本文關(guān)鍵詞：基于物聯(lián)網(wǎng)的膠帶輸送機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)及壽命管理系統(tǒng)開(kāi)發(fā)

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【摘要】：本課題來(lái)源于山西省科技重大專(zhuān)項(xiàng)計(jì)劃基金資助項(xiàng)目 基于物聯(lián)網(wǎng)的煤礦重大生產(chǎn)裝備狀態(tài)監(jiān)測(cè)及全壽命周期管理系統(tǒng)開(kāi)發(fā)‖(No.20131101029),該項(xiàng)目是以煤礦重大生產(chǎn)裝備為研究對(duì)象,通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、傳感器技術(shù)、信息融合技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等實(shí)現(xiàn)煤礦重大生產(chǎn)裝備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)、狀態(tài)評(píng)估、故障預(yù)警與防治、設(shè)備剩余使用壽命預(yù)測(cè)以及故障分析等功能,實(shí)現(xiàn)煤礦重大生產(chǎn)裝備的優(yōu)化管理和安全動(dòng)態(tài)跟蹤。本課題的研究目標(biāo)是膠帶輸送機(jī)。膠帶輸送機(jī)作為礦井運(yùn)輸系統(tǒng)的主力裝備,承擔(dān)著井下原煤運(yùn)輸?shù)钠D巨任務(wù),其正常工作與否將影響整個(gè)礦井的正常生產(chǎn)。目前,國(guó)內(nèi)多數(shù)礦井對(duì)膠帶輸送機(jī)的管理僅限于對(duì)跑偏、撕裂、斷帶、打滑、高溫、煙霧、堆煤等常見(jiàn)故障的防護(hù),無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)膠帶輸送機(jī)工況信息的全面感知和狀態(tài)維修,在膠帶輸送機(jī)管理中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用更是鮮有涉及。另外,國(guó)內(nèi)少數(shù)煤礦采用了礦山重大生產(chǎn)裝備全壽命周期管理系統(tǒng)用于生產(chǎn)裝備的臺(tái)賬管理,例如裝備的購(gòu)買(mǎi)、安裝、維修以及報(bào)廢等環(huán)節(jié)的信息記錄。然而,在礦山重大生產(chǎn)裝備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)和壽命管理,尤其是設(shè)備剩余使用壽命預(yù)測(cè)方面有重大功能缺失。為此,結(jié)合礦井實(shí)際情況開(kāi)發(fā)一套感知全面、傳輸可靠、處理智能的基于物聯(lián)網(wǎng)的膠帶輸送機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)及壽命管理系統(tǒng)十分必要。本文在深入理解物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)涵的基礎(chǔ)上,全面分析了膠帶輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)框架和運(yùn)行原理,結(jié)合國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)資料,參考傳統(tǒng)膠帶輸送機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)思路,確定了由感知層、傳輸層、應(yīng)用層構(gòu)成的系統(tǒng)架構(gòu),提出了基于物聯(lián)網(wǎng)的膠帶輸送機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)及壽命管理系統(tǒng)的整體方案。本文深入貫徹了全面感知、可靠傳輸以及智能處理等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的內(nèi)涵,針對(duì)礦井膠帶輸送機(jī)應(yīng)用環(huán)境,設(shè)計(jì)了高頻信號(hào)采集電路、Zigbee終端模塊以及CAN總線通信電路,搭建了基于Zigbee技術(shù)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò),開(kāi)發(fā)了符合實(shí)際要求的應(yīng)用層軟件,完成了基于物聯(lián)網(wǎng)的膠帶輸送機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)。本文針對(duì)膠帶輸送機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、綿延數(shù)公里的特點(diǎn),采取了由局部到整體的壽命管理算法開(kāi)發(fā)思路。首先,將膠帶輸送機(jī)按照功能和材質(zhì)劃分為五部分,包括機(jī)械類(lèi)的電機(jī)、齒輪箱、滾筒以及托輥和非機(jī)械類(lèi)的膠帶。隨后開(kāi)發(fā)了面向機(jī)械類(lèi)設(shè)備的基于相似性的剩余使用壽命預(yù)測(cè)算法和面向非機(jī)械類(lèi)設(shè)備的HETEL方法,最后通過(guò)層次分析法對(duì)前述五大部分的剩余使用壽命預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行有機(jī)融合,實(shí)現(xiàn)對(duì)膠帶輸送機(jī)整體壽命狀況的評(píng)估和全壽命周期管理。
【關(guān)鍵詞】：物聯(lián)網(wǎng) 礦井 膠帶輸送機(jī) 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò) 嵌入式計(jì)算機(jī) 狀態(tài)監(jiān)測(cè) 剩余使用壽命預(yù)測(cè) 壽命管理
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TD634.1;TN929.5;TP391.44
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 課題研究背景及意義9-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)10-12
• 1.2.1 國(guó)外研究動(dòng)態(tài)10-11
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 研究目標(biāo)及內(nèi)容12-15
• 第二章 基于物聯(lián)網(wǎng)的膠帶輸送機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)及壽命管理系統(tǒng)方案15-23
• 2.1 研究對(duì)象15-16
• 2.2 系統(tǒng)監(jiān)測(cè)量的確定16-17
• 2.3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求17-19
• 2.3.1 礦井下通信環(huán)境分析18
• 2.3.2 設(shè)計(jì)要求18-19
• 2.4 系統(tǒng)總體方案19-21
• 2.4.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)19-20
• 2.4.2 系統(tǒng)硬件框架20
• 2.4.3 系統(tǒng)功能20-21
• 2.5 本章小結(jié)21-23
• 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)與軟件開(kāi)發(fā)23-45
• 3.1 感知層硬件設(shè)計(jì)23-34
• 3.1.1 感知層的總體結(jié)構(gòu)23-24
• 3.1.2 傳感器的選型與安裝24-30
• 3.1.3 高頻信號(hào)采集電路設(shè)計(jì)30-33
• 3.1.4 Zigbee節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計(jì)33-34
• 3.2 傳輸層硬件設(shè)計(jì)34-37
• 3.2.1 CAN總線硬件設(shè)計(jì)34-35
• 3.2.2 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)35-37
• 3.3 應(yīng)用層硬件設(shè)計(jì)37-39
• 3.4 軟件開(kāi)發(fā)39-43
• 3.4.1 軟件平臺(tái)介紹39
• 3.4.2 軟件總體功能框架39-40
• 3.4.3 LabVIEW與Matlab混合編程方案40-42
• 3.4.4 人機(jī)交互界面開(kāi)發(fā)42-43
• 3.5 本章小結(jié)43-45
• 第四章 膠帶輸送機(jī)壽命管理算法整體框架45-49
• 4.1 引言45-46
• 4.2 算法框架46-47
• 4.2.1 算法設(shè)計(jì)原則46
• 4.2.2 算法整體框架46-47
• 4.3 本章小結(jié)47-49
• 第五章 基于層次分析法的膠帶輸送機(jī)健康狀態(tài)分析49-57
• 5.1 引言49
• 5.2 層次分析法49-51
• 5.3 膠帶輸送機(jī)層次結(jié)構(gòu)模型51-52
• 5.4 基于層次分析法的膠帶輸送機(jī)健康狀態(tài)實(shí)例分析52-56
• 5.4.1 構(gòu)造準(zhǔn)則層各元素判斷矩陣并進(jìn)行一致性檢驗(yàn)52-53
• 5.4.2 構(gòu)造方案層各元素針對(duì)準(zhǔn)則層的判斷矩陣并進(jìn)行一致性檢驗(yàn)53-55
• 5.4.3 層次總排序55-56
• 5.5 本章小結(jié)56-57
• 第六章 基于相似性和HETEL方法的剩余使用壽命預(yù)測(cè)算法57-81
• 6.1 引言57-58
• 6.2 基于相似性的機(jī)械設(shè)備剩余使用壽命預(yù)測(cè)方法58-59
• 6.3 基于相似性的機(jī)械設(shè)備剩余使用壽命預(yù)測(cè)實(shí)例分析59-77
• 6.3.1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)59-61
• 6.3.2 機(jī)械設(shè)備健康狀態(tài)發(fā)展趨勢(shì)分析61-63
• 6.3.3 面向剩余使用壽命預(yù)測(cè)的特征量選取63-71
• 6.3.4 面向剩余使用壽命預(yù)測(cè)的距離函數(shù)選取71-73
• 6.3.5 設(shè)備剩余使用壽命預(yù)測(cè)73-75
• 6.3.6 預(yù)測(cè)結(jié)果與分析75-77
• 6.4 基于HETEL方法的膠帶剩余使用壽命預(yù)測(cè)算法77-78
• 6.5 膠帶輸送機(jī)壽命管理的實(shí)現(xiàn)78-79
• 6.6 本章小結(jié)79-81
• 第七章 結(jié)論和展望81-83
• 7.1 研究結(jié)論81-82
• 7.2 工作展望82-83
• 參考文獻(xiàn)83-89
• 致謝89-91
• 作者在攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果91

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2 方志堅(jiān);大型膠帶輸送機(jī)在礦山生產(chǎn)中的改進(jìn)[J];冶金礦山設(shè)計(jì)與建設(shè);2000年01期

3 張廣文;一起井下膠帶輸送機(jī)火災(zāi)事故的剖析與經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)[J];煤礦安全;2001年10期

4 吳家安;膠帶輸送機(jī)水平轉(zhuǎn)彎運(yùn)行的嘗試[J];煤礦機(jī)電;2001年05期

5 陳河山;改善膠帶輸送機(jī)傾斜運(yùn)輸牽引力的有效途徑[J];煤質(zhì)技術(shù);2003年05期

6 金中;高健;劉新;;多點(diǎn)直線摩擦驅(qū)動(dòng)膠帶輸送機(jī)應(yīng)用探討[J];雞西大學(xué)學(xué)報(bào);2003年01期

7 王宏奇,劉建議;膠帶輸送機(jī)轉(zhuǎn)彎段的改造[J];河北煤炭;2004年06期

8 吳劍鋒,張紅衛(wèi);膠帶輸送機(jī)膠帶損壞原因及運(yùn)行理論分析[J];中州煤炭;2005年02期

9 胡延平;;普通膠帶輸送機(jī)的改造及應(yīng)用[J];煤礦現(xiàn)代化;2007年03期

10 陳海榮;韓剛;;膠帶輸送機(jī)加裝防打滑、防堵塞自控裝置[J];水泥;2008年04期

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1 黃萬(wàn)吉;;當(dāng)代膠帶輸送機(jī)發(fā)展重點(diǎn)及其配套設(shè)備的發(fā)展[A];中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)物料搬運(yùn)分會(huì)第四屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];1992年

2 郭有a，

本文編號(hào)：680013