基于虚拟仪器的矿山设备检测技术应用

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煤矿设备的安全生产一直是相关科研工作者的重点研究对象。国内先后研制或引进了多种类型的煤矿安全检测系统,但是设备整体价格比较高,很多中小型煤矿难于承受,而安全事故往往发生在这些煤矿的生产过程中。因此,研制一套低成本、高可靠性、简便的的矿山设备安全检测系统十分必要。在此背景下,本课题设计了一种基于带CAN总线接口的单片机和虚拟仪器的煤矿设备工况参数的检测系统。系统的整体分为:硬件体系结构和软件体系结构。硬件体系结构的下位机有以下四部分组成:①采煤机工矿参数为检测对象;②智能传感器及外围电路为信息感知系统;③单片机C8051F040为数据采集及传输的微控制系统;④CAN总线为信息通信渠道,上位机为PC机。软件体系结构的下位机通过Silicon Labs程序开发环境编写程序完成了硬件系统的数据处理和传输,上位机通过LabVIEW软件设计了工矿参数的用户界面。系统不但实现了矿山设备工况参数的远程传输及实时检测,而且能够进行数据显示、分析、处理,并根据指令采取相应的措施,比如声光报警、断电等,有效避免事故的发生。此外,本论文结合智能压力传感器MPX5100DP的特性,改进了智能传感器动态检测数据的处理方法。这是一种根据最小二乘法原理推导出来的三阶多项式。它通过无限逼近非线性函数来对数据进行平滑处理,最终消除动态测量系统的瞬间不稳定性。目前,矿山设备工况参数检测系统已通过实验室调试和运行,结果表明该系统具有良好的人机交互环境、强大的数据处理能力、精度高、稳定性好、易维护。为矿山设备工况参数远程传输提供了一种可行性方案,并且为矿山设备的故障诊断奠定了基础。
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