矿用带式输送机智能监测系统研究

针对矿用带式输送机运行过程中存在的托辊、滚筒等关键部件与输送带摩擦发热,钢丝绳芯输送带内部损伤与撕裂,运行功耗大等问题,设计了一种矿用带式输送机智能监测系统。该系统包括基于弱磁检测法的钢丝绳芯输送带损伤监测系统、基于红外热成像温度检测法的带式输送机关键部件故障诊断与预警系统和基于视觉检测法的煤流监测、异物监测、胶带撕裂监测及人员安全监测系统,详细介绍了各系统的实现原理。对钢丝绳芯输送带内部损伤识别及带式输送机关键部件故障诊断预警进行了实验验证,结果表明该系统对钢丝绳芯输送带损伤识别的准确率约为98%,且可准确识别带式输送机关键部件故障并发出预警。     

煤矿带式输送机轴承监测诊断系统及其应用

针对煤矿现有带式输送机轴承故障诊断存在的问题,提出了一种新型的煤矿带式输送机轴承监测诊断系统的设计方案。该系统以矿用本安型振动监测分析仪与矿用本安型振动加速度传感器为核心,结合数据库服务器与组态王上位机软件,实现了煤矿带式输送机轴承的振动、温度信号采集与处理、故障实时分析与智能诊断、趋势分析、报告生成等功能。实际应用表明,该系统可实时监测煤矿带式输送机轴承的运行状态并进行故障诊断,满足了煤矿带式输送机运行状态监测与在线诊断的实时性和准确性要求。     

煤矿带式输送机电控系统的PLC程序分析

电控系统的稳定、可靠运行是煤矿带式输送机高效运行的重要保证,而PLC程序性能的稳定是电控系统可靠工作的先决条件。文章以某矿带式输送机电控系统为例,详细介绍了煤矿带式输送机PLC控制程序的编制,总结了程序编制中应注意的关键问题。具体应用验证了该程序的可靠性。     

基于PLC的带式输送机智能保护系统设计

针对国内现有矿井带式输送机保护系统功能单一、可靠性低、系统集成性与扩展性差等问题,结合煤矿带式输送机的常见故障类型,提出了一种基于PLC的带式输送机智能保护系统,介绍了系统硬件结构和软件设计。该系统可独立操控,也可多级闭锁操控;具备良好的通信联网接口,可扩展性强;支持工业以太网传输,具有智能化集控功能。实际应用验证了该系统的可行性和有效性。     

带式输送机控制系统硬件在环仿真测试系统

带式输送机控制系统研发过程中需要模拟煤矿现场环境进行性能验证,而在实验室建设与煤矿现场环境完全一致的物理环境,投入巨大。针对该问题,设计了一种带式输送机控制系统硬件在环仿真测试系统。带式输送机控制系统通过采集硬件平台模拟的带式输送机运行状态、现场环境参数及运输工况,并结合输入的带式输送机驱动方式、驱动设备等配置参数执行相应的控制策略。带式输送机运动学模型根据带式输送机控制系统的控制输入进行带式输送机运行状态迭代,迭代结果通过硬件平台反馈至带式输送机控制系统,从而完成闭环反馈控制,实现对带式输送机控制系统性能的验证。仿真测试结果验证了该系统的有效性。     

带式输送机故障巡检机器人系统设计

针对现有带式输送机故障检测方法劳动强度大、可靠性较差等问题,提出了一种带式输送机故障巡检机器人系统设计方案。首先分析了带式输送机常见的输送带和托辊故障类型及其原因,包括输送带横向断裂、纵向撕裂、打滑、跑偏及堆煤,托辊磨损和转动卡死等;然后针对不同故障类型,选定了系统传感器,包括激光雷达、单目相机、烟雾传感器、声音传感器和温度传感器,并提出了相应的故障检测算法;最后给出了系统上位机和下位机软件流程。     

信息融合在带式输送机故障诊断中的应用

针对带式输送机输送距离长、运量大、速度快等特点,为克服带式输送机系统的复杂性和单一传感器很难判断出故障所在,在分析D-S证据理论信息融合算法的基础上,将信息融合技术应用于带式输送机故障诊断中,实现多个传感器采集并充分利用多个传感器资源,提高故障诊断率。仿真结果表明,该方法能准确诊断出系统的故障,有效克服单个信息源的主观性,使故障检测误报率降低,提高检测系统的可靠性。     

一种煤矿带式输送机故障诊断方法

针对煤矿带式输送机故障种类繁多且各征兆存在交叉,严重影响故障诊断的时效性和可靠性的问题,提出了一种煤矿带式输送机故障诊断方法。该方法采用粗糙集与神经网络相结合的故障诊断技术,通过粗糙集属性约简算法优化输入的故障征兆集,得到最优约简集;将约简后的最小条件属性集输入BP神经网络进行合理训练,经过不断学习优化,最终得到诊断决策规则;将约简的相应测试征兆属性样本输入训练好的网络进行故障诊断,判别出相应故障。仿真结果表明,该方法能够充分删除冗余信息,加快网络训练速度,提高带式输送机故障诊断精度。     

基于支持向量机的矿用带式输送机轴承故障诊断方法研究

近年来,随着煤矿开采量的增加,带式输送机的实际运量在不断增加,带式输送机载荷较大,轴承部件非常容易引起故障,轴承故障发生率较高。针对传统的矿用带式输送机轴承故障诊断方法存在检测准确度不高、工人劳动强度大、诊断时间长及严重影响输送机的正常工作等问题,为了提高诊断效率和准确度,对带式输送机轴承故障诊断方法进行研究,提出了基于支持向量机的轴承故障诊断系统并对算法进行优化,通过对模型训练表明:优化后的算法可以准确提取轴承故障信号并进行诊断,故障诊断准确率达到了97.5%,大大提高了故障诊断效率,降低了维修成本,可以有效避免煤矿事故发生,对于保证煤矿安全生产具有重要的作用和意义。     

基于云平台的综采设备群远程故障诊断系统

目前开发的综采设备远程故障诊断系统大多是针对采煤机、刮板输送机、带式输送机等单机设备,以及基于视频或虚拟现实的专家远程指导维护系统,而集云平台、远程故障诊断和专家远程指导维护于一体的设备群故障诊断系统研究很少。针对该问题,设计了一种基于云平台的综采设备群远程故障诊断系统。首先通过传感器采集综采工作面采煤机、液压支架、刮板输送机、转载机、乳化液泵站、带式输送机及供电系统等的状态监测信息;然后通过煤矿井下环网将综采设备群运行状态监测信息传输到地面服务器,地面服务器对接收到的信息进行智能故障诊断分析、数据存储、报警查询等;最后通过MQTT协议将地面服务器的综采设备群状态监测信息按照统一格式传输至云服务器进行数据处理及格式转换,并将转换后的数据利用4G/5G网络传输至移动端和通过MQTT协议传输到PC端,从而实现综采设备群运行状态监测的可视化、故障查询、故障报警及故障预警信息的及时推送。以可视化视频监控为媒介,当综采设备出现故障时,视频信息可实时转接至对应专家,专家通过视频信息远程指导井工人员进行远程维护。该系统在陕西黄陵煤矿综采工作面进行了测试,结果表明:该系统实现了综采工作面设备群的远程故障诊断,通过手机移动平台可以实现综采工作面设备群运行状态实时监测和故障预警信息的及时推送,降低了综采工作面设备群的故障率和非计划停机次数,生产效率提高了约30%。     

基于PLC的胶带输送机综合保护系统的研究

针对现有大型矿井胶带输送机保护种类不全、可靠性低等问题,设计了一种胶带输送机综合保护系统,分析了胶带输送机的常见故障类型,介绍了系统的硬件结构和软件设计,确定了胶带速度、温度、烟雾、跑偏等故障的检测方法。该保护系统采用PLC高速计数器对系统传感器频率量进行采集和处理,实现了对胶带输送机故障的实时检测和综合判断,降低了误动率。     

皮带输送机故障监控器的设计

针对皮带运输机故障点多、故障检测分散且不便于集中监控的特点,设计了一种由多个传感器和控制器相结合的故障检测系统。简要分析了皮带输送机故障产生的原因,并给出了故障的检测方法;详细介绍了以单片机为核心的监控器硬件电路和软件设计。实际使用表明,所设计的监控器安全可靠、通用性较强,可对皮带输送机的打滑、跑偏、过负荷、撕裂、轴断裂等故障进行自动检测和声光报警。     

模糊信息融合在带式输送机故障诊断中的应用

针对带式输送机故障诊断过程中单个传感器获得的信息具有不确定性和局部性的问题,提出了一种基于多传感器模糊信息融合的故障诊断方法。该方法将温度、粉尘和烟雾传感器所获得的带式输送机信息模糊化,经过融合中心的合成运算和决策规则将其融合,从而得到精确的带式输送机状态估计与判断。实验结果表明,该方法提高了带式输送机故障诊断的准确性和可靠性。     

一种带式输送机故障诊断方法

针对传统浅层神经网络用于带式输送机故障诊断时存在故障状态样本数据不足、准确率不高等问题,提出了一种基于合成少数类过采样技术(SMOTE)和深度置信网络(DBN)的带式输送机故障诊断方法.该方法利用SMOTE生成带式输送机故障状态样本数据,克服样本数据分布不平衡现象;将样本数据输入DBN,利用无监督逐层训练方式提取数据中的故障特征,并通过有监督微调来优化故障诊断能力,实现带式输送机故障精确诊断.仿真结果表明,该方法提高了带式输送机故障诊断准确率.     

带式输送机集中控制系统改造设计

针对某矿原有的带式输送机控制系统存在各台带式输送机之间沟通不畅,相关人员无法实时了解带式输送机运输系统生产过程的问题,提出了一种带式输送机集中控制系统的改造方案。该系统在不改变原有系统就地控制方式的前提下,以ControlLogix PLC为核心,采用iFIX组态软件采集和监控各台带式输送机数据,实现了调度中心对整个带式输送机运输系统的集中控制功能。实际应用表明,改造后的系统将各个独立的电气控制系统综合集成在一个系统里,加强了各台带式输送机之间的配合,提高了设备的安全性和可靠性。     

带式输送机故障定位系统网关的设计

以带式输送机故障定位系统为应用背景,提出了一种基于STM32F103VE微处理器的CAN总线与Profibus-DP总线网关的设计方案。该网关在CAN网络中作为一个CAN通信节点,在Profibus-DP网络中作为一个从站;带式输送机沿线分布若干个CAN检测节点,每个节点负责检测其段内的4种传感器设备采集的实时数据,如果检测到故障信息,CAN检测节点就会向网关发送故障信息报文,网关接收CAN检测节点发送的报文并进行存储;当网关与Profibus-DP主站连通后,作为Profibus-DP从站的网关可以通过查询方式把故障信息报文传送到Profibus-DP主站中,从而实现故障定位功能。实际应用表明,该网关运行稳定、可靠,实现了带式输送机故障定位系统中CAN总线及Profibus-DP总线的互联。     

基于声音阵列和图像处理的皮带机跑偏检测系统

针对传统的皮带机跑偏检测系统无法准确获得跑偏位置而导致在检测过程中存在识别速率慢和识别精度差的问题,提出一种基于声源定位和图像处理的皮带机故障检测系统。麦克风阵列拾取皮带声音信号并进行预处理,鉴频器进行鉴频识别,得到故障声后采用卷积神经网络(CNN)算法获取故障声位置。上位机系统收到异常声源的位置信息后,调控工业摄像机对异常位置进行照片拍摄,并将照片发送至上位机系统进行预处理,随后采用灰度平均法进行图像分割,同时提取边缘特征,利用跑偏角和偏移量计算皮带机跑偏的阈值范围,结合支持向量机(SVM)来判断皮带是否跑偏和跑偏的严重程度,并将判断结果发送至报警系统。仿真结果表明,该系统具有较好的故障声源识别和定位功能。     

强力输送带接头识别算法

针对现有的强力输送带故障实时检测方法存在故障定位困难的问题,以接头为基准参考点,提出了一种基于图像处理技术的强力输送带接头识别算法。该算法根据接头点的特征,把接头点用一个数值表示出来,并根据这个数值,以一种简单的方式区分出上、下接头点;然后根据接头的特征,并通过修改最长公共子序列算法的匹配方式,对接头进行识别。实际应用表明,该算法精度高、速度快,可有效识别强力输送带的接头,满足了强力输送带故障检测中接头定位的要求。