本發(fā)明屬于皮帶輸送機(jī)的故障預(yù)警，具體為一種皮帶機(jī)皮帶撕裂故障的預(yù)警方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、皮帶輸送機(jī)在礦山、港口、電廠等眾多行業(yè)的物料輸送環(huán)節(jié)中扮演著至關(guān)重要的角色，是保障生產(chǎn)流程順暢的關(guān)鍵設(shè)備。然而，皮帶在長(zhǎng)期不間斷的運(yùn)行過(guò)程中，不可避免地會(huì)面臨磨損、老化以及過(guò)載等問(wèn)題，這些問(wèn)題極易引發(fā)皮帶撕裂故障。一旦皮帶撕裂，不僅會(huì)導(dǎo)致設(shè)備停機(jī)，影響生產(chǎn)效率，還可能引發(fā)嚴(yán)重的安全事故，給企業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失和安全隱患。

2、傳統(tǒng)的皮帶撕裂檢測(cè)方法，如視覺(jué)檢測(cè)、聲學(xué)檢測(cè)和稱(chēng)重監(jiān)測(cè)等，在實(shí)際應(yīng)用中暴露出諸多弊端。視覺(jué)檢測(cè)依賴(lài)人工，易受主觀因素影響且難以做到實(shí)時(shí)全面監(jiān)測(cè)；聲學(xué)檢測(cè)容易受到環(huán)境噪音干擾，導(dǎo)致誤報(bào)率較高；稱(chēng)重監(jiān)測(cè)是在皮帶撕裂造成物料泄漏后才能監(jiān)測(cè)到。這些方法普遍存在誤報(bào)和滯后，無(wú)法在皮帶撕裂初期及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。因此，傳統(tǒng)檢測(cè)方法已難以滿足現(xiàn)代安全生產(chǎn)對(duì)設(shè)備可靠性和穩(wěn)定性的要求，亟待創(chuàng)新和改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種皮帶機(jī)皮帶撕裂故障的預(yù)警方法及系統(tǒng)，以解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種皮帶機(jī)皮帶撕裂故障的預(yù)警方法，該方法的具體使用步驟如下：

3、s1：標(biāo)簽與傳感器安裝：在皮帶兩側(cè)等距裝標(biāo)簽，滾筒前后配匹配傳感器，確保牢固準(zhǔn)確可測(cè)標(biāo)簽通過(guò)的時(shí)間；

4、s2：初始數(shù)據(jù)測(cè)量與記錄：測(cè)量裝置投用后空載啟皮帶機(jī)，記標(biāo)簽時(shí)間序列與速度，算記初裝長(zhǎng)度；

5、s3：滿載與空載數(shù)據(jù)測(cè)量:皮帶機(jī)滿載運(yùn)行時(shí)記標(biāo)簽時(shí)間序列算滿載長(zhǎng)度，卸料后空載運(yùn)行算記空載長(zhǎng)度；

6、s4：伸長(zhǎng)量分析與區(qū)段狀態(tài)判斷：計(jì)算各區(qū)間滿載伸長(zhǎng)量，橫向比找薄弱區(qū)段，縱向析趨勢(shì)定危險(xiǎn)區(qū)段；

7、s5：皮帶的壽命階段判斷：計(jì)算區(qū)間滿載與空載、初裝長(zhǎng)度比值，按時(shí)間排序析趨勢(shì)判皮帶壽命階段；

8、s6：故障預(yù)警與信息提示：依識(shí)別與判斷結(jié)果生成預(yù)警信息，以合適方式提示，助維護(hù)人員防故障。

9、優(yōu)選地，所述s1中標(biāo)簽與傳感器安裝的具體使用步驟如下：

10、步驟一：規(guī)劃標(biāo)簽安裝位置與間距

11、確定安裝區(qū)域：全面檢查皮帶機(jī)皮帶，選擇皮帶兩側(cè)合適的位置進(jìn)行標(biāo)簽安裝；

12、計(jì)算安裝間距：根據(jù)皮帶的長(zhǎng)度以及所需的測(cè)量精度，計(jì)算標(biāo)簽的安裝間距；

13、標(biāo)記安裝位置：使用測(cè)量工具在皮帶兩側(cè)按照計(jì)算好的間距(譬如一米)進(jìn)行標(biāo)記，確保標(biāo)記位置準(zhǔn)確、清晰，為后續(xù)標(biāo)簽安裝提供準(zhǔn)確的定位；

14、步驟二：安裝標(biāo)簽

15、選擇合適的標(biāo)簽：根據(jù)實(shí)際需求和環(huán)境條件，選擇合適的標(biāo)簽類(lèi)型，包括有光學(xué)類(lèi)標(biāo)簽、磁電類(lèi)標(biāo)簽；

16、安裝標(biāo)簽：使用專(zhuān)用的安裝工具將標(biāo)簽牢固地安裝在標(biāo)記好的位置上，對(duì)于光學(xué)類(lèi)標(biāo)簽或磁電類(lèi)標(biāo)簽；

17、檢查標(biāo)簽安裝質(zhì)量：安裝完成后，仔細(xì)檢查每個(gè)標(biāo)簽的安裝情況,然后，輕輕晃動(dòng)皮帶，檢查標(biāo)簽是否有松動(dòng)或脫落的跡象，有需要及時(shí)進(jìn)行加固或更換；

18、步驟三：安裝傳感器

19、選擇傳感器類(lèi)型：根據(jù)所選標(biāo)簽的類(lèi)型，選擇與之相匹配的傳感器，包括有光學(xué)傳感器或磁電類(lèi)傳感器；

20、確定傳感器安裝位置：在皮帶機(jī)驅(qū)動(dòng)滾筒前、后兩側(cè)分別選擇合適的位置安裝傳感器；

21、安裝傳感器并調(diào)試：使用合適的安裝支架將傳感器固定在選定的位置上，確保傳感器安裝牢固，連接傳感器的電源線和信號(hào)線，按照傳感器的使用說(shuō)明書(shū)進(jìn)行調(diào)試。

22、優(yōu)選地，所述s2中初始數(shù)據(jù)測(cè)量與記錄具體使用步驟如下：

23、步驟一：空載運(yùn)行并記錄時(shí)間序列

24、在測(cè)量裝置安裝并調(diào)試完成后，啟動(dòng)皮帶機(jī)，使其處于空載運(yùn)行狀態(tài)；

25、密切關(guān)注安裝的傳感器，待皮帶穩(wěn)定運(yùn)行后，利用傳感器開(kāi)始記錄標(biāo)簽通過(guò)的時(shí)間序列，依次為t1,t2,…tn，確保記錄的時(shí)間數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無(wú)誤；

26、步驟二：計(jì)算并記錄初裝長(zhǎng)度

27、獲取皮帶運(yùn)行速度v，通過(guò)皮帶機(jī)自帶的速度監(jiān)測(cè)裝置或其他合適的測(cè)量方法得到；

28、根據(jù)公式l_i＝v*(t_{i+1}-t_i)(i＝1,2,…n-1)，計(jì)算各區(qū)間的皮帶初裝長(zhǎng)度l_i{初裝}；

29、將計(jì)算得到的各區(qū)間初裝長(zhǎng)度結(jié)果詳細(xì)記錄下來(lái)，以便后續(xù)分析使用。

30、優(yōu)選地，所述s3中滿載與空載數(shù)據(jù)測(cè)量的具體使用步驟如下：

31、步驟一：滿載長(zhǎng)度測(cè)量準(zhǔn)備與記錄

32、確保滿載運(yùn)行：在皮帶機(jī)正常工作時(shí)，將物料裝載至滿載狀態(tài)，使皮帶在滿載條件下穩(wěn)定運(yùn)行；

33、記錄時(shí)間序列：利用已安裝的傳感器，再次記錄標(biāo)簽通過(guò)的時(shí)間序列；記錄過(guò)程中要密切關(guān)注傳感器的工作狀態(tài)，保證時(shí)間序列數(shù)據(jù)的完整性和準(zhǔn)確性；

34、結(jié)合速度計(jì)算滿載長(zhǎng)度：獲取皮帶運(yùn)行速度v，(可通過(guò)皮帶機(jī)自帶速度監(jiān)測(cè)裝置或前期測(cè)量數(shù)據(jù))，按照公式li＝v×(ti+1-ti)(i＝1,2,…,n-計(jì)算各區(qū)間的皮帶滿載長(zhǎng)度li{滿載}，并將計(jì)算結(jié)果詳細(xì)記錄；

35、步驟二：空載長(zhǎng)度測(cè)量與記錄

36、記錄空載時(shí)間序列：利用傳感器2記錄標(biāo)簽在皮帶空載(即卸掉物料)運(yùn)行時(shí)通過(guò)的時(shí)間序列，記錄過(guò)程中要注意避免外界因素對(duì)傳感器的干擾；

37、計(jì)算空載長(zhǎng)度：同樣根據(jù)公式li＝v×(ti+1-ti)(i＝1,2,…,n-1)，結(jié)合皮帶運(yùn)行速度v，計(jì)算各區(qū)間的皮帶空載長(zhǎng)度li{空載}；

38、做好記錄：將計(jì)算得到的各區(qū)間空載長(zhǎng)度結(jié)果準(zhǔn)確記錄，記錄內(nèi)容應(yīng)包括區(qū)間編號(hào)、空載長(zhǎng)度數(shù)值信息，以便后續(xù)分析使用。

39、優(yōu)選地，所述s4中伸長(zhǎng)量分析與區(qū)段判斷具體步驟如下：

40、步驟一：計(jì)算各區(qū)間的滿載伸長(zhǎng)量

41、明確計(jì)算公式：依據(jù)公式δl_i＝l_i{滿載}-l_i{初裝}(i＝1,2,3,…n)，準(zhǔn)備進(jìn)行各區(qū)間的滿載伸長(zhǎng)量計(jì)算；

42、獲取數(shù)據(jù)并計(jì)算：從之前記錄的數(shù)據(jù)中，分別找出各區(qū)間對(duì)應(yīng)的l_i{滿載}和l_i{初裝}數(shù)值，代入公式進(jìn)行計(jì)算，得出各區(qū)間的滿載伸長(zhǎng)量δl_i；

43、步驟二：判斷薄弱區(qū)段

44、橫向比較伸長(zhǎng)量：將計(jì)算得到的所有區(qū)間的δl_i進(jìn)行橫向?qū)Ρ?，即比較不同區(qū)間在同一時(shí)間點(diǎn)的滿載伸長(zhǎng)量大小；

45、確定薄弱區(qū)段：找出δl_i最大的區(qū)段，該區(qū)段由于滿載伸長(zhǎng)量最大，意味著其在滿載運(yùn)行時(shí)相對(duì)其他區(qū)段更容易出現(xiàn)問(wèn)題，因此判定為皮帶的薄弱區(qū)段；

46、步驟三：判斷危險(xiǎn)區(qū)段

47、縱向分析增長(zhǎng)趨勢(shì)：對(duì)各區(qū)間的δl_i進(jìn)行縱向比較，分析每個(gè)區(qū)間在不同時(shí)間或運(yùn)行階段下δl_i的增長(zhǎng)情況，繪制增長(zhǎng)趨勢(shì)圖輔助分析；

48、找出危險(xiǎn)區(qū)段：找出δl_i增長(zhǎng)量最大且持續(xù)變大的區(qū)段，這種區(qū)段不僅當(dāng)前伸長(zhǎng)量較大，而且呈現(xiàn)出持續(xù)惡化的趨勢(shì)，對(duì)皮帶的安全運(yùn)行威脅更大，所以判定為皮帶的危險(xiǎn)區(qū)段。

49、優(yōu)選地，所述s5中壽命階段判斷的具體使用步驟如下：

50、步驟一：計(jì)算比值

51、計(jì)算滿載與空載長(zhǎng)度比值：依據(jù)公式r_i＝l_i{滿載}/l_i{空載}，對(duì)每個(gè)區(qū)間的滿載長(zhǎng)度和空載長(zhǎng)度進(jìn)行計(jì)算，得出各區(qū)間的r_i值；

52、計(jì)算滿載與初裝長(zhǎng)度比值：按照公式r_i＝l_i{滿載}/l_i{初裝}，計(jì)算各區(qū)間的滿載長(zhǎng)度與初裝長(zhǎng)度的比值，得到各區(qū)間的r_i值；

53、步驟二：趨勢(shì)分析準(zhǔn)備

54、將計(jì)算得到的各區(qū)段的r_i和r_i值按照時(shí)間順序進(jìn)行排序，整理成時(shí)間序列數(shù)據(jù)，以便后續(xù)分析其變化趨勢(shì)；

55、步驟三：階段判斷

56、正常階段判斷：檢查排序后的r_i和r_i值，若所有區(qū)間的r_i大于1、r_i等于1或接近于1，則判斷皮帶處于《正常階段》；

57、中期階段判斷：若各區(qū)間的r_i接近或等于1，且r_i的趨勢(shì)平穩(wěn)，同時(shí)r_i的趨勢(shì)也平穩(wěn)，沒(méi)有顯著的變化，則判斷皮帶處于《中期階段》；

58、危險(xiǎn)階段判斷：觀察r_i的趨勢(shì)，若其由接近或等于1開(kāi)始呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，并且ri的趨勢(shì)也同步上升，則判斷皮帶處于《危險(xiǎn)階段》。

59、優(yōu)選地，所述s6中故障預(yù)警與信息提示的具體使用步驟如下：

60、步驟一：預(yù)警信息精準(zhǔn)生成

61、數(shù)據(jù)整合分析：全面收集薄弱區(qū)段、危險(xiǎn)區(qū)段的識(shí)別結(jié)果以及皮帶壽命階段的判斷數(shù)據(jù)，將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)整合與深入分析；

62、依據(jù)規(guī)則生成信息：

63、若皮帶處于正常階段，且不存在薄弱區(qū)段和危險(xiǎn)區(qū)段，自動(dòng)生成內(nèi)容為“正?！钡母嬷畔?；

64、若檢測(cè)到存在薄弱區(qū)段，則生成“預(yù)警”信息，在信息中明確提示維護(hù)人員關(guān)注相關(guān)區(qū)段；

65、若檢測(cè)到存在危險(xiǎn)區(qū)段，立即生成“報(bào)警”信息，強(qiáng)調(diào)維護(hù)人員需立即采取措施；

66、步驟二：選擇合適提示方式

67、評(píng)估可用方式：根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況和維護(hù)人員的工作習(xí)慣，評(píng)估用的信息提示方式，包括有顯示屏、短信、聲光報(bào)警等；

68、確定最佳方式：綜合考慮信息的及時(shí)性、準(zhǔn)確性和可接收性，選擇最合適的一種或多種提示方式組合，確保維護(hù)人員能夠及時(shí)收到預(yù)警信息；

69、步驟三：及時(shí)提示維護(hù)人員

70、信息準(zhǔn)確推送：通過(guò)選定的提示方式，將生成的預(yù)警信息準(zhǔn)確無(wú)誤地推送給維護(hù)人員；

71、確認(rèn)信息接收：在信息推送后，通過(guò)適當(dāng)?shù)姆绞酱_認(rèn)維護(hù)人員已收到預(yù)警信息，以便維護(hù)人員及時(shí)了解皮帶機(jī)的運(yùn)行狀況，并采取相應(yīng)的維護(hù)措施，有效預(yù)防皮帶撕裂等故障的發(fā)生。

72、優(yōu)選地，該預(yù)警系統(tǒng)包括有開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)采集模塊、開(kāi)發(fā)皮帶長(zhǎng)度計(jì)算模塊、開(kāi)發(fā)伸長(zhǎng)量分析模塊、開(kāi)發(fā)預(yù)警模塊；

73、所述開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)采集模塊用于適配多類(lèi)型皮帶機(jī)傳感器，采用分布式架構(gòu)，高效采集、緩存、校驗(yàn)及預(yù)處理數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確實(shí)時(shí)；所述開(kāi)發(fā)皮帶長(zhǎng)度計(jì)算模塊用于實(shí)時(shí)接收數(shù)據(jù)采集模塊傳輸?shù)膫鞲衅鲾?shù)據(jù)；所述開(kāi)發(fā)伸長(zhǎng)量分析模塊用于實(shí)時(shí)算伸長(zhǎng)量，用智能算法識(shí)別薄弱危險(xiǎn)區(qū)段，綜合多指標(biāo)判壽命階段并可視化，助維護(hù)人員掌握皮帶狀態(tài)；開(kāi)發(fā)預(yù)警模塊用于自定義預(yù)警規(guī)則，生成并多樣展示預(yù)警信息，多渠道發(fā)送并記錄反饋，助維護(hù)人員及時(shí)處理皮帶機(jī)問(wèn)題。

74、本發(fā)明的益效果如下：

75、本發(fā)明能實(shí)時(shí)檢測(cè)標(biāo)簽通過(guò)時(shí)間并快速算出皮帶局部伸長(zhǎng)量，及時(shí)發(fā)現(xiàn)運(yùn)行異常、實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)預(yù)警，讓維護(hù)人員第一時(shí)間處理、避免故障擴(kuò)大；準(zhǔn)確性方面，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的橫向、縱向比較和分析，能精準(zhǔn)識(shí)別皮帶薄弱與危險(xiǎn)區(qū)段，為針對(duì)性維護(hù)提供可靠依據(jù)；壽命預(yù)測(cè)功能強(qiáng)大，經(jīng)對(duì)滿載與空載伸長(zhǎng)量趨勢(shì)分析，準(zhǔn)確判斷皮帶壽命階段，助力制定合理維護(hù)計(jì)劃、延長(zhǎng)使用壽命；而且適用性廣，能用于各類(lèi)皮帶輸送機(jī)，不受設(shè)備型號(hào)和運(yùn)行環(huán)境限制，滿足多行業(yè)需求。