采煤机变频器安全预警系统的研制
本文选题:单片机 切入点:传感器 出处:《西安科技大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:本文针对采煤机变频器井下开采过程中由于发热和振动等易引起老化和故障频发的问题,利用传感器信号采集技术、远程通信技术和嵌入式应用等技术,设计了一套基于单片机的采煤机变频器综合安全保护预警系统。旨在提高采煤机变频器的使用寿命,为煤矿开采过程中变频器的工况和寿命状况提供了一种安全有效的预警方案。本系统主要包括实时数据采集,远程数据通信和上位机监控中心三部分。在系统的硬件设计方面,以嵌入式STC15W4K58S4单片机为控制核心,设计了信号变送调理电路,实现对多路温度和振动参数的实时采集与处理。系统通信模块选用RS-485串行总线方式保证数据的有效传输,实现井下监控的远程通信。上位机监控中心选用煤矿专用的嵌入式组态触摸屏来实现数据的动态显示与存储,在线监测与记录采煤机变频器工作过程中的温升和振动参数等历史数据,为后期的故障诊断提供有效的理论依据。在软件处理方面完成了单片机信号采集和A/D转换功能的软件编写,同时利用Modbus标准协议完成对触摸屏组态软件的界面设计,实现超限报警等功能。并且提出了一种改进型多次累加求和的设计思想采集温度数据,利用均方差计算的处理方法求取离散点的振动能量信息,进一步保证系统数据的安全性和有效性。文章最后对变频器综合安全保护预警系统在实验室进行了初步实验验证,实验结果表明:本系统能有效地在变频器工作过程中达到综合安全保护的预警目的,性能稳定可靠,抗干扰能力强,达到了预期设计的目标。
[Abstract]:In this paper, aiming at the problem of aging and frequent faults caused by heating and vibration in the underground mining process of frequency converter of shearer, this paper makes use of sensor signal acquisition technology, remote communication technology and embedded application technology, etc. A comprehensive safety protection and early warning system for shearer frequency converter based on single chip microcomputer is designed in order to improve the service life of the frequency converter of shearer. This system mainly includes three parts: real time data acquisition, remote data communication and host computer monitoring center. In the hardware design of the system, it provides a safe and effective early warning scheme for the working condition and life condition of the inverter during the mining process of coal mine, which includes three parts: real time data acquisition, remote data communication and upper computer monitoring center. Taking embedded STC15W4K58S4 microcontroller as the control core, the signal transmission and conditioning circuit is designed to realize the real-time acquisition and processing of multi-channel temperature and vibration parameters. The communication module of the system adopts RS-485 serial bus to ensure the effective transmission of data. In order to realize the remote communication of underground monitoring and control, the upper computer monitoring center chooses the special embedded configuration touch screen for coal mine to realize the dynamic display and storage of data. On-line monitoring and recording of historical data such as temperature rise and vibration parameters in the working process of the frequency converter of the shearer. To provide effective theoretical basis for the later fault diagnosis. In the software processing, the MCU signal acquisition and the A / D conversion function are programmed, and the interface of the touch screen configuration software is designed by using the Modbus standard protocol. The function of over-limit alarm is realized. An improved design idea of multiple accumulative summation is proposed to collect temperature data, and the vibration energy information of discrete points is obtained by using the processing method of mean-variance calculation. Finally, the paper makes a preliminary experiment on the frequency converter comprehensive security protection early warning system in the laboratory. The experimental results show that the system can effectively achieve the early warning purpose of comprehensive security protection in the working process of the inverter, the performance is stable and reliable, the anti-jamming ability is strong, and the expected design goal is achieved.
【学位授予单位】:西安科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TD632.1
【参考文献】
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,本文编号:1571319
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