基于LabVIEW的矿井提升机运行状态监测与故障预警系统研究

摘要

随着现代工业的发展，设备的安全运行越来越重要，对设备的安全监测日益受到人们的重视。矿井提升机作为矿山企业生产中最重要的大型设备之一，它担负着提升矿物、提升矸石、升降人员、设备及材料等任务，是煤炭、冶金矿山生产运输的主要工具，素有矿井“咽喉”之称，因此保证矿井提升机的正常进行就显得尤其重要。提升机运行的安全可靠性不仅直接影响整个矿井的生产能力，影响整个矿山的经济效益，而且还涉及到井下工作人员的生命安全。所以，矿井提升机正常、安全可靠地运行，对整个矿山企业的经济效益有很大影响。鉴于矿井提升机在矿山的重要性，对其进行监测就具有十分重要的意义。传统的矿井提升机监控系统集成度不高，工作效率低，不符合现代化监控的多功能要求，而且在监控过程中对出现的故障也没有什么应对措施。随着计算机软硬件技术和计算机辅助测试技术的发展，特别是伴随着虚拟仪器技术的出现，将先进的虚拟仪器技术应用到矿井提升机运行状态监测与故障预警系统中是提升机监控系统的发展方向。本课题运用先进的虚拟仪器开发平台-LabVIEW、实现信号采集功能的传感器、NIPCIe-6323多功能数据采集卡等，开发了一套基于LabVIEW的矿井提升机运行状态监测与故障预警系统，使其安全性、可靠性、自动化水平都达到新的高度，保障了提升机的安全运行。本文所做的主要工作有以下几个方面:
　　 (1)以先进的虚拟仪器技术为指导，应用图形化测控软件LabVIEW开发了提升运行状态监测与故障预警系统。系统具有数据采集、数据处理、数据实时显示、数据存储、数据查询、报告打印、参数设置、曲线显示等功能。
　　 (2)介绍了监控系统的硬件设计和软件设计。硬件设计方面主要研究了监控系统的硬件组成，包括传感器、数据采集卡、信号调理装置的选用以及系统抗干扰措施等;软件设计方面则主要对系统功能进行了划分，采用模块化、结构化、集成化、主模块调用子模块的设计思想进行编写，并充分考虑系统容量的可扩展性和系统功能的可扩充性。
　　 (3)监控系统实现了提升容器位置的实时显示，对液压站油压、油温、制动闸间隙及电枢电流等进行监测，对设备出现的故障给予报警并给出维修建议，对监测内容进行查询时，可以打印监测报告。

目录

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摘要

第1章 绪论

1.1 课题背景

1.2 国内外发展现状和发展前景

1.3 课题主要内容

1.4 课题主要意义

1.5 本章小结

第2章 矿井提升设备简介

2.1 矿井提升设备的基本组成

2.2 矿井提升机的构成

2.3 矿井提升机的常见故障与监测内容

2.3.1 矿井提升机的常见故障

2.3.2 矿井提升机的监测内容

2.4 矿井提升设备的运动学计算

2.4.1 矿井提升设备的运行规律

2.4.2 提升加速度的确定

2.4.3 提升减速度的确定

2.5 本章小结

第3章 虚拟仪器及LabVIEW

3.1 虚拟仪器的概念及系统

3.1.1 虚拟仪器的概念

3.1.2 虚拟仪器的硬件系统及分类

3.1.3 虚拟仪器的软件系统

3.1.4 虚拟仪器的开发系统

3.1.5 虚拟仪器的形成

3.2 虚拟仪器的特点

3.3 虚拟仪器的设计步骤

3.4 虚拟仪器软件开发平台——LabVIEW

3.5 本章小结

第4章 系统的硬件设计

4.1 系统监测原理及功能

4.2 系统的硬件设计

4.2.1 传感器

4.2.2 信号调理装置

4.2.3 数据采集卡

4.2.4 工控机

4.3 系统的抗干扰设计

4.3.1 干扰及干扰模式

4.3.2 抗干扰设计

4.4 本章小结

第5章 系统软件模块开发设计与实现

5.1 系统功能

5.2 系统软件设计原则

5.3 系统构成

5.3.1 系统登录界面

5.3.2 系统主界面

5.3.3 信号采集模块

5.3.4 LabVIEW数据采集模块分类

5.3.5 生产者-消费者模型

5.3.6 数据存储模块

5.3.7 数据查询模块

5.3.8 打印报告模块

5.3.9 参数设置模块

5.3.10 曲线显示模块

5.3.11 系统退出模块

5.4 本章小结

总结

致谢

参考文献

作者简介

攻读硕士学位期间发表的论文和科研成果