CN204827999U

CN204827999U - 一种基于atmega64的风机故障预警装置

Info

Publication number: CN204827999U
Application number: CN201520605212.2U
Authority: CN
Inventors: 于水娟; 王宾; 张贵生; 朱艳娜; 顾浩; 夏令祥; 于水平
Original assignee: Anhui University of Science and Technology
Current assignee: Anhui University of Science and Technology
Priority date: 2015-08-12
Filing date: 2015-08-12
Publication date: 2015-12-02
Anticipated expiration: 2025-08-12

Abstract

本实用新型提供了一种基于ATMEGA64的风机故障预警装置，属于故障诊断领域，包括ATMEGA64主控制器，所述ATMEGA64主控制器上连接供电模块、风机信号采集模块、警控模块和键控显示模块；所述供电模块包括保护电路、高频变压器、反馈电路和开关电源；所述风机信号采集模块包括温度传感器、位置传感器、转子位置、振动检测仪和A/D转换器；所述警控模块包括流光报警、视频报警、语音报警、总监控室和风机故障检测；所述键控显示模块包括74HC573锁存器、液晶显示器、按键S1和按键S2。本实用新型可以有效地检测风机温度、转速和振动频率，系统运行平稳、控制精确，适合在井下通风系统中运用与推广。

Description

一种基于ATMEGA64的风机故障预警装置

技术领域

本实用新型属于故障诊断领域，具体涉及一种基于ATMEGA64的风机故障预警装置。

背景技术

据统计，我国煤矿生产中，因矿井通风设备而发生的事故中，机械事故占通风机组事故的68.9％，一旦发生故障将造成巨大的停产损失和安全问题，尽管一部分事故因有备用通风机而未造成严重后果，但还有一些事故既影响了生产，又造成了惨重的伤亡。因此对煤矿通风设备进行状态监测与故障诊断是急需研究解决的问题。故障诊断技术在煤矿的推广应用，不仅可预防突然事故的发生，保证煤矿的安全生产，而且可带来明显的经济效益和社会效益。

从故障诊断角度来看，风机是旋转机械，因此具备旋转机械的典型故障，如不平衡、不对中之类的故障形式；风机的工作受环境影响较大，常有粉尘进入风机造成叶片的磨损，还可能粘附在转子上形成随机性变化的不平衡。因此这类机械在工作时既有机械零部件产生的振动，又有工作介质引起的冲击，振动比较复杂，而且风机的故障形式多种多样，故障产生的机理和原因也非常复杂，故障与征兆之间表现出一种非常复杂的非线性关系，并且对各类故障反映的特征参数也不完全相同，这给现场诊断带来了极大的困难。因此，如何快速而准确的对风机的振动信号进行采集并诊断故障已变得十分重要。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种基于ATMEGA64的风机故障预警装置，用于检测井下通风系统中风机温度、转速和振动频率，以提高风机故障诊断效率，实现安全通风的目的。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：

一种基于ATMEGA64的风机故障预警装置，包括ATMEGA64主控制器，所述ATMEGA64主控制器上连接供电模块、风机信号采集模块、警控模块和键控显示模块；所述供电模块采用开关电源，所述开关电源包括保护电路、高频变压器和反馈电路；所述风机信号采集模块包括温度传感器、位置传感器、转子位置、振动检测仪和A/D转换器，所述温度传感器、位置传感器和振动检测仪末端连接A/D转换器，所述位置传感器用于检测转子位置，获知风机转速；所述警控模块包括流光报警、视频报警、语音报警、总监控室和风机故障检测；所述键控显示模块包括74HC573锁存器、液晶显示器、按键S1和按键S2。

所述保护电路采用EMI滤波器和漏极嵌位保护电路，所述EMI滤波器用于起动限流保护，所述漏极嵌位保护电路用于抑制尖峰电压，稳定输出，所述反馈电路采用UC3842A电流模式控制器，用于反馈输出信号，实现稳压目的；所述温度传感器采用DS18B20温度传感器，用于采集风机旋转温度信号，所述振动检测仪采用检测精度为±5％的振动检测仪器，用于检测风机振动频率；所述流光报警采用红、绿、黄三种颜色的灯组合成报警字样，当检测数据超出设定值时，发光报警，所述视频报警采用井下监控技术，并实时传输视频图像至总监控室，必要时发出风机故障检测命令，所述语音报警采用语音控制蜂鸣报警方式，当检测数据超出设定值时，语音报警；所述74HC573锁存器用于扩展ATMEGA64主控制器的输出口，所述液晶显示器采用双排LCD1602液晶屏，第一排用于显示风机转速，当按键S1按下时，第二排显示检测出的风机温度值，当按键S2按下时，第二排显示风机振动频率值。

本实用新型与现有技术相比的有益效果体现在：

本实用新型采用ATMEGA64高性能单片机芯片作为主控制器，改善了系统监测精确度和可控性，保证了整个装置平稳运行；采用基于保护电路和反馈电路的开关电源作为供电电源，既解决了起动损坏问题，又降低了输出波动，为控制系统提供更加稳定的输出电压；采用位置传感器检测风机转子位置，提高了系统的检测精度；采用振动检测仪检测风机振动频率，可以实现风机全方位检测，提前预知风机健康程度，减少通风故障发生率；同时采用三种报警模式可以做到井下报警与总监控室预警协同一致，相互配合，降低事故损失；液晶显示器与双按键的使用可以跟踪显示风机动态信息，为矿工和管理人员提供及时可靠的检测数据。

附图说明

图1为本实用新型一种基于ATMEGA64的风机故障预警装置总体框图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做详细的说明：

如图1所示，一种基于ATMEGA64的风机故障预警装置，包括ATMEGA64主控制器，所述ATMEGA64主控制器上连接供电模块、风机信号采集模块、警控模块和键控显示模块；所述供电模块采用开关电源，所述开关电源包括保护电路、高频变压器和反馈电路，所述保护电路采用EMI滤波器和漏极嵌位保护电路，所述EMI滤波器用于起动限流保护，所述漏极嵌位保护电路用于抑制尖峰电压，稳定输出，所述反馈电路采用UC3842A电流模式控制器，用于反馈输出信号，实现稳压目的；所述风机信号采集模块包括温度传感器、位置传感器、转子位置、振动检测仪和A/D转换器，所述温度传感器、位置传感器和振动检测仪末端连接A/D转换器，所述位置传感器用于检测转子位置，获知风机转速，所述温度传感器采用DS18B20温度传感器，用于采集风机旋转温度信号，所述振动检测仪采用检测精度为±5％的振动检测仪器，用于检测风机振动频率；所述警控模块包括流光报警、视频报警、语音报警、总监控室和风机故障检测，所述流光报警采用红、绿、黄三种颜色的灯组合成报警字样，当检测数据超出设定值时，发光报警，所述视频报警采用井下监控技术，并实时传输视频图像至总监控室，必要时发出风机故障检测命令，所述语音报警采用语音控制蜂鸣报警方式，当检测数据超出设定值时，语音报警；所述键控显示模块包括74HC573锁存器、液晶显示器、按键S1和按键S2，所述74HC573锁存器用于扩展ATMEGA64主控制器的输出口，所述液晶显示器采用双排LCD1602液晶屏，第一排用于显示风机转速，当按键S1按下时，第二排显示检测出的风机温度值，当按键S2按下时，第二排显示风机振动频率值。

Claims

1.一种基于ATMEGA64的风机故障预警装置，包括ATMEGA64主控制器，所述ATMEGA64主控制器上连接供电模块、风机信号采集模块、警控模块和键控显示模块；所述供电模块采用开关电源，所述开关电源包括保护电路、高频变压器和反馈电路；所述风机信号采集模块包括温度传感器、位置传感器、转子位置、振动检测仪和A/D转换器，所述温度传感器、位置传感器和振动检测仪末端连接A/D转换器，所述位置传感器用于检测转子位置，获知风机转速；所述警控模块包括流光报警、视频报警、语音报警、总监控室和风机故障检测；所述键控显示模块包括74HC573锁存器、液晶显示器、按键S1和按键S2。

2.根据权利要求1所述的一种基于ATMEGA64的风机故障预警装置，其特征在于：所述保护电路采用EMI滤波器和漏极嵌位保护电路，所述EMI滤波器用于起动限流保护，所述漏极嵌位保护电路用于抑制尖峰电压，稳定输出；所述反馈电路采用UC3842A电流模式控制器，用于反馈输出信号，实现稳压目的。

3.根据权利要求1所述的一种基于ATMEGA64的风机故障预警装置，其特征在于：所述温度传感器采用DS18B20温度传感器，用于采集风机旋转温度信号；所述振动检测仪采用检测精度为±5％的振动检测仪器，用于检测风机振动频率。

4.根据权利要求1所述的一种基于ATMEGA64的风机故障预警装置，其特征在于：所述流光报警采用红、绿、黄三种颜色的灯组合成报警字样，当检测数据超出设定值时，发光报警；所述视频报警采用井下监控技术，并实时传输视频图像至总监控室，必要时发出风机故障检测命令；所述语音报警采用语音控制蜂鸣报警方式，当检测数据超出设定值时，语音报警。

5.根据权利要求1所述的一种基于ATMEGA64的风机故障预警装置，其特征在于：所述74HC573锁存器用于扩展ATMEGA64主控制器的输出口；所述液晶显示器采用双排LCD1602液晶屏，第一排用于显示风机转速，当按键S1按下时，第二排显示检测出的风机温度值，当按键S2按下时，第二排显示风机振动频率值。