煤矿井下水泵性能监测和故障诊断系统的研究

论文摘要

本课题研究的是水泵性能参数在线监测和故障诊断系统,可降低煤矿井下的事故发生率,也可为水泵的科学管理运作提供现场参数。水泵的性能参数监测主要包括硬件设计、软件设计和仿真调试三部分,水泵故障诊断系统主要介绍转子轴向位移的检测方案。水泵性能参数监测的硬件设计主要是根据所设计的总体方案和模块功能选择出相应的硬件,主要包括数据信号采集、串口通信、最小系统、按键电路和液晶显示部分设计。根据硬件设计原理图和系统PCB图制作出相应电路板,并对电路板进行调试,以确认电路板的正确性。软件部分设计是使用Keil uvision4 C51软件开发系统,设计程序包括主程序、数据采集处理子程序、菜单子程序、显示子程序和串口通信子程序。数据采集处理子程序是采集水泵的流量、扬程、功率和转速四路信号。仿真调试是用Proteus仿真软件对单片机和外围器件进行仿真调试,为了验证系统工作的正确性和合理性需对系统进行现场试验。水泵故障诊断系统是根据确立的转子轴向位移检测参数、以单片机为控制核心建立的系统,根据系统的方案阐述其硬件组成和软件设计要点。图[46]表[15]参[41]

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 1 绪论
• 1.1 课题研究的依据
• 1.2 课题研究的背景
• 1.3 国内外研究现状
• 1.4 课题研究的内容
• 2 水泵性能测试的基本原理
• 2.1 水泵性能监测概述
• 2.2 水泵性能测试试验
• 2.3 传感器概述
• 2.3.1 传感器的定义与组成
• 2.3.2 传感器选用原则
• 2.4 水泵性能参数检测
• 2.4.1 水泵流量检测
• 2.4.2 水泵扬程检测
• 2.4.3 水泵轴功率检测
• 2.4.4 水泵总效率的计算
• 2.4.5 水泵转速的测量
• 2.5 本章小结
• 3 水泵性能测试的方案设计和硬件配置
• 3.1 测试系统的总体设计方案
• 3.2 模块功能定义
• 3.3 系统的硬件配置
• 3.3.1 A/D转换器的选型
• 3.3.2 单片机选型
• 3.3.3 液晶显示模块的选型
• 3.3.4 串行接口芯片的选型
• 3.4 本章小结
• 4 系统的硬件设计
• 4.1 系统的硬件设计
• 4.1.1 电压采集部分设计
• 4.1.2 串口通信部分设计
• 4.1.3 最小系统电路设计
• 4.1.4 按键电路部分设计
• 4.1.5 液晶显示部分设计
• 4.2 硬件设计原理图与硬件调试
• 4.2.1 硬件设计原理图和PCB图
• 4.2.2 系统硬件调试
• 4.3 本章小结
• 5 系统的软件设计和仿真调试
• 5.1 系统的软件设计
• 5.1.1 Keil uvision4简介
• 5.1.2 系统软件程序设计
• 5.2 系统软件程序调试
• 5.2.1 硬件抗干扰
• 5.2.2 软件抗干扰
• 5.3 系统仿真
• 5.4 程序写入
• 5.5 系统实验
• 5.6 本章小结
• 6 煤矿井下水泵故障诊断系统分析
• 6.1 水泵故障诊断系统概述
• 6.2 水泵轴向力故障分析
• 6.3 检测系统方案
• 6.3.1 传感器的选择
• 6.3.2 检测系统的方案
• 6.4 系统的硬件组成
• 6.5 系统的软件组成
• 6.6 本章小结
• 7 全文总结与展望
• 7.1 全文总结
• 7.2 前景与展望
• 参考文献
• 附录A 系统设计原理图
• 附录B 部分程序源代码
• 致谢
• 作者简介及读研期间主要科研成果
• 攻读硕士学位期间发表的论文