CN114275484B - 一种用于皮带运输机的运行状态监测系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于皮带运输机的运行状态监测系统，涉及低压开关技术领域，包括控制中心，所述控制中心连接有数据采集终端、数据处理模块以及数据分析模块，通过所获得的检测点的异步系数，能够对皮带机电机以及传输皮带的运行转台进行监控，且当皮带机电机或传输皮带出现运行异常时，能够通过不同的参数变化，快速获得异常原因，完成对皮带机电机的实时监控的同时，为后续的故障排出提供了参考方向，减少了故障排除的时间；也通过对皮带机电机以及传输皮带的监控，能够使得当皮带机电机长时间处于异常状态下运行时，则控制开关能够根据断电指令，快速切断皮带机电机的电源，避免皮带机电机受到持续损伤，进而提高了皮带机电机的使用寿命。

Description

一种用于皮带运输机的运行状态监测系统
技术领域
本发明涉及低压开关技术领域，具体是一种用于皮带运输机的运行状态监测系统。
背景技术
目前，煤矿井下对于皮带机电机启停操作、控制抱闸电机和张紧绞车动作以及对皮带运输机保护监控等设备一般为独立开关操控方式，即对于以上皮带机的功能实现是单一的开关独立控制，各开关之间通过外接电缆连接来满足所需要的功能。
现有的皮带机电机在进行运行时，无法对皮带机电机以及皮带机电机上的传输皮带的运行状态进行实时监控，从而导致皮带机电机在异常状态下持续工作，对皮带机电机的性能造成损伤，同时影响作业效率，为此，现提供一种用于皮带运输机的运行状态监测系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于皮带运输机的运行状态监测系统。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种用于皮带运输机的运行状态监测系统，包括控制中心，所述控制中心电性和/或通信连接有控制开关、数据采集终端、数据处理模块以及数据分析模块；
控制开关与皮带机电机进行连接，所述皮带机电机上安装有传输皮带；
所述数据采集终端用于获取皮带机电机运行参数，并将所获得的皮带机电机运行参数发送至数据处理模块，所述数据处理模块用于对数据采集终端所获取到的数据进行处理，获得电流信号变化图以及输出电流变化曲线图，所述数据分析模块根据电流信号变化图以及输出电流变化曲线图获得皮带机电机的异步系数，根据所获得的异步系数对皮带机电机以及传输皮带的运行状态进行分析。
进一步的，所述数据采集终端获取皮带机电机的运行参数的过程包括：
将数据采集终端分别安装在皮带机电机以及控制开关上；
获取皮带机电机的同步运行数据，从而获得数据采集终端上的电流信号；
将检测点内的数据采集终端所获得的电流信号发送至数据处理模块；
获取皮带机电机转动轴的设定转动速度和实时转动速度；获取传输皮带上的负载重量；获取皮带机电机的输出电流。
进一步的，所述皮带机电机的同步运行数据的获取过程包括：
在皮带机电机的转动轴表面设置两条平行曲线，并在两条平行曲线上分别设置若干个相同数量的检测点，在检测点内安装数据采集终端；
所述传输皮带的内侧表面设置有两条信号绝缘区，两条信号绝缘区分别与皮带机电机上的两条平行曲线相对应；当检测点内的数据采集终端与信号绝缘区正对时，则数据采集终端不产生电流信号，当检测点内的数据采集终端与信号绝缘区偏离时，则数据采集终端产生电流信号。
进一步的，所述电流信号变化图的获取过程包括：
将两条平行曲线啥的检测点标记为i，i＝1，2，……，n，n为整数；
获取每个检测中的数据采集端所获取到的产生电流信号的持续时间，记为DCi；获取每个检测中的数据采集端所获取到的不产生电流信号的持续时间，记为DBi；
根据所获得的电流信号持续时间生成电流信号变化图。
进一步的，所述输出电流变化曲线图的获取过程包括：根据皮带机电机的输出电流，获得皮带机电机输出电流变化曲线，并在皮带机电机输出电流变化曲线中分别设置高电流阈值线和低电流阈值线，形成输出电流变化曲线图。
进一步的，所述数据分析模块用于根据电流信号变化图和输出电流变化曲线图对皮带机电机以及传输皮带的运行状态进行分析的过程包括：
获得每个数据采集终端产生电流信号的理论持续时间；
将所获得的每个数据采集终端产生电流信号的持续时间与产生电流信号的理论持续时间进行对比，获得每个检测点的异步系数；设置检测点的异步系数阈值范围[0,Y1]，将所获得的异步系数与异步系数阈值范围[0,Y1]进行对比，获得皮带机电机以及传输皮带的运行状态，根据皮带机电机及传输皮带的运行状态生成断电指令。
进一步的，皮带机电机转动的转动速度单位为rpm。
进一步的，所述控制开关用于根据断电指令对皮带机电机进行断电。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过所获得的检测点的异步系数，能够对皮带机电机以及传输皮带的运行转台进行监控，且当皮带机电机或传输皮带出现运行异常时，能够通过不同的参数变化，快速获得异常原因，完成对皮带机电机的实时监控的同时，为后续的故障排出提供了参考方向，减少了故障排除的时间；也通过对皮带机电机以及传输皮带的监控，能够使得当皮带机电机长时间处于异常状态下运行时，则控制开关能够根据断电指令，快速切断皮带机电机的电源，避免皮带机电机受到持续损伤，进而提高了皮带机电机的使用寿命。
附图说明
图1为本发明的原理图。
具体实施方式
如图1所示，一种用于皮带运输机的运行状态监测系统，包括控制中心，所述控制中心电性和/或通信连接有控制开关、数据采集终端、数据处理模块以及数据分析模块；
在具体实施过程中，将控制开关与皮带机电机进行连接，通过控制开关对皮带机电机的运行进行供电控制；所述皮带机电机上安装有传输皮带；
所述数据采集终端用于获取皮带机电机运行参数，具体过程包括：
将数据采集终端分别安装在皮带机电机以及控制开关上；
获取皮带机电机的同步运行数据，所述皮带机电机的同步运行数据的获取过程包括：
在皮带机电机的转动轴表面设置两条平行曲线，并在两条平行曲线上分别设置若干个相同数量的检测点，在检测点内安装数据采集终端；需要进一步说明的是，在具体实施过程中，一条平行曲线上的检测点沿转动轴轴心方向对应另一条平行曲线上的位置均对应有一个检测点，两个检测点为一个检测组。
所述传输皮带的内侧表面设置有两条信号绝缘区，两条信号绝缘区分别与皮带机电机上的两条平行曲线相对应；需要进一步说明的是，在具体实施过程中，当检测点内的数据采集终端与信号绝缘区正对时，则数据采集终端不产生电流信号，当检测点内的数据采集终端与信号绝缘区偏离时，则数据采集终端产生电流信号；需要进一步说明的是，在具体实施过程中，由于检测点所在的平行曲线以及信号绝缘区均为平行线，则当检测组内的数据采集终端会同时产生电流信号或者不产生电流信号；
将检测点内的数据采集终端所获得的电流信号发送至数据处理模块；
将皮带机电机转动轴的设定转动速度记为SD，获取皮带机电机转动轴的实时转动速度，并将实时转动速度记为ZV，需要进一步说明的是，在具体实施过程中，皮带机电机转动的转动速度单位为rpm；
获取传输皮带上的负载重量FZ；
获取皮带机电机的输出电流，并将输出电流标记为IC。
所述数据处理模块用于对数据采集终端所获取到的数据进行处理，具体过程包括：
将两条平行曲线啥的检测点标记为i，i＝1，2，……，n，n为整数；
获取每个检测中的数据采集端所获取到的产生电流信号的持续时间，记为DCi；获取每个检测中的数据采集端所获取到的不产生电流信号的持续时间，记为DBi；
根据所获得的电流信号持续时间生成电流信号变化图；
根据皮带机电机的输出电流，获得皮带机电机输出电流变化曲线，并在皮带机电机输出电流变化曲线中分别设置高电流阈值线和低电流阈值线，形成输出电流变化曲线图，将数据处理模块所获得的电流信号变化图和输出电流变化曲线图发送至数据分析模块。
所述数据分析模块用于根据电流信号变化图和输出电流变化曲线图对皮带机电机以及传输皮带的运行状态进行分析，具体分析过程包括：
根据皮带机电机转动轴的设定转动速度SD，则获得每个数据采集终端产生电流信号的理论持续时间TC和不产生电流信号的理论持续时间TB均为1/(2*SD)；
将所获得的每个数据采集终端产生电流信号的持续时间DCi分别与TC进行对比；
则获得每个检测点的异步系数YBi，YBi＝(DCi-TC)/TC；
设置检测点的异步系数阈值范围[0,Y1]，则当YBi＜0，且SD＝ZV时则表示皮带机电机上的传输皮带出现跑偏，则向控制开关发送断电指令；
当YBi＞Y1，且SD＞ZV时则表示皮带机电机上的传输皮带可能负载过重，则降低皮带机的传输皮带上的负载重量FZ，若FZ下降后，ZV增加，则调整FZ直至SD＝ZV，若FZ下降ZV无变化，则表示皮带机电机自身出现故障，则向则向控制开关发送断电指令；
当YBi＞Y1，且SD＜ZV时，则表示皮带机电机的传输皮带打滑，进而获取皮带机电机的输出电流曲线变化图，若对应的输出电流超过高电流阈值线，则表示皮带机电机为半打滑状态，若对应的输出电流低于低电流阈值线，则表示皮带机电机为完全打滑状态，则向控制开关发送断电指令；
控制开关在接收到断电指令后，切断对皮带机电机的供电。
需要进一步说明的是，在具体实施过程中，通过对检测点的异步系数，能够对皮带机电机以及传输皮带的运行转台进行监控，且当皮带机电机或传输皮带出现运行异常时，能够通过不同的参数变化，快速获得异常原因，完成对皮带机电机的实时监控的同时，为后续的故障排出提供了参考方向，减少了故障排除的时间；也通过对皮带机电机以及传输皮带的监控，能够使得当皮带机电机长时间处于异常状态下运行时，则控制开关能够根据断电指令，快速切断皮带机电机的电源，避免皮带机电机受到持续损伤，进而提高了皮带机电机的使用寿命。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。

Claims (5)

1.一种用于皮带运输机的运行状态监测系统，包括控制中心，其特征在于，所述控制中心电性和/或通信连接有控制开关、数据采集终端、数据处理模块以及数据分析模块；
控制开关与皮带机电机进行连接，所述皮带机电机上安装有传输皮带；
所述数据采集终端用于获取皮带机电机运行参数，并将所获得的皮带机电机运行参数发送至数据处理模块，所述数据处理模块用于对数据采集终端所获取到的数据进行处理，获得电流信号变化图以及输出电流变化曲线图，所述数据分析模块根据电流信号变化图以及输出电流变化曲线图获得皮带机电机的异步系数，根据所获得的异步系数对皮带机电机以及传输皮带的运行状态进行分析；
电流信号变化图的获取过程包括：
将两条平行曲线啥的检测点标记为i，i=1，2，……，n，n为整数；
获取每个检测中的数据采集端所获取到的产生电流信号的持续时间，记为DCi；获取每个检测中的数据采集端所获取到的不产生电流信号的持续时间，记为DBi；根据所获得的电流信号持续时间生成电流信号变化图；
输出电流变化曲线图的获取过程包括：根据皮带机电机的输出电流，获得皮带机电机输出电流变化曲线，并在皮带机电机输出电流变化曲线中分别设置高电流阈值线和低电流阈值线，形成输出电流变化曲线图。
2.根据权利要求1所述的一种用于皮带运输机的运行状态监测系统，其特征在于，所述数据采集终端获取皮带机电机的运行参数的过程包括：
将数据采集终端分别安装在皮带机电机以及控制开关上；
获取皮带机电机的同步运行数据，从而获得数据采集终端上的电流信号；
将检测点内的数据采集终端所获得的电流信号发送至数据处理模块；
获取皮带机电机转动轴的设定转动速度和实时转动速度；获取传输皮带上的负载重量；获取皮带机电机的输出电流。
3.根据权利要求2所述的一种用于皮带运输机的运行状态监测系统，其特征在于，所述皮带机电机的同步运行数据的获取过程包括：
在皮带机电机的转动轴表面设置两条平行曲线，并在两条平行曲线上分别设置若干个相同数量的检测点，在检测点内安装数据采集终端；
所述传输皮带的内侧表面设置有两条信号绝缘区，两条信号绝缘区分别与皮带机电机上的两条平行曲线相对应；当检测点内的数据采集终端与信号绝缘区正对时，则数据采集终端不产生电流信号，当检测点内的数据采集终端与信号绝缘区偏离时，则数据采集终端产生电流信号。
4.根据权利要求1所述的一种用于皮带运输机的运行状态监测系统，其特征在于，所述数据分析模块用于根据电流信号变化图和输出电流变化曲线图对皮带机电机以及传输皮带的运行状态进行分析的过程包括：
获得每个数据采集终端产生电流信号的理论持续时间；
将所获得的每个数据采集终端产生电流信号的持续时间与产生电流信号的理论持续时间进行对比，获得每个检测点的异步系数；设置检测点的异步系数阈值范围[0,Y1]，将所获得的异步系数与异步系数阈值范围[0,Y1]进行对比，获得皮带机电机以及传输皮带的运行状态，根据皮带机电机及传输皮带的运行状态生成断电指令。
5.根据权利要求4所述的一种用于皮带运输机的运行状态监测系统，其特征在于，所述控制开关用于根据断电指令对皮带机电机进行断电。
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