基于NI Compact RIO智能监控系统设计与实现.pdf
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1、信息记录材料 年 月 第 卷第 期基于 智能监控系统设计与实现王新孟(南京铁道职业技术学院 江苏 南京)【摘摘要要】运用虚拟仪器技术,基于 嵌入式平台设计一套矿井提升机智能监控系统。该系统具有提升机关键数据实时采集、数据处理分析、运行状态实时显示与仿真、互联网络发布、故障诊断并自动报警功能。本系统充分利用 在信号采集处理的软硬件优势,改善了系统安全性和稳定性。【关关键键词词】;智智能能监监控控系系统统,提提升升机机;系系统统设设计计【中中图图分分类类号号】【文文献献标标识识码码】【文文章章编编号号】()作者简介:王新孟(),男,江苏徐州,硕士,助教,研究方向:机械自动化工程研究。引言提升机是一
2、种主要用于物料垂直或斜向提升的装置,广泛应用于矿山、化工、建材、冶金和粮食等行业,提升机的工作原理是通过输送链轮和链条的运动来带动料斗垂直或倾斜地上下运动,从而实现物料的垂直或斜向提升。本文以矿井提升机为应用案例,设计一套智能监控系统。矿井提升机是安装在地面或井下,借助于钢丝绳带动提升容器沿井筒或斜坡道运行的提升机械。矿用提升系统是煤矿生产作业重要的系统之一,它能否安全、可靠地工作直接关乎整个煤矿的安全生产和井下作业人员的生命安全,被誉为井下、井上的咽喉。由于提升机制动闸瓦磨损、提升绳绳径与绳槽不配套、液压油温过高以及工况环境影响等原因,提升系统容易发生故障。同时,煤矿提升监控系统普遍采用单片
3、机,存在容易受到干扰、运行速率低等问题。本系统主要监控提升系统动态性能及运行状态,针对目前提升系统运行过程稳定性差、监控难的问题提出新的解决方案,建立并完善基于 的矿井提升机智能监控系统,提高提升系统运行的可靠性。矿用提升系统矿用提升系统一般用钢丝绳带动井筒内容器升降,完成输送物料和人员的任务。以开挖井筒提升系统为例,其主要由绞车、吊桶、吊盘、提升绳、悬吊绳、稳绳、吊盘提升天轮、吊桶提升天轮等构成。监控系统设计本系统利用 公司的 嵌入式平台与实验室 虚 拟 仪 器 工 程 平 台(,)虚拟仪器设计语言组合开发出一套基于数据采集、信号处理分析、运行状态实时显示与仿真、网络发布、故障诊断并自动报警
4、控制的系统。通过该系统可对提升机各种性能参数以及位置参数进行监测并对重大故障进行自应变处理,实现矿井提升系统的智能化改造。系统架构见图。硬件模块 配 置 硬 件 包 括 模 拟 输 入(图 系统架构框图,)模 块、模 拟 输 出(,)模 块,数 字 输 入 输 出 模 块。传感器包括速度传感器、油温油压传感器、位移传感器、电流传感器等。控制器主要是变频器、继电器等。软件设计系统软件包含上、下位机两部分,之间采用以太网通信协 议。下 位 机 是 利 用 嵌 入 平 台 的 进行数据采集处理和输出控制。上位机是通过 开发软件设计的监控系统,采用模块化设计,主要包括登录模块、参数设置模块、提升系统模
5、块等,具体如图 所示,实现状态监测、故障诊断、数据存储及查询等功能。图 系统软件结构图软件用户分为管理员和普通用户,管理员具有更多的设置权限,首次登录后会默认进入参数设置模块,设置采样参数和监控参数阈值等。系统进入监测运行状态后,会根据预设判断模型对参数异常情况发出预警并进行故障诊断,对一些特定情况会自动做出保护动作,系统程序流程图如图 所示。信息记录材料 年 月 第 卷第 期图 系统程序流程图 监控系统功能实现 系统功能要求监控系统主要实现以下功能:()利用 实现提升系统信号的实时采集显示,并能够对提升速度进行控制。利用 平台实现提升系统吊桶姿态、液压安全系统、提升速度动态显示,同时能够对提
6、升速度进行矫正控制,保障提升系统安全运行。()基于 的网络发布。利用 的互联网服务器进行网络发布,利于监控数据的交流分析并实现远程监控。()故障诊断并自动报警。通过对采集数据的分析处理,判断运行状态进行故障诊断并自动报警控制,使提升系统更加稳定。主要功能实现 主界面监控数据和吊桶姿态显示在主监控界面中,实时显示提升系统的液压站油压、温度和吊桶的速度、深度,如图 所示。图 监控系统主界面在交流电机的联动轴上安装旋转编码器,旋转编码器输出相位相差。的、两路脉冲,通过脉冲信号计算转速,进而求出吊桶的提升速度。利用 图形函数动画模拟吊桶、吊盘以及电机的位置和方向,方便工作人员直接监控。提升速度显示与调
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