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

背景技術(shù)：

1、皮帶輸送機在礦山、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，皮帶在長期不間斷的運行過程中，不可避免地會面臨磨損、老化以及過載等問題，這些問題極易引發(fā)皮帶撕裂故障。一旦皮帶撕裂，不僅會導致設(shè)備停機，影響生產(chǎn)效率，還可能引發(fā)嚴重的安全事故，給企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟損失和安全隱患。

2、傳統(tǒng)的皮帶撕裂檢測方法，如視覺檢測、聲學檢測和稱重監(jiān)測等，在實際應(yīng)用中暴露出諸多弊端。視覺檢測依賴人工，易受主觀因素影響且難以做到實時全面監(jiān)測；聲學檢測容易受到環(huán)境噪音干擾，導致誤報率較高；稱重監(jiān)測是在皮帶撕裂造成物料泄漏后才能監(jiān)測到。這些方法普遍存在誤報和滯后，無法在皮帶撕裂初期及時發(fā)現(xiàn)問題。因此，傳統(tǒng)檢測方法已難以滿足現(xiàn)代安全生產(chǎn)對設(shè)備可靠性和穩(wěn)定性的要求，亟待創(chuàng)新和改進。

技術(shù)實現(xiàn)思路

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

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

3、s1：標簽與傳感器安裝：在皮帶兩側(cè)等距裝標簽，滾筒前后配匹配傳感器，確保牢固準確可測標簽通過的時間；

4、s2：初始數(shù)據(jù)測量與記錄：測量裝置投用后空載啟皮帶機，記標簽時間序列與速度，算記初裝長度；

5、s3：滿載與空載數(shù)據(jù)測量:皮帶機滿載運行時記標簽時間序列算滿載長度，卸料后空載運行算記空載長度；

6、s4：伸長量分析與區(qū)段狀態(tài)判斷：計算各區(qū)間滿載伸長量，橫向比找薄弱區(qū)段，縱向析趨勢定危險區(qū)段；

7、s5：皮帶的壽命階段判斷：計算區(qū)間滿載與空載、初裝長度比值，按時間排序析趨勢判皮帶壽命階段；

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

9、優(yōu)選地，所述s1中標簽與傳感器安裝的具體使用步驟如下：

10、步驟一：規(guī)劃標簽安裝位置與間距

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

12、計算安裝間距：根據(jù)皮帶的長度以及所需的測量精度，計算標簽的安裝間距；

13、標記安裝位置：使用測量工具在皮帶兩側(cè)按照計算好的間距(譬如一米)進行標記，確保標記位置準確、清晰，為后續(xù)標簽安裝提供準確的定位；

14、步驟二：安裝標簽

15、選擇合適的標簽：根據(jù)實際需求和環(huán)境條件，選擇合適的標簽類型，包括有光學類標簽、磁電類標簽；

16、安裝標簽：使用專用的安裝工具將標簽牢固地安裝在標記好的位置上，對于光學類標簽或磁電類標簽；

17、檢查標簽安裝質(zhì)量：安裝完成后，仔細檢查每個標簽的安裝情況,然后，輕輕晃動皮帶，檢查標簽是否有松動或脫落的跡象，有需要及時進行加固或更換；

18、步驟三：安裝傳感器

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

20、確定傳感器安裝位置：在皮帶機驅(qū)動滾筒前、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線，按照傳感器的使用說明書進行調(diào)試。

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

23、步驟一：空載運行并記錄時間序列

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

25、密切關(guān)注安裝的傳感器，待皮帶穩(wěn)定運行后，利用傳感器開始記錄標簽通過的時間序列，依次為t1,t2,…tn，確保記錄的時間數(shù)據(jù)準確無誤；

26、步驟二：計算并記錄初裝長度

27、獲取皮帶運行速度v，通過皮帶機自帶的速度監(jiān)測裝置或其他合適的測量方法得到；

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

29、將計算得到的各區(qū)間初裝長度結(jié)果詳細記錄下來，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)測量的具體使用步驟如下：

31、步驟一：滿載長度測量準備與記錄

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

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

34、結(jié)合速度計算滿載長度：獲取皮帶運行速度v，(可通過皮帶機自帶速度監(jiān)測裝置或前期測量數(shù)據(jù))，按照公式li＝v×(ti+1-ti)(i＝1,2,…,n-計算各區(qū)間的皮帶滿載長度li{滿載}，并將計算結(jié)果詳細記錄；

35、步驟二：空載長度測量與記錄

36、記錄空載時間序列：利用傳感器2記錄標簽在皮帶空載(即卸掉物料)運行時通過的時間序列，記錄過程中要注意避免外界因素對傳感器的干擾；

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

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

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

40、步驟一：計算各區(qū)間的滿載伸長量

41、明確計算公式：依據(jù)公式δl_i＝l_i{滿載}-l_i{初裝}(i＝1,2,3,…n)，準備進行各區(qū)間的滿載伸長量計算；

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

43、步驟二：判斷薄弱區(qū)段

44、橫向比較伸長量：將計算得到的所有區(qū)間的δl_i進行橫向?qū)Ρ?，即比較不同區(qū)間在同一時間點的滿載伸長量大小；

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

46、步驟三：判斷危險區(qū)段

47、縱向分析增長趨勢：對各區(qū)間的δl_i進行縱向比較，分析每個區(qū)間在不同時間或運行階段下δl_i的增長情況，繪制增長趨勢圖輔助分析；

48、找出危險區(qū)段：找出δl_i增長量最大且持續(xù)變大的區(qū)段，這種區(qū)段不僅當前伸長量較大，而且呈現(xiàn)出持續(xù)惡化的趨勢，對皮帶的安全運行威脅更大，所以判定為皮帶的危險區(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：計算比值

51、計算滿載與空載長度比值：依據(jù)公式r_i＝l_i{滿載}/l_i{空載}，對每個區(qū)間的滿載長度和空載長度進行計算，得出各區(qū)間的r_i值；

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

53、步驟二：趨勢分析準備

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

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的趨勢平穩(wěn)，同時r_i的趨勢也平穩(wěn)，沒有顯著的變化，則判斷皮帶處于《中期階段》；

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

59、優(yōu)選地，所述s6中故障預警與信息提示的具體使用步驟如下：

60、步驟一：預警信息精準生成

61、數(shù)據(jù)整合分析：全面收集薄弱區(qū)段、危險區(qū)段的識別結(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)段和危險區(qū)段，自動生成內(nèi)容為“正?！钡母嬷畔ⅲ?/p>

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

65、若檢測到存在危險區(qū)段，立即生成“報警”信息，強調(diào)維護人員需立即采取措施；

66、步驟二：選擇合適提示方式

67、評估可用方式：根據(jù)現(xiàn)場實際情況和維護人員的工作習慣，評估用的信息提示方式，包括有顯示屏、短信、聲光報警等；

68、確定最佳方式：綜合考慮信息的及時性、準確性和可接收性，選擇最合適的一種或多種提示方式組合，確保維護人員能夠及時收到預警信息；

69、步驟三：及時提示維護人員

70、信息準確推送：通過選定的提示方式，將生成的預警信息準確無誤地推送給維護人員；

71、確認信息接收：在信息推送后，通過適當?shù)姆绞酱_認維護人員已收到預警信息，以便維護人員及時了解皮帶機的運行狀況，并采取相應(yīng)的維護措施，有效預防皮帶撕裂等故障的發(fā)生。

72、優(yōu)選地，該預警系統(tǒng)包括有開發(fā)數(shù)據(jù)采集模塊、開發(fā)皮帶長度計算模塊、開發(fā)伸長量分析模塊、開發(fā)預警模塊；

73、所述開發(fā)數(shù)據(jù)采集模塊用于適配多類型皮帶機傳感器，采用分布式架構(gòu)，高效采集、緩存、校驗及預處理數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)準確實時；所述開發(fā)皮帶長度計算模塊用于實時接收數(shù)據(jù)采集模塊傳輸?shù)膫鞲衅鲾?shù)據(jù)；所述開發(fā)伸長量分析模塊用于實時算伸長量，用智能算法識別薄弱危險區(qū)段，綜合多指標判壽命階段并可視化，助維護人員掌握皮帶狀態(tài)；開發(fā)預警模塊用于自定義預警規(guī)則，生成并多樣展示預警信息，多渠道發(fā)送并記錄反饋，助維護人員及時處理皮帶機問題。

74、本發(fā)明的益效果如下：

75、本發(fā)明能實時檢測標簽通過時間并快速算出皮帶局部伸長量，及時發(fā)現(xiàn)運行異常、實現(xiàn)實時預警，讓維護人員第一時間處理、避免故障擴大；準確性方面，通過對數(shù)據(jù)的橫向、縱向比較和分析，能精準識別皮帶薄弱與危險區(qū)段，為針對性維護提供可靠依據(jù)；壽命預測功能強大，經(jīng)對滿載與空載伸長量趨勢分析，準確判斷皮帶壽命階段，助力制定合理維護計劃、延長使用壽命；而且適用性廣，能用于各類皮帶輸送機，不受設(shè)備型號和運行環(huán)境限制，滿足多行業(yè)需求。