煤礦大型機電設(shè)備維護系統(tǒng)的機械振動監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用分析

張勇

摘 要：對煤礦機電設(shè)備的維護工作是煤礦企業(yè)設(shè)備管理的重要內(nèi)容。只有保證安全合理的維護工作，確保煤礦企業(yè)大型機電設(shè)備能夠正常工作，實現(xiàn)煤礦的生產(chǎn)工作安全、有序、正常的進行，才能提高其經(jīng)濟效應(yīng)，更好的促進煤礦企業(yè)的發(fā)展。機械振動監(jiān)測技術(shù)對于大型機電設(shè)備的維護有著重要的作用。本文主要是針對煤礦大型機電設(shè)備的機械振動監(jiān)測技術(shù)進行了簡單的分析。

關(guān)鍵詞：機電 維護系統(tǒng) 監(jiān)測

中圖分類號：TD407 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）03（c）-0035-01

隨著科學(xué)技術(shù)的迅速的發(fā)展，大型設(shè)備被廣泛使用，自動化程度也越來越高。但是，由于許多無法避免因素使得這些大型設(shè)備有時會出現(xiàn)各種故障。一旦關(guān)鍵設(shè)備出現(xiàn)故障，將會對生產(chǎn)造成嚴重的影響。煤礦企業(yè)是我國經(jīng)濟發(fā)展的支柱企業(yè)?，F(xiàn)代煤礦企業(yè)擁有大量的機電設(shè)備，煤礦機械設(shè)備安全、正常的運行對于煤礦企業(yè)來說是非常重要的。近年來，頻頻出現(xiàn)的重大的惡性機械事故，造成了人員傷亡，造成巨大的經(jīng)濟損失，可以說我們?yōu)榇烁冻隽藨K痛代價。設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷技術(shù)就是利用科學(xué)的檢測方法和現(xiàn)代化技術(shù)手段，對設(shè)備進行監(jiān)測，確認其局部或整機是否正常運行。另外，通過監(jiān)測還可以對設(shè)備潛在故障的發(fā)展做出早期預(yù)報，預(yù)測潛在故障的發(fā)展趨勢，找出故障原因、產(chǎn)生部位，提出維護對策或建議。

1 煤礦設(shè)備維護系統(tǒng)功能

煤礦設(shè)備維護系統(tǒng)主要是以現(xiàn)代維護理論和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)，根據(jù)設(shè)備的實際運行狀況，并結(jié)合企業(yè)內(nèi)部實際情況，對設(shè)備狀態(tài)以及未來狀態(tài)趨勢進行判斷和預(yù)測，做出相應(yīng)的維護決策。它可以有效地結(jié)合各種數(shù)據(jù)（點檢數(shù)據(jù)、歷史維護數(shù)據(jù)、狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)）實現(xiàn)設(shè)備維護的網(wǎng)絡(luò)化、遠程化和智能化。突破了現(xiàn)有維修技術(shù)的弊端，實現(xiàn)對企業(yè)中生產(chǎn)設(shè)備的科學(xué)維護。

煤礦設(shè)備維護系統(tǒng)主要有以下幾個功能模塊。（1）基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理模塊。顧名思義，這一模塊都是一些最基礎(chǔ)的信息。一般情況下可以包括：“部門信息維護、員工信息維護、倉庫信息維護”等內(nèi)容。（2）設(shè)備臺帳管理模塊。此模塊包括“在用設(shè)備錄入、設(shè)備故障統(tǒng)計錄入、取消設(shè)備閑置、在用、閑置、報廢設(shè)備查詢”等。負責(zé)對設(shè)備的基本數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一管理、對設(shè)備的來源、去向管理、對設(shè)備故障統(tǒng)計管理、提供閑置設(shè)備、報廢設(shè)備的查詢。（3）報表管理。此模塊包括“點檢報表、點檢計劃、點檢結(jié)果”等。主要負責(zé)讀取設(shè)備點檢的數(shù)值、生成點檢計劃、錄入點檢數(shù)值、自動生成點檢結(jié)果報表。（4）安全管理模塊。此模塊包括：“員工權(quán)限管理、權(quán)限管理、菜單角色”。主要負責(zé)為不同員工制定角色；添加新權(quán)限、修改權(quán)限；為不同角色定制不同的功能模塊。（5）檢修計劃管理模塊。此模塊包括“檢修錄入、檢修計劃審批、檢修計劃月末轉(zhuǎn)賬”等。主要是負責(zé)制定設(shè)備檢修計劃并錄入、對制定的設(shè)備檢修計劃進行審批、提供設(shè)備檢修計劃的查詢、信息統(tǒng)計。

在此系統(tǒng)的設(shè)計中，振動監(jiān)測可以說是整個維護系統(tǒng)的“眼睛”。它可以獲取設(shè)備的運行狀態(tài)信息，為維護系統(tǒng)的正常運作提供依據(jù)。為維護系統(tǒng)提供設(shè)備故障源、提供維護保障。

2 振動監(jiān)測系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計

2.1 振動監(jiān)測系統(tǒng)的硬件設(shè)計

系統(tǒng)硬件設(shè)計主要由底層信號采集、顯示、存儲和通信四大部分組成。第一，核心硬件的選擇。振動傳感器和嵌入式微處理器的合理選擇對系統(tǒng)的性能好壞起著關(guān)鍵性的作用。在硬件的選擇上主要是考慮這兩個方面。第二，存儲模塊。存儲模塊主要是為了實現(xiàn)振動信號歷史數(shù)據(jù)的存儲，目前常用的有U盤，F(xiàn)LASH芯片，SD卡等。第三，鍵盤、LCD顯示模塊。鍵盤的作用主要是接受來自監(jiān)測儀用戶參數(shù)的輸入，LCD負責(zé)提供友好直觀的顯示界面。第四，信號調(diào)理電路。大部分傳感器輸出的信號是電壓或電流等模擬信號，需要信號調(diào)理電路進行預(yù)處理。第五，通信模塊。通信是一種計算機與計算機或者是終端設(shè)備之間的信息傳遞方式。我們通過通信模塊來實現(xiàn)計算機與單片機之間的通信。目前單片機通信主要有并行通信和串行通信兩種基本方式。第六，JTAG調(diào)試接口。JTAG是一種“邊界掃描測試”的技術(shù)。是嵌入式系統(tǒng)進行程序下載和調(diào)試的重要途徑。系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)在電路板上預(yù)留JTAG接口。

2.2 振動監(jiān)測系統(tǒng)的軟件設(shè)計

軟件開發(fā)主要有兩部分組成：基于 Java語言上位機軟件設(shè)計和基于STM32F103RET6單片機的下位軟件的設(shè)計。上位機軟件設(shè)計主要是對煤礦機電設(shè)備溫度、壓力、機械振動參數(shù)的監(jiān)測。下位軟件的設(shè)計主要包括程序流程設(shè)計和應(yīng)用程序代碼的調(diào)試。第一，系統(tǒng)下位機軟件設(shè)計。系統(tǒng)上電啟動后，要完成系統(tǒng)各功能模塊的初始化工作。初始化后采用c語言進行主程序的設(shè)計。然后進行數(shù)據(jù)采樣及通信模塊的程序設(shè)計。第二，系統(tǒng)上位機軟件設(shè)計。主要是包括監(jiān)測界面的設(shè)計、Java的通信設(shè)計、應(yīng)用服務(wù)層與數(shù)據(jù)服務(wù)層的數(shù)據(jù)通信等內(nèi)容。

客戶/服務(wù)器（Client/Server，簡稱C/S）模式數(shù)據(jù)完整性高、可靠性強、并發(fā)控制機制良好，是當(dāng)前應(yīng)用程序開發(fā)的主要形式。但隨著互聯(lián)網(wǎng)迅速發(fā)展，C/S結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了的缺陷和不足。瀏覽器/服務(wù)器（Browser/Server，簡稱B/S）結(jié)構(gòu)未來應(yīng)用發(fā)展的主流方向。在程序設(shè)計時可以將C/S模式與B/S模式結(jié)合起來使用。

3 結(jié)論

機械振動監(jiān)測技術(shù)對于煤礦大型機電設(shè)備的維護系統(tǒng)有著重要的作用。振動監(jiān)測系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計必須要根據(jù)實際情況，并與維護系統(tǒng)相結(jié)合來進行。在設(shè)計時可以將振動監(jiān)測技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、微處理器技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)相結(jié)合。

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