一、本次項(xiàng)目實(shí)施目的：

1）對(duì)礦山低壓負(fù)載（包括電動(dòng)機(jī)、線路、信號(hào)回路）的動(dòng)態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,并對(duì)其完成故障診斷和預(yù)測(cè)；

2）建立礦山低壓負(fù)載的智能運(yùn)維系統(tǒng)，對(duì)設(shè)備運(yùn)行中產(chǎn)生的故障問(wèn)題進(jìn)行監(jiān)測(cè)與分析，縮減問(wèn)題解決時(shí)間，提高設(shè)備的使用壽命，創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)價(jià)值；

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)礦山低壓系統(tǒng)的負(fù)荷能耗，從環(huán)境、安全、高效管理等多方面優(yōu)化能耗，并進(jìn)行能效評(píng)估、能耗審計(jì)、異常能耗判定，

3）挖掘能耗問(wèn)題，推薦節(jié)能降耗策略；

4）通過(guò)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)與管理，提升礦山運(yùn)行、生產(chǎn)和發(fā)展等方面的安全穩(wěn)定性。

二、本次項(xiàng)目實(shí)施的意義：

“礦井低壓負(fù)載數(shù)字化診療及智能運(yùn)維系統(tǒng)技術(shù)研究”項(xiàng)目實(shí)施后對(duì)國(guó)內(nèi)煤礦井下低壓系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行有著重大意義：

1）對(duì)礦井低壓設(shè)備的健康狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，提前發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并預(yù)警，避免突發(fā)事故，并指導(dǎo)維修；

2）通過(guò)對(duì)低壓負(fù)載的長(zhǎng)期檢測(cè)建立設(shè)備健康管理檔案庫(kù)，為設(shè)備長(zhǎng)期跟蹤和預(yù)警提供可靠依據(jù)，對(duì)設(shè)備進(jìn)行全生命周期管理及壽命分析，提高了煤礦設(shè)備管理水平，促進(jìn)煤礦安全生產(chǎn)；

3）對(duì)井下低壓系統(tǒng)各負(fù)載狀況進(jìn)行能耗分析，為建設(shè)綠色節(jié)能礦山提供依據(jù)。

4）對(duì)井下低壓系統(tǒng)的電能質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，為電能質(zhì)量治理提供可靠的技術(shù)數(shù)據(jù)；

5）該項(xiàng)目成功后，可在煤炭行業(yè)同類型現(xiàn)場(chǎng)推廣使用。

三、研究開發(fā)內(nèi)容

根據(jù)煤礦井下低壓系統(tǒng)當(dāng)前存在的問(wèn)題，本項(xiàng)目的研究工作從以下3個(gè)方面開展：

1）礦山低壓負(fù)載數(shù)字化診療技術(shù)研究

礦山低壓負(fù)載數(shù)字化診療技術(shù)賦予低壓負(fù)載無(wú)線連接和智能分析決策的功能。支持5G等多網(wǎng)絡(luò)、多場(chǎng)景設(shè)備接入，數(shù)據(jù)采集無(wú)需復(fù)雜的多協(xié)議轉(zhuǎn)換，直接從負(fù)載表面測(cè)量關(guān)鍵參數(shù)（振動(dòng)、噪聲和溫度），利用AI融合工業(yè)機(jī)理的的算法，構(gòu)建礦井低壓負(fù)載故障模型庫(kù)，實(shí)現(xiàn)邊緣側(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)分析和決策，把事后維修變?yōu)槭虑邦A(yù)防。對(duì)負(fù)載的振動(dòng)、噪聲和溫度進(jìn)行三位一體實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和計(jì)算分析，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)故障信息，保障生產(chǎn)穩(wěn)定運(yùn)行，延長(zhǎng)負(fù)載使用壽命，提高安全性的同時(shí)，有效降低礦山低壓負(fù)載的運(yùn)維成本。

2）礦山低壓負(fù)載智能運(yùn)維系統(tǒng)

煤礦智能化既是未來(lái)趨勢(shì)，更是產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，建設(shè)智慧煤礦已經(jīng)成為煤礦安全生產(chǎn)的必經(jīng)之路，是推動(dòng)煤炭行業(yè)提質(zhì)增效和安全生產(chǎn)的有效保障。山東煤科院開采研究所研發(fā)礦井低壓設(shè)備智能化運(yùn)維管理系統(tǒng)，將物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能、GIS等技術(shù)與煤炭安全生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)深度融合，構(gòu)建煤礦企業(yè)安全生產(chǎn)、管理的可視化、智能化綜合性管控平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)煤炭生產(chǎn)過(guò)程中的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)精準(zhǔn)采集、高可靠傳輸、資源集成融合、智能化分析與處理等，滿足多維感知、實(shí)時(shí)互聯(lián)、協(xié)同控制、智能預(yù)警等需求，提升管控能力，助力煤炭企業(yè)實(shí)現(xiàn)精細(xì)化開采、安全化生產(chǎn)、智慧化管理。系統(tǒng)主要功能包括：負(fù)載設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)在線監(jiān)控，故障預(yù)警與分析診斷，操作員違規(guī)操作行為監(jiān)視統(tǒng)計(jì)，出勤小時(shí)與能耗耗統(tǒng)計(jì)分析，設(shè)備點(diǎn)檢，保養(yǎng)管理，維修管理，部件生命周期管理，壽命分析，綜合數(shù)據(jù)集成，報(bào)表統(tǒng)計(jì)與決策支持等。通過(guò)上述功能的開發(fā)實(shí)現(xiàn)，最終達(dá)到提高礦井負(fù)載設(shè)備管理智能化程度，降低維護(hù)成本，提高設(shè)備出勤率的目的。

3）礦山低壓負(fù)載電能質(zhì)量檢測(cè)及能耗管理系統(tǒng)

礦山低壓負(fù)載電能質(zhì)量檢測(cè)及能耗管理系統(tǒng)，利用計(jì)算機(jī)軟硬件資源和硬件儀器有機(jī)結(jié)合的思想，從而實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)大的信息技術(shù)處理能力和計(jì)算能力。在煤礦井下實(shí)施時(shí)，能夠有效監(jiān)控供電系統(tǒng)區(qū)域或設(shè)備的實(shí)時(shí)性用電能耗和電能質(zhì)量狀況，并進(jìn)行能源數(shù)據(jù)分析、預(yù)測(cè)、優(yōu)化，提高電源質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)精確的用電管理，減少噸煤電力消耗，提高系統(tǒng)安全。

四、項(xiàng)目技術(shù)路線

開發(fā)設(shè)計(jì)和實(shí)施技術(shù)路線及各階段的具體內(nèi)容如下：

1）技術(shù)路線：沿用山東科技大學(xué)孫紅雨教授的產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合路線，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，從井下生產(chǎn)和連續(xù)性、安全性、可操作性實(shí)際需要和易于實(shí)現(xiàn)，方便連接，便于安裝為出發(fā)點(diǎn)，提出總體設(shè)計(jì)方案，礦井低壓負(fù)載數(shù)字化診療及智能運(yùn)維系統(tǒng)軟件的開發(fā)，系統(tǒng)便于維護(hù)和擴(kuò)充，簡(jiǎn)單易懂，控制可靠。整個(gè)系統(tǒng)先在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)模擬、拷機(jī)，多種工況驗(yàn)證，無(wú)問(wèn)題后，再進(jìn)行裝置的組裝生產(chǎn)，井下安裝地點(diǎn)的確定、設(shè)備安裝、以太網(wǎng)接入、完成系統(tǒng)的調(diào)試，型式試驗(yàn)，現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)性試驗(yàn)，完善技術(shù)資料，用戶培訓(xùn)，系統(tǒng)投入使用。

2）實(shí)施方式、方法、步驟：通過(guò)對(duì)煤礦井下低壓系統(tǒng)和負(fù)載設(shè)備的現(xiàn)狀分析，由山東山東煤科院開采研究所負(fù)責(zé)系統(tǒng)集成并組合硬件，一次、二次圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，提供系統(tǒng)軟件的程序設(shè)計(jì)及后臺(tái)建設(shè)。并進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試，安全運(yùn)行。雙方進(jìn)行項(xiàng)目驗(yàn)收及邀請(qǐng)專家評(píng)審。

五、現(xiàn)有基礎(chǔ)及技術(shù)條件

   煤礦有雄厚的技術(shù)人員隊(duì)伍，機(jī)電系統(tǒng)內(nèi)，優(yōu)秀專家1人，學(xué)科帶頭人2人，專業(yè)技術(shù)人才和專業(yè)優(yōu)秀技能人才100余名。煤礦機(jī)電隊(duì)伍中有在全國(guó)比賽的一、二名選手。

依托于山東科技大學(xué)國(guó)家級(jí)科技園，致力于為工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)提供電力能效管理，工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)集成及能源數(shù)字化轉(zhuǎn)型等專家級(jí)產(chǎn)品和服務(wù)，依托產(chǎn)學(xué)研一體化優(yōu)勢(shì)和強(qiáng)勁的創(chuàng)新動(dòng)力，多年來(lái)在理論研究及產(chǎn)品化方向上形成了豐富的研究成果及現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，為保證整個(gè)科研項(xiàng)目的成功落地能夠提供強(qiáng)大的技術(shù)后盾。煤礦系統(tǒng)較為復(fù)雜，在深入調(diào)研現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的基礎(chǔ)上結(jié)合山東煤科院開采研究所相關(guān)的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)?zāi)軌蛐纬杉旱V低壓負(fù)載的數(shù)字化診療及智能運(yùn)維、電能質(zhì)量分析及能耗管理的可復(fù)制技術(shù)和產(chǎn)品，為提高煤礦系統(tǒng)的可靠性做出貢獻(xiàn)。因此，依靠?jī)?yōu)良的設(shè)備，良好的技術(shù)隊(duì)伍，堅(jiān)固的科技企業(yè)技術(shù)資源，是項(xiàng)目成功的根本保證。

六、對(duì)安全、環(huán)境、健康的影響性分析

最終形成“礦井低壓負(fù)載數(shù)字化診療及智能運(yùn)維系統(tǒng)技術(shù)研究”一套，在現(xiàn)場(chǎng)以礦井低壓負(fù)載設(shè)備為感知層，以從事多年工業(yè)電力自動(dòng)化專業(yè)的山東煤科院開采研究所所研發(fā)的負(fù)載設(shè)備預(yù)測(cè)性維護(hù)技術(shù)為核心，利用煤礦現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)通道，配合地面監(jiān)控平臺(tái)應(yīng)用層，實(shí)現(xiàn)對(duì)井下低壓網(wǎng)的監(jiān)控，其安全性和可靠性是無(wú)疑的，而煤礦井下低壓系統(tǒng)非常需要這種優(yōu)越的保護(hù)技術(shù)。煤礦井下千兆工業(yè)以太網(wǎng)，已建設(shè)完成。因此現(xiàn)場(chǎng)采用千兆工業(yè)以太網(wǎng)通訊是沒有問(wèn)題的。上層采用研華工控機(jī)，配合山東煤科院開采研究所的智能化運(yùn)維系統(tǒng)軟件，將會(huì)進(jìn)一步推動(dòng)煤礦產(chǎn)業(yè)與智能化技術(shù)融合發(fā)展，提升煤礦智能化水平。

七、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益分析

1）經(jīng)濟(jì)效益：

煤礦設(shè)備工作條件惡劣，礦用固定設(shè)備、運(yùn)輸設(shè)備、采掘設(shè)備、支護(hù)設(shè)備、分選設(shè)備等帶病工作現(xiàn)象比較普遍，一旦發(fā)生失效或維護(hù)不當(dāng)，將造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，甚至造成人員傷亡。

項(xiàng)目實(shí)施后，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)井下低壓系統(tǒng)的負(fù)載設(shè)備的運(yùn)行狀況，迅速及時(shí)地給出故障預(yù)警處理方案，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電能質(zhì)量數(shù)據(jù)，大大提高系統(tǒng)的可靠性。同時(shí)，對(duì)低壓負(fù)載的長(zhǎng)期檢測(cè)建立設(shè)備健康管理檔案庫(kù)，為設(shè)備長(zhǎng)期跟蹤和預(yù)警提供可靠依據(jù)，對(duì)設(shè)備進(jìn)行全生命周期管理及壽命分析，提高了煤礦設(shè)備管理水平，促進(jìn)煤礦安全生產(chǎn)。

2）社會(huì)效益：

礦井低壓負(fù)載數(shù)字化診療及智能運(yùn)維系統(tǒng)技術(shù)研究可以提高煤礦低壓網(wǎng)絡(luò)的智能化管理，降低低壓網(wǎng)設(shè)備故障帶來(lái)的危害，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電能質(zhì)量，提高礦井的網(wǎng)絡(luò)化管理能力，有助于網(wǎng)絡(luò)的安全運(yùn)行。為低壓網(wǎng)絡(luò)的有序調(diào)度、故障預(yù)防、故障報(bào)警、事故分析及電能質(zhì)量治理提供可靠的技術(shù)數(shù)據(jù)。該項(xiàng)目成功后，可在煤炭行業(yè)同類型現(xiàn)場(chǎng)推廣使用。

八、項(xiàng)目實(shí)施進(jìn)度計(jì)劃