煤礦大型機電設備維護系統的機械振動監測技術應用分析

張勇

摘 要：對煤礦機電設備的維護工作是煤礦企業設備管理的重要內容。只有保證安全合理的維護工作，確保煤礦企業大型機電設備能夠正常工作，實現煤礦的生產工作安全、有序、正常的進行，才能提高其經濟效應，更好的促進煤礦企業的發展。機械振動監測技術對于大型機電設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備的機械振動監測技術進行了簡單的分析。

關鍵詞：機電 維護系統 監測

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

隨著科學技術的迅速的發展，大型設備被廣泛使用，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備有時會出現各種故障。一旦關鍵設備出現故障，將會對生產造成嚴重的影響。煤礦企業是我國經濟發展的支柱企業。現代煤礦企業擁有大量的機電設備，煤礦機械設備安全、正常的運行對于煤礦企業來說是非常重要的。近年來，頻頻出現的重大的惡性機械事故，造成了人員傷亡，造成巨大的經濟損失，可以說我們為此付出了慘痛代價。設備狀態監測和故障診斷技術就是利用科學的檢測方法和現代化技術手段，對設備進行監測，確認其局部或整機是否正常運行。另外，通過監測還可以對設備潛在故障的發展做出早期預報，預測潛在故障的發展趨勢，找出故障原因、產生部位，提出維護對策或建議。

1 煤礦設備維護系統功能

煤礦設備維護系統主要是以現代維護理論和網絡技術為基礎，根據設備的實際運行狀況，并結合企業內部實際情況，對設備狀態以及未來狀態趨勢進行判斷和預測，做出相應的維護決策。它可以有效地結合各種數據（點檢數據、歷史維護數據、狀態監測數據）實現設備維護的網絡化、遠程化和智能化。突破了現有維修技術的弊端，實現對企業中生產設備的科學維護。

煤礦設備維護系統主要有以下幾個功能模塊。（1）基礎數據管理模塊。顧名思義，這一模塊都是一些最基礎的信息。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”等內容。（2）設備臺帳管理模塊。此模塊包括“在用設備錄入、設備故障統計錄入、取消設備閑置、在用、閑置、報廢設備查詢”等。負責對設備的基本數據進行統一管理、對設備的來源、去向管理、對設備故障統計管理、提供閑置設備、報廢設備的查詢。（3）報表管理。此模塊包括“點檢報表、點檢計劃、點檢結果”等。主要負責讀取設備點檢的數值、生成點檢計劃、錄入點檢數值、自動生成點檢結果報表。（4）安全管理模塊。此模塊包括：“員工權限管理、權限管理、菜單角色”。主要負責為不同員工制定角色；添加新權限、修改權限；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、檢修計劃月末轉賬”等。主要是負責制定設備檢修計劃并錄入、對制定的設備檢修計劃進行審批、提供設備檢修計劃的查詢、信息統計。

在此系統的設計中，振動監測可以說是整個維護系統的“眼睛”。它可以獲取設備的運行狀態信息，為維護系統的正常運作提供依據。為維護系統提供設備故障源、提供維護保障。

2 振動監測系統的軟硬件設計

2.1 振動監測系統的硬件設計

系統硬件設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的性能好壞起著關鍵性的作用。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振動信號歷史數據的存儲，目前常用的有U盤，FLASH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測儀用戶參數的輸入，LCD負責提供友好直觀的顯示界面。第四，信號調理電路。大部分傳感器輸出的信號是電壓或電流等模擬信號，需要信號調理電路進行預處理。第五，通信模塊。通信是一種計算機與計算機或者是終端設備之間的信息傳遞方式。我們通過通信模塊來實現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調試接口。JTAG是一種“邊界掃描測試”的技術。是嵌入式系統進行程序下載和調試的重要途徑。系統的設計應在電路板上預留JTAG接口。

2.2 振動監測系統的軟件設計

軟件開發主要有兩部分組成：基于 Java語言上位機軟件設計和基于STM32F103RET6單片機的下位軟件的設計。上位機軟件設計主要是對煤礦機電設備溫度、壓力、機械振動參數的監測。下位軟件的設計主要包括程序流程設計和應用程序代碼的調試。第一，系統下位機軟件設計。系統上電啟動后，要完成系統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計。然后進行數據采樣及通信模塊的程序設計。第二，系統上位機軟件設計。主要是包括監測界面的設計、Java的通信設計、應用服務層與數據服務層的數據通信等內容。

客戶/服務器（Client/Server，簡稱C/S）模式數據完整性高、可靠性強、并發控制機制良好，是當前應用程序開發的主要形式。但隨著互聯網迅速發展，C/S結構出現了的缺陷和不足。瀏覽器/服務器（Browser/Server，簡稱B/S）結構未來應用發展的主流方向。在程序設計時可以將C/S模式與B/S模式結合起來使用。

3 結論

機械振動監測技術對于煤礦大型機電設備的維護系統有著重要的作用。振動監測系統的軟硬件設計必須要根據實際情況，并與維護系統相結合來進行。在設計時可以將振動監測技術、網絡技術、微處理器技術和數據庫技術相結合。

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