基于物联网技术的风机监测系统的研究与实现

发布时间：2020-06-23 13:34

【摘要】：风机是矿山开采活动中重要的生产辅助设备,用于排出采矿过程中产生的有毒、有害气体,保证矿工的身体健康与生命安全。风机的运行环境复杂,易发生电化学反应和摩擦侵蚀,从而加速部件老化,导致风机出现故障,无法顺利排风,威胁矿工的生命安全。因此有必要设计一套风机监测系统,使其既能采集一氧化碳浓度等环境数据,确保矿工处于安全的生产环境,又能采集风机运行数据,保障风机正常排风。本风机监测系统采用一氧化碳浓度传感器、K型热电偶、振动加速度传感器等器件采集环境数据和风机运行数据。采集的数据通过以太网线和GPRS模块分别发送到现场监测平台和远程数据平台。矿山管理人员可现场查看监测平台展示的数据和图片,掌握风机运行状态。生产厂家工作人员可通过分析远程数据平台存储的风机运行数据,判断可能出现的问题,以提高维修效率。本系统由微处理器、数据采集子系统、现场监测平台和远程数据平台组成。微处理器采用ARM CortexA53芯片,芯片搭载在树莓派3B开发板上,用于协调各个子系统的工作。数据采集子系统采集电机定子温度、轴承温度、电机振动加速度、扩散器中风速和风压、实时图片等风机运行数据和环境温度、环境相对湿度、一氧化碳浓度等环境数据。风机运行状态数据和实时图片通过以太网发送到现场监测平台,使矿山管理人员可以通过该平台查看风机运行数据,及时了解风机运行状态;又能通过GPRS模块发送到远程数据平台,使工作人员可以远程分析故障数据,提出维修建议。最后在实验室进行了系统测试。测试结果表明系统能初步实现风机运行状态数据的采集、传输和展示。用户界面简洁,数据展示清楚,有助于矿工及时了解风机的运行状态。
【学位授予单位】：山东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TD441;TP391.44;TN929.5
【图文】：

风机,扇叶

第一章绪论课题研究背景和意义采矿产资源时，矿井一般会溢出一氧化碳、甲烷、硫化氢、二氧化硫[1]。如果矿井通风不畅，矿工吸入毒害气体就会中毒或者窒息，造成。根据资料显示，在我国 1949～2009 年中发生的死亡 100 人以上的 2故中，瓦斯事故（含煤尘爆炸）占 88%。2001～2009 年发生的瓦斯中达 631 起，一共造成 1346 人死亡[2]。目前，矿产生产企业一般采用风毒害气体及时排出。风机部件精密，结构紧凑，然而在矿井污浊的气产生电化学和腐蚀作用，使其部件老化、性能变差，无法完成通风换毒窒息的安全隐患[3]。因此有必要设计一套风机监测系统，使其既能度等环境数据，以确保矿山安全的生产环境，又能采集风机运行数据行状况。图 1.1(a)是正常使用的风机，图 1.1(b)是扇叶断裂的风机。

对旋轴流风机,结构示意图,扩散器

图 2.1 FKCDZ 系列矿用对旋轴流风机结构示意图Fig.2.1 The structure diagram of FKCDZ series mine wind turbine第二级叶轮能够加快空气流速，增加气流能量，从而产生更高系列风机需要配备专用扩散器。扩散器延长了风道，降低了出口利用率。因此风机监测系统需要监测风筒扩散器中的风压、风用通风系统如图 2.2 所示，系统由几台互为备用的风机组成。，在绞车间汇入主风道。因此监测系统需要同时采集多台风机的

【参考文献】