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基于ZigBee的瓦斯水环泵故障监测诊断系统设计

发布时间:2018-01-02 11:33

  本文关键词:基于ZigBee的瓦斯水环泵故障监测诊断系统设计 出处:《太原理工大学》2015年硕士论文 论文类型:学位论文


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【摘要】:瓦斯泵故障监测诊断系统在保证煤矿安全生产中起着重要的作用,传统的监测系统主要建立在井下布线和电缆通信的基础上,矿井中复杂的环境对数据的传输有着很大的影响,由于环境的制约,监测范围也十分有限,很难保障瓦斯泵的正常运行。因此设计一种通过无线网络对设备进行数据采集、数据传输的系统是很有必要的。 ZigBee是新一代的无线网路技术,它有着低成本、低功耗、网络覆盖范围广等特点。将ZigBee无线技术运用到监测系统中不仅能够大大降低环境对数据传输的影响,,而且还能提高监测精度扩大监测范围。本文详细研究了ZigBee技术的特点、网络结构、协议规范以及设备类型,并在此基础上提出了一种基于ZigBee无线网络的监测诊断系统代替了传统的有线传输,能够更准确的对瓦斯泵进行监测,从而更好的保障井下作业的安全。整个系统分为两部分,分别是故障监测系统和故障诊断系统,在监测系统中,首先选取了TI公司的CC2530作为核心芯片,并对芯片的外围电路、电源电路、串口电路以及天线进行了设计和描述。同时还对各种监测传感器做了选型和电路设计。并以Z-Stack协议栈为基础对ZigBee组网、协议栈运行的方式、各个节点间的数据传输,以及传感器节点的数据采集做了详细的分析。 在故障诊断系统中,本文对主元分析(PCA)法和符号有向图(SDG)的概念以及工作流程做了详细的介绍,并在SDG故障诊断原理和方法的基础上融入了PCA理论,针对瓦斯水环泵搭建了混合故障诊断系统,先通过PCA对统计值进行检测,然后利用贡献图法找出异常变量,接着组建SDG模型并推理得出故障源。这种方法不仅保留了SDG完备性好、能够进行故障路径分析的优点,还弥补了SDG诊断速率低精度差的不足。
[Abstract]:The fault monitoring and diagnosis system of gas pump plays an important role in ensuring the safe production of coal mine . The traditional monitoring system is mainly established on the basis of underground wiring and cable communication , and the complex environment in the mine has great influence on the transmission of data . Due to the environment constraints , the monitoring range is limited , it is difficult to ensure the normal operation of the gas pump . Therefore , it is necessary to design a system for data collection and data transmission through wireless network . ZigBee is a new generation of wireless network technology . It has the characteristics of low cost , low power consumption , wide network coverage and so on . In the fault diagnosis system , the concept of principal component analysis ( PCA ) method and symbol directed graph ( SDG ) and the workflow are introduced in detail . Based on the principle and method of SDG fault diagnosis , the PCA theory is put up , and the mixed fault diagnosis system is built based on the SDG fault diagnosis principle and method .

【学位授予单位】:太原理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TD712.55;TP274

【参考文献】

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本文编号:1369011

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