矿用离心风机故障诊断在线监测系统设计

设计了矿用离心风机故障诊断在线监测系统。该系统由传感器模块、信号采集模块、网络传输模块以及上位机等组成,通过传感器对风机的多种模拟、数字信号进行采集,采用以太网通信模块将监测的信息远程传输至监测上位机,并根据诊断算法实现矿用离心风机的在线故障诊断。     

矿用运输车的全自动检测系统

介绍了矿用运输车的全自动检测系统,此系统采用智能采集板通过多路传感器对运输车辆的轴重、速度、侧滑和制动等项目的信号采集,借助于计算机实现对运输车辆的全自动检测。     

基于倾角传感器的矿用液压支架测高系统设计

为解决现有矿用液压支架测高方案智能化程度低、准确度差等问题,研究了液压支架在不同姿态下的测高方案,提出了一种基于倾角传感器的矿用液压支架测高系统设计方法,搭建了基于倾角传感器的矿用液压支架测高系统。并针对井下强烈电磁和振动干扰导致信号降质的问题,对采集到的数据进行小波分解和重构,提高了测高系统在恶劣环境下的准确性,同时从提高通信抗干扰能力,增加传输距离等方面,提出下一步研究的方向,矿用液压支架测高系统在实验室和井下进行测试试验,结果表明,在井下恶劣环境下系统测高误差在10 cm内,可以满足工作面的实际需求。     

基于LoRa技术的矿用无线复合传感器设计与实现

随着无线传感器网络技术的发展,设备状态无线监测系统越来越得到重视。针对现有的矿用无线传感器终端存在功耗高、通信距离短、射频信号抗干扰能力差等问题,提出了基于LoRa技术的矿用无线复合传感器的设计方案,详细论述了传感单元、主控单元、射频单元等硬件模块的选型与设计,以及振动数据采集、温度数据采集、数据发送等软件模块,给出了各软件模块的程序流程图。搭建了测试系统,开展了设计的无线复合传感器的功耗、无传输距离和数据有效性等性能测试。测试结果表明,设计的无线复合传感器功耗低,丢包率小于10%时无线传输距离优于600米,采集的数据真实有效。研究成果为矿用设备状态无线监测系统提供了技术支持。     

矿用声发射监测主机研制

针对传统矿用声发射监测系统采用井下嵌入式主机采集信号并实时处理、传输结果数据到地面显示的方式存在成本高、稳定性差、产品体积大等缺点,提出了井下实时采集、实时传输,地面进行信号处理、结果显示的方法。结果证明该方法大大降低矿用声发射监测系统成本、提高了产品稳定性、减小了产品体积,很好地解决了传统矿用声发射监测系统的现有问题。     

矿用锂离子蓄电池电源短路保护试验系统

设计了矿用锂离子蓄电池电源短路保护试验系统。系统主要由定时控制单元与数据分析单元组成,定时控制单元由AVR单片机控制主回路的闭合,并可实现自动定时及试验回路的断开,数据分析单元包括数据采集卡及LabVIEW数据分析软件2部分,数据采集卡可自动采集主回路的电流、短路保护元件的端电压及线圈信号,并通过LabVIEW进行试验数据的分析与计算,最终将测试结果进行直观显示。     

带式输送机状态监测系统的设计与实现

介绍了矿用带式输送机运行状态监测系统,该系统满足矿用带式输送机中间段运行状态实时监测的需要。该系统由井下监测分站和地面监测上位机两部分组成。监测分站采用跑偏传感器、振动传感器、温度传感器进行实时信号采集,并将各种信号参数通过CAN总线发送给监测上位机,上位机接受数据,经过处理后将这些数据显示出来并能够实时报警。     

无速度传感器新型矿用异步电机矢量控制系统仿真研究

为提升矿用异步电机在复杂使用环境下的可靠性及减少系统成本,将异步电机矢量控制技术与无速度传感器技术相结合,设计了矿用异步电机无速度传感器矢量控制系统。介绍分析了矢量控制技术和SVPWM调制技术,将模型参考自适应思想引入到无速度传感器设计中,并借助Matlab/SimuLink仿真软件对所设计系统进行仿真模拟。仿真结果表明：设计的无速度传感器矢量控制系统具有良好的静态特性和动态特性,说明该无速度传感器矢量控制系统在矿用电机控制领域具有很好的应用价值。     

基于负压二次降尘装置的自动降尘系统设计与应用

针对煤矿井下综采工作面作业过程中产生的高浓度粉尘问题,为改善综采工作面的作业环境,设计出液压支架自动降尘系统。系统以PLC为核心控制单元,通过布置在液压支架上的粉尘传感器和人体红外传感器进行信号采集,根据采集的信号发出相应指令到电磁阀,进而控制负压二次降尘装置的开关状态,实现综采工作面内粉尘浓度的自动控制;将设计的自动降尘系统在赵楼煤矿5302综采工作面进行了现场应用测试,测试结果表明:自动降尘系统能够大幅度降低综采工作面全部作业区域范围内的粉尘浓度,作业人员的作业环境得到明显改善。     

基于虚拟仪器的矿用通风机柔性性能测试系统研制

传统矿用风机性能测试系统通用性差,配备固定的传感器种类和数量难以满足非标、定制型矿用风机性能测试需求。采用虚拟仪器技术对风机控制系统进行柔性改造,改造后的系统用软件实现定时和计数的功能,并采用测量脉冲信号的方式来精简数据采集。最终实现模拟型和脉冲型这2种传感器在测量信号方面的一致性和通用性。改造后的测量系统具有测量精度高、通用性强的特点,同时对数据采集硬件要求低,降低了测试系统成本。     

基于LabVIEW的速度非接触测量系统

针对矿山在用运输设备速度检测检验过程中存在的问题,开发了一种基于光电技术和LabVIEW的非接触速度测量系统,系统采用LabVIEW频谱函数对信号数据进行实时分析,得出信号的功率谱图,进而求出实时速度,与标定装置的比对结果表明,系统测量稳定,实时性好,速度偏差小于±0.2km/h;可实时显示速度曲线,自动计算加速度和减速度,并可现场实时打印出测量数据和结果,为矿山运输设备的速度检测提供了一种新的检测检验方法和手段。     

掘进工作面智能通风控制系统的设计与应用

介绍了一种采用脉动通风技术与变频调速技术相结合的掘进工作面智能通风控制系统,该系统能够对瓦斯浓度传感器采集的瓦斯浓度信号进行分析判定,实时控制掘进工作面局部通风机的转速,从而实现对掘进工作面通风的智能控制.当瓦斯涌出时,系统发出声光报警,并加大局部通风机转速,达到快速稀释瞬间涌出的瓦斯浓度,确保煤矿掘进工作面的安全生产.     

煤矿井下中央变电所分布式智能采集分析系统

为了解决煤矿中央变电所监测系统中数据无法统一接入、响应不及时与智能化程度低等问题,研发了煤矿井下中央变电所分布式智能采集分析系统。在主处理器Exynos4412、NVIDIA Jetson TX2处理器与FPGA处理器的基础上设计了红外成像传感器电路、振动信号采集电路、电流信号采集电路与TEV信号采集电路等。基于井下环网与Linux系统编码实现了智能采集分析终端应用软件。经测试,该系统平均丢包率为0.114%,平均响应时间为1.685s;研制的智能采集分析终端能提供故障诊断服务,提升了煤矿的智能化水平。     

矿井提升系统的改造设计研究

矿井提升机的功能会关系到煤矿的运输效率,进而影响开采速度。当前矿井提升机控制系统存在信号传递速度慢、精确度不足、故障诊断能力不强等问题。利用PLC技术对矿井提升系统进行结构改造,介绍系统总体方案,具体阐释故障诊断系统、网络系统、变频调速系统的结构组成。PLC技术能够提高信号传递速度,故障诊断能力强,通过与以太网连接实现远程控制,变频调速系统的设计也提高了对矿井提升机的控制能力。     

煤矿提升机监测和故障诊断硬件系统设计研究

为了确保矿井提升机的运行正常及故障诊断的可靠、准确、及时,设计研究了煤矿提升机监测和故障诊断硬件系统,该硬件系统主要由计算机、信号调理电路、采集卡和传感器等设备组成;完成了信号调理电路设计和工控机的选择,构建硬件系统时,采用电场屏蔽和信号接地的抗干扰措施;对煤矿提升机故障诊断和监测系统进行了性能分析,研究得出,硬件系统的精确度小于2.06%,回程误差小于2.60%,非线性度小于2.99%,系统灵敏度为1.00。研究提高了煤矿提升机运行时的可靠安全性,促进了煤矿维修制度的完善。     

基于开关磁阻调速电动机的矿用智能局部通风系统

为满足煤矿对局部通风机自动调速的需求,设计了一种基于开关磁阻调速电动机的矿用智能局部通风系统。它采用开关磁阻调速电动机驱动,并以S7-200 PLC控制器和上位机组态的监控模式,根据井下传感器采集的瓦斯浓度信号实现自动按需通风,排放瓦斯功能。该系统经运行试验表明,取得了很好的节能效果。     

基于小波神经网络技术的井下瓦斯传感器故障诊断分析

煤矿井下瓦斯传感器的准确性和鲁棒性关系到矿井的安全生产。以瓦斯传感器故障诊断为研究对象,利用小波包分解算法分析了瓦斯传感器故障信号、提取了相关特征,并基于这些特征,采用扩展滤波算法训练神经网络。兖州集团王庄煤矿的100组瓦斯检测数据验证了该技术的有效性和准确性,为瓦斯传感器故障的在线诊断系统设计提供了参考。     

基于主元分析的煤矿空压机故障诊断研究

针对目前煤矿空压机监测出现故障诊断复杂、人工成本高等问题,采用主元分析方法,对煤矿空压机故障诊断方法进行研究。研究了煤矿空压机主元故障预警方法以及煤矿空压化故障诊断检测方法,并以某煤矿为例,系统在正常运行的情况下,采集传感器的样本数据,建立预警模型,然后采取实验测试数据进行检验认证,验证结果显示主元分析方法,能够有效准确地把故障信息准确提取出来,确保煤矿空压机能够准确进行故障诊断,从而达到矿井安全生产的目的。     

基于模糊神经网络的信息融合方法在矿井供风系统中的应用

针对矿井瓦斯事故频发，矿井供风系统急需改进的实际情况，将多传感器信息融合方法及PLC应用于矿井通风系统中，以实现对原系统的改造.利用各类传感器采集的信号进行同类传感器本身的一次数据融合处理后，再对异类传感器进行二次数据融合，从而评判出此时矿井所处的安全等级，对风机的给风量进行控制.实验表明，该控制方法具有良好的控制效果.     

露天矿用电铲动态称重计量系统设计

设计露天矿用电铲动态称重计量系统,实时动态称重计量电铲装载矿物重量,提高露天矿采装运输效率。通过角位移传感器、线位移传感器与力传感器组建的传感器网络,采集露天矿用电铲角度、拉力以及线位移数据信息,并将其传输至信号处理模块,利用信号预处理电路合理放大与降噪处理传感器采集信号,数据经A/D转换后,结合角、线位移数据触发AT89C52单片机转换芯片,读出动态称重计量数据,并以相应的形式将数据在LCD显视屏中显示出来,通过PC机完成动态称重数据处理,实现计量数据的显示、限位报警、个性化查询等功能。实验结果表明：该系统能够实现露天矿用电铲动态称重计量,能耗较低,将其应用于露天矿的采装运输业中,可提高采装运输效率。