基于虚拟仪器的带式输送机动态参数测试系统研制

摘要

带式输送机动态参数测试是开发带式输送机监控、保护装置的基础，也是为带式输送机动态特性分析提供基础数据的重要途径。本文采用虚拟仪器技术和单片机技术，研制了一套带式输送机动态参数综合测试系统，可以用于带式输送机各种关键动力学参数的测试及数据分析处理。 本测试系统包括信号采集模块、通信接口模块、数据处理模块和结果显示模块等四个模块。信号采集模块包括传感器，相应前置放大电路和以ATmega8单片机为主控芯片的信号采集板。通信接口模块采用现场总线技术，通过CAN总线和标准通信接口RS-232的连接实现了单片机和计算机之间的数据传输，并采取了屏蔽、隔离、滤波等措施以抑制测试系统中的干扰信号。同时，利用虚拟仪器开发平台LabVIEW，开发了带式输送机动态参数测试系统操作界面和测试平台，可用于测试信号的分析处理、存储及结果显示输出。针对带式输送机动态特性分析和运行监控研究中的热点问题，本测试系统特别对输送带的跑偏，动态张力和速度信号采集模块进行了比较详细地设计，实现了输送带的跑偏监测，输送带动态张力和速度的在线测试功能。经过带传动实验台试验检验，带式输送机动态参数测试系统的测试结果与理论计算结果基本吻合。说明本测试系统运行稳定，测试精度较高，为带式输送机动态性能研究提供了一种有效的测试工具，也为进一步开发带式输送机监控、保护装置提供了一个有用的工具。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1问题的提出

1.2国内外研究现状及相关技术的发展趋势

1.3课题的研究内容和技术路线

1.3.1主要研究内容

1.3.2技术路线

2 带式输送机动态参数测式系统的技术基础

2.1带式输送机动态参数测试系统概述

2.2一般测试系统概述

2.2.1测试系统一般的组成

2.2.2测试系统的基本要求

2.3虚拟仪器技术概述

2.3.1虚拟仪器与传统仪器相比的特点

2.3.2虚拟仪器的构成

2.3.3LabVIEW简介

2.4带式输送机测试参数的选取

2.4.1带式输送机的动态特性

2.4.2输送带的动态特性研究

2.5带式输送机动态参数测试系统设计总体方案

2.5.1带式输送机动态参数测试系统硬件设计总体方案

2.5.2带式输送机动态参数测试系统软件设计总体方案

2.6本章小结

3输送带跑偏监测模块的设计

3.1输送带跑偏原因分析

3.2输送带跑偏监测主要原理及测试装置的组成

3.2.1跑偏监测模块的工作原理

3.2.2跑偏监测模块的特点

3.3传感器的选取与跑偏监测模块硬件设计

3.3.1红外线光电开关的选取及性能参数

3.3.2输送带跑偏监测硬件电路设计

3.3.3单片机跑偏信号采集程序

3.4输送带跑偏监测模块软件设计

3.5本章小结

4输送带动态张力测试模块的设计

4.1输送带动态张力测试的主要原理及测试装置的组成

4.1.1输送带动态张力测试的主要原理

4.1.2输送带动态张力测试的测点布置

4.2传感器的选取及动态张力测试模块硬件设计

4.2.1传感器的选取

4.2.2动态张力测试模块硬件设计

4.2.3单片机动态张力信号采集程序

4.3输送带动态张力测试模块软件设计

4.4本章小结

5输送带速度测试模块的设计

5.1输送带速度测试的主要原理及测试装置的组成

5.2输送带速度测试传感器的选取及硬件设计

5.2.1传感器的选取

5.2.2光电开关信号的采集

5.2.3单片机速度测试程序

5.3输送带速度测试的软件设计

5.4本章小结

6测试系统数据通信模块设计及测试软件系统构成

6.1带式输送机动态参数测试系统数据通信模块设计

6.1.1数据通信简介

6.1.2 RS-232串行总线标准接口

6.1.3 CAN总线简介

6.2带式输送机动态参数测试系统数据通信模块硬件设计

6.3带式输送机动态参数测试系统数据通信的抗干扰设计

6.4 LabVIEW的串口通信

6.5 LabVIEW平台上开发的测试软件系统

6.6本章小结

7测试系统在皮带传动试验台上的验证

7.1试验台的描述

7.2测点选取的理论基础

7.3测试结果和讨论

7.4本章小结

8总结

8.1总结

8.2进一步要展开的工作

致谢

参考文献

附录 攻读硕士期间发表的论文