皮带运输机自动巡检系统的研发

发布时间：2020-03-10 11:00

【摘要】：皮带运输机作为一种连续运输设备,在长时间的负载运行过程中极容易发生各类故障。因此,为了掌握皮带机的运行状况,及时发现运行中的故障,对皮带机进行巡检就显得非常有意义。由于皮带运输机一般情况下运输距离较长,靠人工来完成巡检存在效率低、劳动强度大、实时性差等问题。为此,设计开发一套皮带运输机自动巡检系统对于实现皮带机的安全运行和企业效益的提高具有重要意义和实际应用价值。本文在对皮带运输机基本结构、工作过程和故障类型分析的基础上,对皮带运输机自动巡检装置的整体结构进行了设计。该装置采用有轨的方式在皮带机机头至机尾之间巡检。通过在装置上携带的不同类型传感器,采集皮带机运行及环境数据。搭建的无线网络覆盖整条巡检路线,巡检装置通过Wifi通信的方式,将采集到的数据发送出去,并最终传至上位工控机进行处理和显示。针对在皮带机运行过程中,输送带纵向撕裂故障时有发生而且极难及时发现的问题,利用巡检装置在巡检过程中可以采集输送带图像的特点,提出了一种基于线激光辅助的视觉检测方法。该方法将一字线激光投射在输送带上的物料表面,利用物料的形状对线激光条纹起到的调制作用,当输送带发生纵向撕裂时,表面物料形状因漏料发生变化,物料表面的线激光条纹也随之发生变化。通过对巡检装置采集的图像进行处理,便可实现对输送带纵向撕裂故障的诊断。通过搭建的纵向撕裂检测实验系统,将采集输送带的图像进行模型转换、图像分割、二值化、图像细化及去毛刺,提取出线激光的单像素曲线以及进行曲线拟合,对最佳拟合函数求导后,通过以极值点个数作为判据,最终对故障特征作出识别,并判断出输送带是否发生纵向撕裂,实验结果证明了这种基于线激光辅助的视觉检测方法的正确性。为了使集中控制中心及时掌握皮带运输机运行状况,开发了皮带机运行状态监测系统,用以处理和显示下位机上传来的数据。这些数据主要来自于两部分,一部分为巡检装置通过Wifi传输来的数据,另一部分来自于安装在皮带机上的传感器节点经可编程控制器上传来的数据。系统通过分析和处理这些数据,对相关参数和运行状况进行直观显示,可全面地反映自动巡检状态和皮带机的运行状态。
【图文】：

第 1 章 绪 论第 1 章 绪论1.1 课题的背景及意义皮带机是一种能够连续运输的设备，既可以输送散装物料，如煤炭、矿石、沙子等，又可以输送包装好的整件物料。由于皮带机具有运输能力高、运输距离长、耗电量低、可连续平稳运输等特点，现已广泛应用于电力、港口码头、石油化工、煤炭等行业[1-3]，如图 1-1 所示。皮带机的广泛运用可以大大减少人力的投入、提高企业自动化程度，，为企业创造更多的效益[4]。

第 1 章 绪 论系统中巡检装置在预先架设好的线缆上运行，这种运行方式可以保证装置不会入到设备安全区域之内，从而不会威胁到设备的正常运行。装置搭载了红外相机对变电站现场设备工作温度进行监测。该巡检系统建立了友好的人机交互界面现场巡检人员可以通过该巡检系统获取变电站设备的红外图像信息，并对巡检置下达控制指令。巡检系统可实现自主作业，当发现存在温度异常的设备时，统将记录下异常信息并提醒现场巡检人员确认。
【学位授予单位】：北京工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH222

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本文编号：2586038