基于4G网络的矿井提升机远程在线监测系统设计

摘要

本文深入分析了提升机的基本组成结构、运行特点和常见故障形式，详细研究了几种重要参数的监测原理并比较他们的不同，以便选择适用的方法来进行测量计算。要建立一个完整的测量系统，需从硬件、软件、算法三方面入手。其中硬件是支撑，软件是核心，而算法便是衔接这两者很好的桥梁。
　　本研究主要内容包括：⑴硬件方面，主要包括传感器选型、驱动板与ATK-SIM900A模块集成以及与USR-LTE-7S4型4G无线终端匹配。在选型上应充分考虑提升机的特点，此外还需考虑环境因素对传感器的影响。对于USR-LTE-7S4型4G模块则重点在其与ATK-SIM900A模块的集成设计。主要设计内容为：主控制器及管脚分配、STM32与ATK-SIM900A模块通信电路设计、SDIO接口电路设计、然后是4G模块协议配置。⑵软件方面，主要包括采集信号模块、存储数据功能模块、信号分析处理模块、查询历史数据模块以及报警模块等。应用LabVIEW软件的图式化设计语言，方便操作者能尽快获得监测信息，且对机器的操作也将变得直观明了。将虚拟仪器技术应用到提升机的监测并实现网络数据实时传输，可以使提升机的运行更加安全可靠。⑶机制动系统的润滑系统与液压站系统作为研究对象，借助相关系数来量化他们之间的影响作用，并建立制动系统的可靠度模型。应用大量的数据验证所建立模型的正确性，所得到的的可靠度函数与故障率函数可作为检修时的参考；其次为了实现能提前预警的目标，研究尝试应用因子归一来进行数据处理。该算法的优点在于能将不同量纲、不同数量级别的数据在同一标准体系下分析它们对某一系统的影响作用。在采用不同的表达函数情况下可得出不同的因子：价值因子、预警因子。相应的监测参数会在超限前期出现高位集中或者低位集中，利用这种特点便可实现预警的目的。

目录

声明

第一章 绪论

1.1本课题的研究目的与意义

1.2国内外状态监测技术发展情况

1.3提升机监测的发展过程

1.4本课题的研究工作

第二章 系统的硬件设计

2.1传感器总体方案

2.2 驱动板与ATK-SIM900A模块设计

2.3 4G模块配置

2.4实验验证

2.5小结

第三章 系统的软件设计

3.1软件功能

3.2软件系统设计

3.3 4G模块工作模式

3.4小结

第四章 考虑相关性的提升机制动系统可靠性分析

4.1相关性分析的意义

4.2数据特征标准的确定

4.3独立故障与相关故障

4.4实验验证

4.5小结

第五章 关于故障趋势预测算法的研究

5.1趋势预测算法建立

5.2算法介绍

5.3算法应用

5.4算法验证

5.5小结

第六章 总结与展望

6.1总结

6.2展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文