de posición: comparar la posición de la instrucción con la retroalimentación real y juzgar la falla de la cadena de transmisión.
Nota: todos los sensores y circuitos de acondicionamiento de señales deben pasar la certificación de Seguridad intrínseca (como ex ia i ma).
2. procesamiento de señales y extracción de características
- eliminar la fuerte interferencia acústica subterránea mediante transformación de ondas o descomposición del modo empírica (emd);
Extraer las características oportunas del dominio del tiempo (raíz cuadrada media, kurtosis) y el dominio de la frecuencia (energía de frecuencia principal);
Construir una biblioteca de características multiestatales "salud - Sub - Salud - falla".
3. modelo de diagnóstico impulsado por datos
- métodos tradicionales: máquinas vectoriales de soporte (svm), modelos ocultos de markoviano (hmm) adecuados para escenarios de muestras pequeñas;
- aprendizaje profundo: las redes CNN o lstm ligeras se despliegan en controladores de borde para realizar diagnósticos en tiempo real de extremo a lado;
Aprendizaje migratorio: entrenamiento previo con datos de la Plataforma de simulación terrestre para reducir la Dependencia de los datos de etiquetado subterráneo.
III. arquitectura del sistema de mantenimiento predictivo
Se propone una arquitectura colaborativa de tres niveles "extremo - borde - nube":
1. lado final (cuerpo de la válvula de Seguridad natural):
Integrar mcu y sensores de bajo consumo de energía para realizar la extracción de características locales y el diagnóstico primario;
Cargar datos de Estado clave a través del bus rs485 / CAN de Ben 'an.
2. lado del borde (pasarela Ben 'an subterránea):
- - agregar datos de válvulas de bola múltiple y operar modelos de predicción ligeros;
Generar estimaciones de vida útil restante (rul) y recomendaciones de órdenes de trabajo de mantenimiento.
3. nube (centro de monitoreo terrestre):
Construir un modelo de gemelo digital para visualizar la situación de salud de las válvulas en toda la mina;
Optimizar la estrategia de mantenimiento en combinación con la cuenta del equipo, los registros de mantenimiento y los parámetros ambientales.
La arquitectura logra un circuito cerrado de "percepción - Diagnóstico - predicción - toma de decisiones" bajo la premisa de garantizar la seguridad intrínseca.
El diagnóstico de fallas y el mantenimiento predictivo de la válvula de bola eléctrica de Seguridad intrínseca de la mina son un apoyo importante para mejorar el nivel de Seguridad intrínseca de las minas de carbón. Al integrar la detección de bajo consumo de energía, la inteligencia de borde y la colaboración de plataformas en la nube, se puede lograr la transformación de "mantenimiento pasivo" a "prevención activa" bajo estrictas restricciones de Seguridad intrínseca.
