矿井胶带运输机状态监测系统的制作方法
【技术领域】
[0001]矿井胶带运输机状态监测系统，属于胶带运输机技术领域。
【背景技术】
[0002]矿井胶带运输机是煤矿关键的运输设备，主要负责将原煤从生产面到地面的运输，降低了工人的劳动强度，提高了煤矿的自动化水平。矿井胶带运输机作为一种连续的运输机械，其能否持续正常运行将直接关系到煤矿的经济效益及安全生产。由于胶带运输机设备部件多，机械设备的各零部件之间刚性连接，故障具有传导性、蔓延性，如果发现的不及时，容易造成小故障引发大故障。目前一些胶带运输机虽配置故障后的保护功能，或离线仪器仪表巡检方式，其缺陷是一方面要耗费大量的人力，另一方面，巡检周期较长，管理人员不能了解设备的实时运行状态，设备故障无法在早期发现，从而错过处理问题的最佳时机。
【发明内容】
[0003]本实用新型要解决的技术问题是:克服现有技术的不足，提供一种通过设置传感器对矿井胶带运输机的工作状态进行监测，可以在胶带运输机发生故障时及时发现和处理的矿井胶带运输机状态监测系统。
[0004]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:该矿井胶带运输机状态监测系统，包括矿井胶带运输机，在矿井胶带运输机中电动机、减速机以及传动滚筒依次连接，在传动滚筒外套装有输送带，其特征在于:在矿井胶带运输机上设置有传感器单元，传感器单元与数据采集装置的输入端相连，数据采集装置的输出端与上位机相连；所述的传感器单元包括设置在所述电动机上的第一传感器组和设置在所述减速机上的第二传感器组。
[0005]优选的，所述的第一传感器组为固定在电动机后端的温度传感器以及安装在电动机输出端的温度传感器、径向水平振动传感器、径向垂直振动传感器。
[0006]优选的，所述的第二传感器组为设置在减速机输入端以及输出端的温度传感器、径向水平振动传感器、径向垂直振动传感器，以及安装在减速机本体上的径向水平振动传感器、径向垂直振动传感器。
[0007]优选的，所述的数据采集装置包括中央处理单元、多组接口模块、通讯模块以及供电模块，所述的传感器组的信号输出端与接口模块相连，通过接口模块连接至中央处理单元的信号输入端，中央处理单元的信号输出端通过通讯模块与上位机相连。
[0008]优选的，所述的中央处理单元采用型号为STM32F103VET6的单片机U1，单片机Ul的70~71脚同时连接USB模块U2的2~3脚，5V直流电源串联电感LI同时并联USB模块U2的I脚，并连接电容Cl接地，USB模块U2的4~6脚接地，单片机Ul的12~13脚分别通过电容C3~C2接地，单片机Ul的12~13脚同时并联有电阻Rl和晶振Yl，模拟信号电源3.3V串联电阻R2后同时并联单片机Ul的14脚、电容C4的一端，电容C4的另一端接地，电容C4的两端同时并联开关SI，单片机Ul的6脚、11脚、28脚、50脚、75脚、100脚连接模拟信号电源3.3V，10脚、27脚、49脚、74脚、99脚接地，单片机Ul的58脚、87脚分别串联电阻R7-R8连接模拟信号电源3.3V，模拟信号电源3.3V分别串联发光二极管LED1、电阻R5以及发光二极管LED2、电阻R6连接单片机Ul的98~97脚，数字信号电源3.3V并联单片机Ul的22脚以及电容C9~C10的一端，电容C9~C10的另一端接地。
[0009]优选的，所述的接口模块包括集成运放U4，接线端子Jl用于接入传感器的信号，接线端子Jl的一端接数字地，另一端串联电容Cl后同时并联电阻R10~R11的一端，电阻Rll的另一端接数字地，电阻RlO的另一端同时并联电阻R12的一端以及集成运放U4的同相输入端，电阻R12的另一端连接单片机Ul的21脚，集成运放U4的反相输入端同时并联电阻R9以及电阻R24的一端，电阻R9的另一端接数字地，电阻R24的另一端连接集成运放U4的输出端，集成运放U4的输出端同时串联电阻R13~R14接数字地，电阻R13~14之间引出支路分别连接单片机Ul的15脚~18脚、23脚~26脚、29脚~35脚以及67脚。
[0010]优选的，所述的供电模块包括型号为MP2467的稳压芯片U9以及型号为AMSl117-3.3V的稳压芯片U8、U10 ； 24V直流电源同时并联电容C26以及电阻R18的一端，电容C26的另一端接地，电阻R18的另一端同时并联稳压芯片U9的2脚以及电阻R19的一端，电阻R19的另一端接地；稳压芯片U9的3脚串联电容C27、电阻R20接地，稳压芯片U9的5脚接地，6脚串联电阻R23接地，7脚同时连接24V直流电源，8脚串联电容C29后并联至稳压芯片U9的I脚；稳压芯片U9的I脚同时并联二极管Dl的阴极以及电感L4的一端，二极管Dl的阳极接地；电感L4的另一端同时并联电容C28以及电阻R21的一端，电容C28的另一端接地，电阻R21的另一端同时并联电阻R22的另一端以及稳压芯片U9的4脚，电阻R22的另一端接地；稳压芯片U9的I脚用于输出上述的直流电源5V ;
[0011]直流电源5V同时并联稳压芯片U8的3脚以及电容C23的一端，电容C23的另一端以及稳压芯片U8的I脚接地，稳压芯片U8的2脚与接地端之间并联电容C24~C25，稳压芯片U8的2脚输出电压为3.3V，作为模拟信号电源3.3V，模拟信号电源3.3V同时串联电阻R18和发光二极管LED4接地；
[0012]直流电源5V同时并联电容C22的一端以及电感L2的一端，电容C22的另一端接地并同时并联电感L3的一端，电感L2~L3的另一端之间并联有电容C19，直流电源5V经电感L2调理后作为数字信号电源5V，电感L2的另一端同时并联稳压芯片U7的3脚，稳压芯片U7的I脚接数字地，稳压芯片U7的2脚与数字地之间并联电容C20~C21，稳压芯片U7的2脚输出电压为3.3V，作为数字信号电源3.3V，数字信号电源3.3V同时串联电阻R17和发光二极管LED3接地。
[0013]优选的，所述的上位机为PC机或平板电脑。
[0014]与现有技术相比，本发明所具有的有益效果是:
[0015]1、本矿井胶带运输机状态监测系统，通过在矿井胶带运输机上多处安装传感器，通过采集装置将各传感器输出的信号采集上传，当某点传感器输出超出阈值时及时进行预警，方便工作人员可根据预设定的采集点的位置找到矿井胶带运输机上对应的监测点，进行故障的确认和维修，避免出现更大的故障，从根本上解决了因实时性滞后而错过发现和处理设备故障最佳时机的问题。
[0016]2、将振动、温度传感器安装于矿井胶带运输机对故障状态反应最为敏感的位置，最大限度的确保了设备状态监测数据的真实性。
[0017]3、各装置均采用通用装置实现，且各装置之间采用通用接口连接，成本低，运行可
A+-.与巨O
[0018]4、数据采集装置原理简单可靠，可实现±10V的电压信号或4~20mA电流信号的输入，应用广泛。
[0019]5、数据采集装置中采用的型号为STM32F103VET6的单片机或其他高速微处理器，在使用时可对各振动传感器输出信号实现高速采集，因而可以同时满足对振动传感器输出数据的时域和频域分析，方便对矿井胶带运输机的故障状态进行诊断。
【附图说明】
[0020]图1为矿井胶带运输机状态监测系统结构示意图。
[0021]图2为矿井胶带运输机状态监测系统原理方框图。
[0022]图3为数据采集装置原理方框图。
[0023]图4为数据采集装置中央处理单元电路原理图。
[0024]图5为数据采集装置接口模块电路原理图。
[0025]图6为数据采集装置通讯模块RS232接口电路原理图。
[0026]图7为数据采集装置电源隔离模块电路原理图。
[0027]图8~10为数据采集模块供电模块电路原理图。
[0028]其中:1、联轴器2、传动滚筒3、传输带4、上位机5、数据采集装置6、减速机