基于嵌入式ZigBee的煤矿提升机振动监测系统研究

研究设计了一种提升机振动状态监控和异常诊断的嵌入式系统,硬件配置CC2530和三维加速度传感器,在线采集和处理振动样本,通过排列熵算法评估振动运行状态,利用ZigBee通信实现监测与预警信号的无线传输。测试表明,系统能快速诊断振动异常,便于实现对提升机运行状态的在线监控和管理。     

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。     

矿井风机在线监测与故障诊断系统设计

针对大型矿井风机需进行实时运行状态监测、预报警,以保证煤矿安全生产的问题,设计了一套基于LabVIEW的矿井风机在线监测与故障诊断系统,实现风机振动信号实时采集,设备运行状态动态监测,振动正常值、预报警值和停机范围值的设置、显示和报警提示,并根据振动情况通过层次分析法进行诊断,得出故障发生概率,避免单一诊断结果。同时,建立有线通讯网络,利用共享变量技术共享数据信息,实现异地实时监测与诊断。     

基于多传感器的火电厂煤粉报警系统研究

以实现煤粉超标语音报警和画面报警为目的，设计基于多传感器的火电厂煤粉报警系统。该系统使用若干个电容传感器连接煤粉浓度采集电路采集煤粉传输流量浓度数据后，使用ZigBee无线传输模块内的路由器和协调器传输到CPU微控制器内。CPU微控制器驱动LCD显示报警模块启动基于最小二乘法的煤粉报警程序，依据当前煤粉浓度数据对其展开预警判断，当煤粉浓度超标时将该判断信息传输到CAN通信模块内，并使用CAN总线发送到监控主机内。监控主机为用户呈现当前煤粉浓度报警界面，并向用户发出语音报警。测试结果表明:该系统具备良好的兼容性和信息传输能力的同时，可有效为用户呈现煤粉浓度报警画面和语音煤粉浓度超标播报，具备良好的应用性。     

基于无线传感技术的煤矿机械设备运行状态监测系统

为保障煤矿机械设备正常运行,设计基于无线传感技术的煤矿机械设备运行状态监测系统。系统架构分为地面站、感知层、无线传感技术通信层、云计算支撑层、设备层。利用多传感器采集运行数据,通过工业以太网和网关服务器传输数据,经过存储和模数转换数据后,利用设备参数监测算法监测运行状态,通过Web服务器将监测结果传输到地面站;用户通过登录地面站查看当前设备运行状态信息。实验结果表明,该系统通信传输时的通信眼波形较为规整,通信性能较强,可有效监测设备运行时的震动状态,并呈现设备视频监控画面。     

基于DSP的齿轮减速器故障诊断装置

介绍了一种基于DSP的齿轮减速器实时监控装置,通过振动信号的分析对齿轮和轴承进行故障诊断。综合利用了包络检波和对FFT频谱分析法,有效提高监测系统的实时性和测量精度,并实现了减速器在运行中瞬时故障的实时监测和报警。     

煤矿智能视频监控与自动化系统的联动

研究煤矿智能视频监控系统与自动化系统的联动,提出了联动的3层模型并设计了2个系统间的通信协议。对智能视频监控系统中检测到的报警事件进行编码、理解分类后形成具体的决策并转换成自动化集控系统能识别的操作指令,通过自动化集控平台实现对现场自动化设备的远程控制。避免煤矿自动化系统传感器的局限性所产生的监控盲区和漏报或误报警事件,保障工作人员及设备的安全。     

煤矿悬臂式掘进机多信息监测系统设计与研究

针对目前悬臂式掘进机作业数据可视化差、可靠性低的问题，提出了一种基于多传感分布的多信息监测系统，设计了系统整体框架，实现了监测程序的可靠运行。首先，分析了悬臂式掘进机远程监测的工作特性，采用降噪去雾算法对现场图片进行增亮与清晰化处理，提升图像质量，达到远程实时视频监测水平，结合瓦斯与温湿度传感器实现了掘进环境监测；其次，以掘进机截割头位置作为其作业空间边界，建立掘进机截割头位姿与运行轨迹方程，采用油缸位移信号与倾角信号冗余算法，实时监测掘进机截割空间位置，实现截割头空间位置在线监测；然后，基于朗伯-比尔定律，采用透射法，设计了油液污染度实测系统，结合温度、液位与流量传感器，实现了掘进机油液状态的在线监测；进而，基于指数退化方法建立截割部轴承的剩余使用寿命预测模型，嵌入到监测系统中，实时显示掘进机各关键部件的性能曲线，实现了关键部件的寿命监测；最后，利用多传感分布方法采集信号，采用多信息融合方法，通过TCP协议，结合PLC网口通讯，远程采集温度、压力、振动等信号，进行实时可视化及故障趋势分析，形成掘进机工作环境状况、截割状态、油液状态、寿命预测等方面的多信息监测系统，为实现掘进机的智能化...     

面向选煤厂振动设备监测的MEMS无线传感器振动节点设计

为监测选煤厂设备振动信号,设计了一种振动信号检测的MEMS无线传感器节点。该节点采用加速度传感器获取振动信号,进行了高速数据存储器设计;采用集成射频通信的CC2430模块,实现数据无线传输和模数转换处理;分析了节点低功耗设计方案;设计了电源和备用电源。最后给出了软件设计流程图。从整体上实现了对振动节点的硬件软件设计。该节点的实现为构建基于无线传感器网络的振动信号监测系统奠定了基础。     

基于数字孪生的智能掘进工作面三维场景再现技术研究

目前井下掘进设备作业一般采取视距遥控或远程视频监控方式,巷道断面成形质量取决于人工操作经验或视频数据传输质量。针对该问题,结合智能掘进系统实时监控和真实场景再现需求,研究了基于数字孪生的智能掘进工作面三维场景再现技术,完成了数字孪生系统架构设计、传感器数据采集处理、数字孪生模型创建、模型驱动算法开发、显示界面设计。根据神东某矿掘锚一体机工作面的工况条件,开发了一套三维场景再现系统,内嵌数字孪生体、数据监控与驱动仿真模块,集成设备传感器、动作指令等数据,实现对掘进系统的物理设备状态实时监测、数字三维模型同步展示、数据分析管理以及智能掘进工艺仿真。实践证明,该系统能够实时同步精准映射设备状态、巷道空间信息,实现场景真实再现。与视频远程控制的方式相比,改善了操作体验和准确度,有效提升了掘进智能化水平,保障了巷道掘进效率和施工质量。     

煤矿井下作业施工安全监测及报警系统研究

为了提高煤矿井下作业施工安全监测精度,保障煤矿井下作业安全,设计一种煤矿井下作业施工安全监测及报警系统。该系统以悬挂式巡检机器人作为载体,搭载视觉传感器、气体传感器、烟雾传感器以及声音传感器4种采集设备,采集井下环境参数和生产参数;通过通信网络将参数传输到监测中心,在监测中心运行针对参数类型的不同,运行4种不同的监测程序;根据监测结果判断是否需要报警。实验结果表明,所设计系统应用下,准确监测和报警的样本数量与实际情况差别不大,只有在设备状态样本、塌方前岩石破碎声响和震动样本上出现了误差,说明本系统的监测准确性较高。     

基于BP神经网络的矿用通风机运行状态监测及报警系统研究

通风机的特殊性决定了煤矿中要求设备连续24 h工作,对其运行稳定性提出了非常高的要求。以煤矿中的FBCDZ-10-No36轴流式通风机为对象,采用BP神经网络,构建了通风机运行状态监测及报警系统。系统主要由通风机现场硬件、上位机软件以及工业以太网3大部分构成。系统利用振动加速度传感器对关键位置的振动状态信息进行采集,然后提取特征参量,基于训练好的BP神经网络结构对振动特征参量进行分析,获得通风机的故障类型。系统检测到故障问题后可以向外发出警报。将设计的系统部署到通风机工程实践中,经现场测试运行,发现各项功能都能够实现,通风机故障率大幅度降低,取得了很好的效果。     

无线传感器网络技术在煤矿通风机监测系统设计中的应用研究

煤矿中通风机运行过程的稳定性对煤矿生产安全有重要影响。基于先进的无线传感器网络技术构建了通风机的监测系统,无线网络使用的是ZigBee无线技术,主控芯片具体型号为CC2430,具有功耗低、部署成本低、数据传输安全可靠等优势。基于电量变送器、铂热电阻传感器、加速度传感器、微压变送器对电机的电参量、关键点温度、设备振动情况、通风机负压等状态信息进行监测,如果发现状态数据超过系统设置的安全阈值,会向外发出报警信号。利用KingView 6.53软件平台,基于模块化思想对监测系统软件程序进行设计。将设计的监测系统部署到煤矿工程实践中,经现场测试发现各项功能都得以实现,取得了良好的安全效益和经济效益。     

煤矿主通风机监控系统设计及其实现研究

煤矿主通风机的稳定可靠运行对于煤矿安全至关重要。在对煤矿以及主通风机进行简要介绍的基础上,设计研究了通风机的监控系统。系统主要是利用传感器检测通风机的运行参数,并将参数输入到S7-1200型PLC控制器中进行综合处理,判断通风机的运行状态。一旦监测存在问题会下达指令进行报警,并对主用和备用通风机进行切换处理。选用的振动传感器、压力传感器和温度传感器型号分别为6233C-10、1151DP、PT100,性能优良,能在复杂的矿井环境下工作。软件程序基于模块化思想进行编程设计,由1个主程序和多个子程序构成,各子程序有对应的功能。将监控系统应用到工程实践中,进行现场调试应用,发现效果良好,取得了很好的安全效益。     

煤矿监控系统瓦斯传感器误报警分析及对策研究

为了使煤矿监控系统安全可靠地服务于生产,对系统运行过程中由于系统本身的技术原因、人为操作、环境影响等因素造成传感器误报警进行了分析和研究,提出了不同原因造成系统误报警的解决办法和对策。应用表明,甄别误报警产生的根源是关键。根据对策进行治理,保障了矿井监控系统的安全、稳定、可靠。     

基于小波包与EKF-RBF神经网络辨识的瓦斯传感器故障诊断

针对瓦斯传感器常见的偏置型、冲击型、漂移型和周期型4种突发型故障,以小波分析和RBF神经网络为基础,提出了由小波包分解提取特征能量谱与扩展Kalman滤波算法（EKF）优化的RBF神经网络进行模式分类辨识的瓦斯传感器故障诊断方法。对瓦斯传感器的输出信号进行小波包分解,运用基于代价函数的局域判别基(LDB)算法进行裁剪,获取最优的特征能量谱,经处理后作为特征向量训练EKF-RBF神经网络,采用参数增广和统计动力学方法,通过带有整定因子的EKF参数估计,用来辨识瓦斯传感器的故障类型。实验结果表明：该方法的辨识正确率在95%以上,误报率和漏报率都明显优于其他算法,能够有效用于瓦斯传感器的故障在线诊断。     

基于视频处理的皮带运动状态监测系统

煤矿中监测皮带运输机的技术方法多是基于硬件,成本高且易受外界影响。因此,以鲍店煤矿皮带运输机作为监测研究对象,基于视频图像处理技术,采用比较完善的状态机变换机制,设计一套皮带运动状态的监测系统,通过对皮带的实时监控视频进行处理分析,判断皮带运载过程中的运动状态并对非正常状态进行报警。该系统可以实现对皮带的无接触检测,在保证检测结果准确率的情况下,不需硬件设备支持,降低了监测皮带运动状态的实施成本。     

基于物联网技术的煤矿综合自动化系统

设计了基于物联网的煤矿综合自动化系统,并建立了基于Web的综合自动化软件平台,对全矿的人员、物资、设备和基础设施等进行实时有效监控和管理,具有智能告警、多媒体报警、查询、确认、数据采集、硬盘录像等功能,监控监视SCADA系统设备,远程监控矿井环境参数,人员定位和管理,实现了地面监控中心对井下电设备的遥测、遥控、遥调。     

蝶形离心机的DCS系统升级

该离心机控制用的集散控制系统(DCS)是以选择的新离心机为控制对象,配以转速探头,振动传感器、液位开关,以及工业生产中实际使用的电磁阀、调节装置等设备,通过对原有集中分散系统改进实现过程控制。同时使用已有的组态软件,实现实时监测控制。节省了改造成本,优化了系统检测、控制、报警,优化了离心机控制参数和控制工艺过程,实现了新离心机控制系统的自动化。