煤矿主通风机的自动化监测控制方法、装置及系统与流程

1.本技术涉及数据处理技术领域以及自动化监控技术领域，尤其涉及一种煤矿主通风机的自动化监测控制方法、装置及系统。


背景技术：

2.相关技术中，矿井主通风机是煤矿中最重要的通风设备，主通风机的可靠运行是保证煤炭开采作业安全正常进行的必要前提。主通风机的主要任务是向井下运送新鲜空气，并控制井下有害气体、瓦斯及粉尘的浓度，如果通风系统发生故障，将会给井下生产作业带来严重的安全隐患。
3.因此，如何提高主通风机的安全性、可靠性，进而提高煤炭生产效率和安全性，降低生产故障几率，避免设备故障引起的损失或者事故，已经成为重要的研究方向之一。


技术实现要素：

4.本技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
5.本技术第一方面实施例提出了一种煤矿主通风机的自动化监测控制方法，包括：
6.获取主通风机的风机性能曲线和矿井的通风阻力特性曲线；
7.基于风机性能曲线和通风阻力特性曲线确定目标工况点，并获取目标工况点的多维度运行数据；
8.基于目标工况点的多维度运行数据判断主通风机是否存在运行异常；
9.响应于主通风机存在运行异常，确定发生故障的第一设备，根据第一设备的运行数据生成报警信息，并启用第一设备关联的第二设备。
10.在一些实施方式中，基于风机性能曲线和通风阻力特性曲线确定目标工况点，包括：
11.基于风机性能曲线和通风阻力特性曲线的交叉点确定主通风机所在的第一工况点；
12.响应于第一工况点与第二工况点一致，确定第一工况点为目标工况点，第二工况点为多个预设工况点中的任一工况点。
13.在一些实施方式中，基于目标工况点的多维度运行数据判断主通风机是否存在运行异常，包括：
14.针对多维度运行数据中任一维度的目标运行数据，获取目标运行数据对应的标准数据范围；
15.响应于目标运行数据不属于标准数据范围，确定主通风机存在运行异常。
16.在一些实施方式中，获取目标运行数据对应的标准数据范围之后，还包括：
17.响应于目标运行数据为振动信号，采用包络解调技术对目标运行数据进行信号处理，并获取信号处理后的目标运行数据。
18.在一些实施方式中，多维度运行数据是由煤矿主通风机的自动化监测控制系统中
任一设备所关联的一种或多种传感器采集的，确定发生故障的第一设备，包括：
19.获取采集目标运行数据的目标传感器；
20.将目标传感器所关联的设备确定为发生故障的第一设备。
21.本技术实施例中，可以提高主通风机的安全性、可靠性，进而提高煤炭生产效率和安全性，降低生产故障几率，避免设备故障引起的损失或者事故。
22.本技术第二方面实施例提出了一种煤矿主通风机的自动化监测控制装置，包括：
23.第一获取模块，用于获取主通风机的风机性能曲线和矿井的通风阻力特性曲线；
24.第二获取模块，用于基于风机性能曲线和通风阻力特性曲线获取目标工况点的多维度运行数据；
25.判断模块，用于基于目标工况点的多维度运行数据判断主通风机是否存在运行异常；
26.处理模块，用于响应于主通风机存在运行异常，确定发生故障的第一设备，根据第一设备的运行数据生成报警信息，并启用第一设备关联的第二设备。
27.在一些实施方式中，第二获取模块，还用于：基于风机性能曲线和通风阻力特性曲线的交叉点确定主通风机所在的第一工况点；响应于第一工况点与第二工况点一致，确定第一工况点为目标工况点，第二工况点为多个预设工况点中的任一工况点。
28.在一些实施方式中，判断模块，还用于：针对多维度运行数据中任一维度的目标运行数据，获取目标运行数据对应的标准数据范围；响应于目标运行数据不属于标准数据范围，确定主通风机存在运行异常。
29.在一些实施方式中，判断模块，还用于：响应于目标运行数据为振动信号，采用包络解调技术对目标运行数据进行信号处理，并获取信号处理后的目标运行数据。
30.在一些实施方式中，多维度运行数据是由煤矿主通风机的自动化监测控制系统中任一设备所关联的一种或多种传感器采集的，处理模块，还用于：获取采集目标运行数据的目标传感器；将目标传感器所关联的设备确定为发生故障的第一设备。
31.本技术第三方面实施例提出了一种煤矿主通风机的自动化监测控制系统，该系统包括电源模块、主通风机模块、传感器模块、中央处理模块，其中：
32.电源模块与主通风机模块连接，用于电源供给；
33.主通风机模块与传感器模块连接，用于矿井通风；
34.传感器模块与中央处理模块、中央处理模块连接，用于采集传感器模块的运行数据，并将运行数据发送给中央处理模块；
35.中央处理模块用于分析运行数据，并将各个模块中故障的设备切换为该设备关联的另一设备。
36.在一些实施方式中，该系统还包括交换机、工控机和矿井安全监测中心，其中：
37.交换机分别和中央处理模块、工控机和矿井安全监测中心连接，用于转发工控机和中央处理模块之间的交互信号，或用于转发矿井安全监测中心和中央处理模块之间的交互信号；
38.工控机用于对系统的运行进行控制；
39.矿井安全监测中心用于在线监测主通风机的运行状态。
40.在一些实施方式中，电源模块包括相互关联的n个电源，主通风机模块包括相互关
联的n个主通风机，传感器模块包括相互关联的n个传感器组，其中，第i个主通风机和第i个传感器组连接，第i个电源分别和n个主通风机连接，n为大于1的整数，i为小于或等于n的正整数。
41.在一些实施方式中，中央处理模块包括输入输出io模块、自动化通信profinet冗余网络、中央处理器，其中：
42.io模块分别与n个传感器组连接，用于各种类型信号输入和控制输出；
43.中央处理器与io模块连接，用于和io模块进行数据交换，中央处理器包括相互关联的第一中央处理器和第二中央处理器；
44.profinet冗余网络分别与第一中央处理器、第二中央处理器和io模块连接，用于设备通讯。
45.本技术第四方面实施例提出了一种电子设备，包括：
46.至少一个处理器；以及
47.与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
48.存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行本技术第一方面实施例中提供的煤矿主通风机的自动化监测控制方法。
49.本技术第五方面实施例提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，其中，计算机指令用于使计算机执行根据本技术第一方面实施例中提供的煤矿主通风机的自动化监测控制方法。
50.本技术第六方面实施例提出了一种计算机程序产品，包括计算机程序，计算机程序在被处理器执行时实现本技术第一方面实施例中提供的煤矿主通风机的自动化监测控制方法。
附图说明
51.图1是本技术一个实施例的煤矿主通风机的自动化监测控制系统的结构图；
52.图2是本技术一个实施例的煤矿主通风机的自动化监测控制方法的流程图；
53.图3是本技术一个实施例的煤矿主通风机的自动化监测控制方法的流程图；
54.图4是本技术一个实施例的煤矿主通风机的自动化监测控制方法的示意图；
55.图5是本技术一个实施例的煤矿主通风机的自动化监测控制方法的流程图；
56.图6是本技术一个实施例的煤矿主通风机的自动化监测控制方法的示意图；
57.图7是本技术一个实施例的煤矿主通风机的自动化监测控制装置的结构框图；
58.图8是本技术一个实施例的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
59.下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
60.下面结合附图来描述本技术实施例的煤矿主通风机的自动化监测控制方法、装置及系统。
61.图1是本技术一个实施例的煤矿主通风机的自动化监测控制系统的结构图，如图1所示，系统包括电源模块、主通风机模块、传感器模块、中央处理模块，其中：
62.电源模块与主通风机模块连接，用于电源供给；
63.主通风机模块与传感器模块连接，用于矿井通风；
64.传感器模块与中央处理模块、中央处理模块连接，用于采集传感器模块的运行数据，并将运行数据发送给中央处理模块；
65.中央处理模块用于分析运行数据，并将各个模块中故障的设备切换为该设备关联的另一设备。
66.在一些实施方式中，系统还包括交换机、工控机和矿井安全监测中心，其中：
67.交换机分别和中央处理模块、工控机和矿井安全监测中心连接，用于转发工控机和中央处理模块之间的交互信号，或用于转发矿井安全监测中心和中央处理模块之间的交互信号；
68.工控机用于对系统的运行进行控制；
69.矿井安全监测中心用于在线监测主通风机的运行状态。
70.可编程逻辑控制器是种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统。它采用一种可编程的存储器，在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。
71.交换机(switch)意为“开关”，是一种用于电(光)信号转发的网络设备。它可以为接入交换机的任意两个网络节点提供独享的电信号通路。最常见的交换机是以太网交换机。
72.工控机(industrial personal computer—ipc)是一种加固的增强型个人计算机，它可以作为一个工业控制器在工业环境中可靠运行。
73.在一些实施方式中，电源模块包括相互关联的n个电源，主通风机模块包括相互关联的n个主通风机，传感器模块包括相互关联的n个传感器组，其中，第i个主通风机和第i个传感器组连接，第i个电源分别和n个主通风机连接，n为大于1的整数，i为小于或等于n的正整数。
74.以两个电源为例进行说明，此时电源模块可以进行双回路电源自动切换，当其中一回路电源断电后，自动切换至另一回路电源，最大限度的保证系统供电，从而可保证高可靠性的电源供给。
75.在一些实施方式中，中央处理模块包括输入输出io模块、自动化通信profinet冗余网络、中央处理器，其中：
76.io模块分别与n个传感器组连接，用于各种类型信号输入和控制输出；
77.io模块包括相互连接的io设备和io扩展模块，io设备是一种支持冗余协议的profinet io设备，以2个中央处理器cpu为例进行说明，io设备可以同时与两个profinet io控制器(也即cpu)建立通信关系，profinet io控制器区分为主控制器和备控制器，同时只有主控制器与io设备进行正常的io数据交换，当主控制器因故障断开后，备用控制器自动切换为主控制器并开始与io设备进行正常的数据交换；io设备扩展模块主要负责各种类型信号输入和控制输出，模块支持热插拨，可在不断电的状态下快速恢复系统的正常运行。
78.中央处理器与io模块连接，用于和io模块进行数据交换，中央处理器包括相互关联的第一中央处理器和第二中央处理器；
79.以2个中央处理器cpu为例进行说明，中央处理模块包括包括互为热备的两台可编程逻辑控制器(programmable logic controller，plc)，也即第一cpu和第二cpu，其中一台plc发生故障，自动启用另一台plc，
80.profinet冗余网络分别与第一中央处理器、第二中央处理器和io模块连接，用于设备通讯。
81.其中，profine是工业以太网系统的一种，本技术实施例中的煤矿主通风机的自动化监测控制系统，可以实现从i/o层、网络层、plc层到数据采集与监视控制(supervisory control and data acquisition，scada)层的全部冗余通信功能，将每个功能组都建立了两次。例如，plc、交换机等既有主系统设备也有相同的备用系统设备，当主系统和备用系统不同设备同时出现故障时，整个系统不会受到影响而能够继续工作。
82.也就是说，profinet环网中的设备支持介质冗余(mrp)，整个网络形成一个profinet冗余通讯，即使发生网络中断，现场设备也能继续工作。
83.煤矿主通风机的自动化监测控制系统可以维护主通风机正常工作，系统中如果有设备失效，备用设备将自动接管程序控制工作，程序可以快速恢复运行，切换过程快速、平滑、无扰动，不会造成数据丢失。
84.图2是本技术一个实施例的煤矿主通风机的自动化监测控制方法的流程图，如图2所示，该方法包括以下步骤：
85.s201，获取主通风机的风机性能曲线和矿井的通风阻力特性曲线。
86.在一些实施方式中，建立主通风机性能曲线数据库，也即获取主通风机的多个时刻的风压、风量值，并根据主通风机多个时刻的风压、风量值获取风机性能曲线，也即主通风机风量-风压曲线。实现中，风量和风压这两者是一对相互制约的参数，一般来说风压越大风量就会小，而风量大了风压就会小。
87.在一些实施方式中，获取矿井的多个时刻的风压、风量值，并根据矿井多个时刻的风压、风量值获取矿井的通风阻力特性曲线，也即矿井风量-风压曲线。
88.本技术实施例的执行主体为前述的煤矿主通风机的自动化监测控制系统，该系统冗余布置。
89.s202，基于风机性能曲线和通风阻力特性曲线确定目标工况点，并获取目标工况点的多维度运行数据。
90.以主通风机特性曲线与矿井通风阻力特性曲线相交工况点图示法，显示矿井各回风井地面主通风机实时工况点数据，也即目标工况点的多维度运行数据。
91.在一些实施方式中，若主通风机特性曲线与矿井通风阻力特性曲线相交，确定相交点为目标工况点，基于主通风机及其连接设备上部署的一种或多种传感器，获取所述主通风机在目标工况点的多维度运行数据。
92.例如，在润滑油站布置温度传感器，压力传感器，测量润滑油站油温、油压等参数，作为主通风机在目标工况点的运行数据。再例如，在轴承箱体布置温度传感器和振动传感器，监测电机轴承温度和电机轴承振动信号，作为主通风机在目标工况点的运行数据。再例如，在风硐中布置风速传感器、负压传感器等，获取风速、负压，作为主通风机在目标工况点
的运行数据。
93.在一些实施方式中，还可以通过部署的风压信号传感器、压差变送器获取风压，作为主通风机在目标工况点的运行数据；通过部署的风流温度传感器、温湿度变送器获取风流温度，作为主通风机在目标工况点的运行数据；通过电机上部署的振动传感器、振动变送器获取电机振动信号，作为主通风机在目标工况点的运行数据；通过电机上部署的温度传感器获取电机绕组温度，作为主通风机在目标工况点的运行数据。
94.在一些实施方式中，还可以通过电控柜上部署的温度传感器、湿度传感器，分别获取电控柜的温度和湿度数据，作为主通风机在目标工况点的运行数据；通过电控柜上部署的电压传感器、电流传感器，分别获取电控柜的电压和电流数据，作为主通风机在目标工况点的运行数据；通过部署的风门信号传感器获取风门开闭状态，作为主通风机在目标工况点的运行数据，其中，风门开闭状态包括开启状态、关闭状态和开启大小。
95.s203，基于目标工况点的多维度运行数据判断主通风机是否存在运行异常。
96.本技术实施例中，可以根据任一维度运行数据对应的判断策略，判断该维度的运行数据是否出现异常，若任一维度运行数据出现异常，确定主通风机存在运行异常，若未出现异常的运行数据，确定主通风机未出现运行异常，当前时刻下，主通风机正常运行。
97.在一些实施方式中，运行数据对应的判断策略为：运行数据在预设范围之内，确定运行数据未出现异常，运行数据在预设范围之外，确定运行数据未出现异常。以某一维度的运行数据为润滑油站油温、油压为例进行说明，若润滑油站油温在预设油温范围内，且油压在预设油压范围内，确定该维度的运行数据未出现异常，否则确定该维度的运行数据出现异常。
98.在一些实施方式中，运行数据对应的判断策略为：运行数据指示的状态为预设的状态，确定运行数据未出现异常，否则确定运行数据未出现异常。例如，某一维度的运行数据指示风门开闭状态为开启状态，若预设的状态为开启状态，确定该维度的运行数据未出现异常，否则确定该维度的运行数据出现异常。
99.s204，响应于主通风机存在运行异常，确定发生故障的第一设备，根据第一设备的运行数据生成报警信息，并启用第一设备关联的第二设备。
100.第一设备与第二设备之间互为主从设备。
101.若主通风机存在运行异常，说明系统中的一个或多个设备发生故障，在一些实现中，主通风机本身发生故障，导致其运行异常，在一些实现中，主通风机连接的设备发生故障，进而对主通风机造成影响，导致其运行异常。本技术实施例中，可以根据运行数据确定发生故障的第一设备，据第一设备的运行数据生成报警信息，并启用第一设备关联的第二设备。
102.以出现异常的运行数据为电机振动信号为例进行说明，确定发生故障的第一设备为主通风机，根据第一设备的运行数据生成报警信息可以是“主通风机的电机出现异常，请及时检修”，并启用第一设备关联的第二设备，即与该主通风机关联的另一主通风机。
103.本技术实施例中，建立主通风机性能特性曲线数据库，主通风机智能监控模块以主通风机特性曲线与矿井通风阻力特性曲线相交工况点图示法，显示矿井各回风井地面主通风机实时工况点数据，反映主通风机运行状态安全合理性、主通风机与矿井之间匹配程度，直观显示当前工况点信息，便于结果展示和判断。本技术可以实现巷道供风系统智能化
建设，使得风量调节管理更准确化、可控化、实时化，提供高效、稳定、可靠、实时性强的数据采集、存储、管理、分析等功能，可以维护主通风机正常工作，避免浪费资源。
104.图3是本技术一个实施例的煤矿主通风机的自动化监测控制方法的流程图，如图3所示，该方法包括以下步骤：
105.s301，获取主通风机的风机性能曲线和矿井的通风阻力特性曲线。
106.关于步骤s301的内容可以参见上述实施例中的相关介绍，此处不再赘述。
107.s302，基于风机性能曲线和通风阻力特性曲线的交叉点确定主通风机所在的第一工况点。
108.图4是本技术一个实施例的目标工况点的示意图，如图3所示，本技术实施例中，以三个工况点为例进行说明，其中，l1为第一时间段内的通风阻力特性曲线，l2为第二时间段内的通风阻力特性曲线，l3为第三时间段内的通风阻力特性曲线，将风机性能曲线和通风阻力特性曲线的交叉点确定为主通风机在各个时间段的第一工况点，也即m、m’、m”。
109.可以采用如下公式表示通风阻力与风量的关系：
110.h＝rq2111.其中，h表示风压，r表示风阻，q表示风量。
112.s303，响应于第一工况点与第二工况点一致，确定第一工况点为目标工况点，第二工况点为多个预设工况点中的任一工况点。
113.在一些实现中，直接将第一工况点确定为目标工况点，在一些实现中，进一步对第一工况点进行筛选，若第一工况点与预设的工况点一致，确定第一工况点为目标工况点。
114.s304，获取目标工况点的多维度运行数据。
115.s305，基于目标工况点的多维度运行数据判断主通风机是否存在运行异常。
116.s306，响应于主通风机存在运行异常，确定发生故障的第一设备，根据第一设备的运行数据生成报警信息，并启用第一设备关联的第二设备。
117.关于步骤s304～步骤s306的内容可以参见上述实施例中的相关介绍，此处不再赘述。
118.本技术实施例中，可以提高主通风机的安全性、可靠性，进而提高煤炭生产效率和安全性，降低生产故障几率，避免设备故障引起的损失或者事故。
119.图5是本技术一个实施例的煤矿主通风机的自动化监测控制方法的流程图，如图5所示，该方法包括以下步骤：
120.s501，获取主通风机的风机性能曲线和矿井的通风阻力特性曲线。
121.s502，基于风机性能曲线和通风阻力特性曲线确定目标工况点，并获取目标工况点的多维度运行数据。
122.关于步骤s501～步骤s502的内容可以参见上述实施例中的相关介绍，此处不再赘述。
123.s503，针对多维度运行数据中任一维度的目标运行数据，获取目标运行数据对应的标准数据范围。
124.如图6所示，本技术实施例中，通过振动量值的大小和频谱信号分析引起振动的原因，在一些实施方式中，响应于目标运行数据为振动信号，采用高清振动加速度包络解调技术对目标运行数据进行信号处理，并获取信号处理后的目标运行数据。采用高清振动加速
度包络解调技术，可在强干扰的噪声中提取有用的故障信号，相比传统振动技术可以更精准地定位设备基础故障。
125.在一些实现中，运行数据和标准数据范围之间具有映射关系，可以根据映射关系获取目标运行数据对应的标准数据范围。
126.s504，响应于目标运行数据不属于标准数据范围，确定主通风机存在运行异常。
127.对目标运行数据进行判断，若目标运行数据属于标准数据范围，确定主通风机存在运行异常，若目标运行数据不属于标准数据范围，确定主通风机未存在运行异常。
128.s505，获取采集目标运行数据的目标传感器。
129.在一些实现中，通过电机上部署的温度传感器获取电机绕组温度，作为主通风机在目标工况点的运行数据，目标运行数据的目标传感器即为电机上部署的温度传感器。
130.s506，将目标传感器所关联的设备确定为发生故障的第一设备。
131.在一些实现中，传感器和设备之间具有映射关系，可以根据映射关系获取传感器关联的第一设备。
132.在一些实现中，可以根据目标传感器部署的位置确定其关联的设备确定为发生故障的第一设备。例如，通过轴承箱体上布置的温度传感器和振动传感器，监测电机轴承温度和电机轴承振动信号，作为主通风机在目标工况点的运行数据，目标运行数据的目标传感器即为轴承箱体上布置的温度传感器和振动传感器。
133.s507，根据第一设备的运行数据生成报警信息，并启用第一设备关联的第二设备。
134.关于步骤s507的内容可以参见上述实施例中的相关介绍，此处不再赘述。
135.本技术实施例中，可以提高主通风机的安全性、可靠性，进而提高煤炭生产效率和安全性，降低生产故障几率，避免设备故障引起的损失或者事故。
136.图7是根据本公开一个实施例的煤矿主通风机的自动化监测控制装置的结构图，如图7所示，煤矿主通风机的自动化监测控制装置600包括：
137.第一获取模块710，用于获取主通风机的风机性能曲线和矿井的通风阻力特性曲线；
138.第二获取模块720，用于基于风机性能曲线和通风阻力特性曲线获取目标工况点的多维度运行数据；
139.判断模块730，用于基于目标工况点的多维度运行数据判断主通风机是否存在运行异常；
140.处理模块740，用于响应于主通风机存在运行异常，确定发生故障的第一设备，根据第一设备的运行数据生成报警信息，并启用第一设备关联的第二设备。
141.在一些实施方式中，第二获取模块720，还用于：基于风机性能曲线和通风阻力特性曲线的交叉点确定主通风机所在的第一工况点；响应于第一工况点与第二工况点一致，确定第一工况点为目标工况点，第二工况点为多个预设工况点中的任一工况点。
142.在一些实施方式中，判断模块730，还用于：针对多维度运行数据中任一维度的目标运行数据，获取目标运行数据对应的标准数据范围；响应于目标运行数据不属于标准数据范围，确定主通风机存在运行异常。
143.在一些实施方式中，判断模块730，还用于：响应于目标运行数据为振动信号，采用包络解调技术对目标运行数据进行信号处理，并获取信号处理后的目标运行数据。
144.在一些实施方式中，多维度运行数据是由煤矿主通风机的自动化监测控制系统中任一设备所关联的一种或多种传感器采集的，处理模块740，还用于：获取采集目标运行数据的目标传感器；将目标传感器所关联的设备确定为发生故障的第一设备。
145.本技术实施例中，可以提高主通风机的安全性、可靠性，进而提高煤炭生产效率和安全性，降低生产故障几率，避免设备故障引起的损失或者事故。
146.基于同一申请构思，本技术实施例还提供了一种电子设备。
147.图8为本技术实施例提供的电子设备的结构示意图。如图8所示，该电子设备800，包括存储器801、处理器802及存储在存储器801上并可在处理器802上运行的计算机程序产品，处理器执行计算机程序时，实现前述的煤矿主通风机的自动化监测控制方法。
148.本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
149.本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
150.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
151.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
152.基于同一申请构思，本技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，其中，该计算机指令用于使计算机执行上述实施例中的煤矿主通风机的自动化监测控制方法。
153.基于同一申请构思，本技术实施例还提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序在被处理器执行时上述实施例中的煤矿主通风机的自动化监测控制方法。
154.应当注意的是，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的部件或步骤。位于部件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的部件。本技术可以借助于包括有若干不同部件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不
表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
155.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
156.尽管已描述了本技术的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本技术范围的所有变更和修改。
157.显然，本领域的技术人员可以对本技术进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本技术的这些修改和变型属于本技术权利要求及其等同技术的范围之内，则本技术也意图包含这些改动和变型在内。

技术特征：
1.一种煤矿主通风机的自动化监测控制方法，其特征在于，包括：获取主通风机的风机性能曲线和矿井的通风阻力特性曲线；基于所述风机性能曲线和所述通风阻力特性曲线确定目标工况点，并获取所述目标工况点的多维度运行数据；基于所述目标工况点的多维度运行数据判断所述主通风机是否存在运行异常；响应于所述主通风机存在运行异常，确定发生故障的第一设备，根据第一设备的运行数据生成报警信息，并启用所述第一设备关联的第二设备。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述风机性能曲线和所述通风阻力特性曲线确定目标工况点，包括：基于所述风机性能曲线和所述通风阻力特性曲线的交叉点确定所述主通风机所在的第一工况点；响应于所述第一工况点与第二工况点一致，确定所述第一工况点为所述目标工况点，所述第二工况点为多个预设工况点中的任一工况点。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述目标工况点的多维度运行数据判断所述主通风机是否存在运行异常，包括：针对所述多维度运行数据中任一维度的目标运行数据，获取所述目标运行数据对应的标准数据范围；响应于所述目标运行数据不属于所述标准数据范围，确定所述主通风机存在运行异常。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述获取所述目标运行数据对应的标准数据范围之后，还包括：响应于所述目标运行数据为振动信号，采用包络解调技术对所述目标运行数据进行信号处理，并获取信号处理后的目标运行数据。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述多维度运行数据是由所述煤矿主通风机的自动化监测控制系统中任一设备所关联的一种或多种传感器采集的，所述确定发生故障的第一设备，包括：获取采集所述目标运行数据的目标传感器；将所述目标传感器所关联的设备确定为发生故障的第一设备。6.一种煤矿主通风机的自动化监测控制装置，其特征在于，包括：第一获取模块，用于获取主通风机的风机性能曲线和矿井的通风阻力特性曲线；第二获取模块，用于基于所述风机性能曲线和所述通风阻力特性曲线获取目标工况点的多维度运行数据；判断模块，用于基于所述目标工况点的多维度运行数据判断所述主通风机是否存在运行异常；处理模块，用于响应于所述主通风机存在运行异常，确定发生故障的第一设备，根据第一设备的运行数据生成报警信息，并启用所述第一设备关联的第二设备。7.一种煤矿主通风机的自动化监测控制系统，其特征在于，所述系统包括电源模块、主通风机模块、传感器模块、中央处理模块，其中：所述电源模块与所述主通风机模块连接，用于电源供给；
所述主通风机模块与所述传感器模块连接，用于矿井通风；所述传感器模块与所述中央处理模块、所述中央处理模块连接，用于采集所述传感器模块的运行数据，并将所述运行数据发送给所述中央处理模块；所述中央处理模块用于分析所述运行数据，并将各个模块中故障的设备切换为该设备关联的另一设备。8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述系统还包括交换机、工控机和矿井安全监测中心，其中：所述交换机分别和所述中央处理模块、所述工控机和所述矿井安全监测中心连接，用于转发所述工控机和所述中央处理模块之间的交互信号，或用于转发所述矿井安全监测中心和所述中央处理模块之间的交互信号；所述工控机用于对所述系统的运行进行控制；所述矿井安全监测中心用于在线监测所述主通风机的运行状态。9.根据权利要求7或8所述的系统，其特征在于，所述电源模块包括相互关联的n个电源，所述主通风机模块包括相互关联的n个主通风机，所述传感器模块包括相互关联的n个传感器组，其中，第i个主通风机和第i个传感器组连接，所述第i个电源分别和所述n个主通风机连接，所述n为大于1的整数，所述i为小于或等于n的正整数。10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述中央处理模块包括输入输出io模块、自动化通信profinet冗余网络、中央处理器，其中：所述io模块分别与所述n个传感器组连接，用于各种类型信号输入和控制输出；所述中央处理器与所述io模块连接，用于和所述io模块进行数据交换，所述中央处理器包括相互关联的第一中央处理器和第二中央处理器；所述profinet冗余网络分别与所述第一中央处理器、所述第二中央处理器和所述io模块连接，用于设备通讯。

技术总结
本申请提出了一种煤矿主通风机的自动化监测控制方法、装置及系统，涉及数据处理技术领域以及自动化监控技术领域。该方法包括：获取主通风机的风机性能曲线和矿井的通风阻力特性曲线；基于风机性能曲线和通风阻力特性曲线确定目标工况点，并获取目标工况点的多维度运行数据；基于目标工况点的多维度运行数据判断主通风机是否存在运行异常；响应于主通风机存在运行异常，确定发生故障的第一设备，根据第一设备的运行数据生成报警信息，并启用第一设备关联的第二设备。本申请实施例中，可以提高主通风机的安全性、可靠性，进而提高煤炭生产效率和安全性，降低生产故障几率，避免设备故障引起的损失或者事故。故障引起的损失或者事故。故障引起的损失或者事故。


技术研发人员：张浪 李伟 郭立佳 刘彦青 蒋小如 张艳伟 张学超
受保护的技术使用者：煤炭科学技术研究院有限公司
技术研发日：2023.05.24
技术公布日：2023/7/22