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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 球磨機(jī)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)平臺(tái)開(kāi)發(fā)
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡(jiǎn)介：
- 對(duì)球磨機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的振動(dòng)、噪聲、故障等開(kāi)發(fā)一套實(shí)時(shí)自動(dòng)數(shù)據(jù)采集和狀態(tài)監(jiān)測(cè)及報(bào)警系統(tǒng)。球磨機(jī)初始數(shù)據(jù)包括鋼球數(shù)量，加水量，物料量，轉(zhuǎn)速等條件，球磨機(jī)運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)包括振動(dòng)，聲音，電流數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)采集通過(guò)傳感器，錄音等形成數(shù)據(jù)文件。然后對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，實(shí)時(shí)顯示，存儲(chǔ)并進(jìn)行頻譜分析。為后續(xù)的正交試驗(yàn)，特征匹配，故障診斷工作提供方便的界面操作和詳實(shí)的數(shù)據(jù)儲(chǔ)備。
- 詳細(xì)介紹：
- 目前對(duì)球磨機(jī)的研究大多集中在球磨機(jī)本體的研究范圍。比如對(duì)球磨機(jī)的工作方式，工作原理的改進(jìn)，包括球磨機(jī)的結(jié)構(gòu)，材質(zhì)，鋼球尺寸，數(shù)量，以及相關(guān)的理化性能等。 本課題通過(guò)對(duì)球磨機(jī)的外部特征進(jìn)行研究，即球磨機(jī)本身的結(jié)構(gòu)，性能等已經(jīng)固定。通過(guò)球磨機(jī)工作的外在表現(xiàn)來(lái)了解球磨機(jī)工作情況。相當(dāng)于將球磨機(jī)作為一個(gè)“黑箱”結(jié)構(gòu)，只通過(guò)外界信號(hào)來(lái)推測(cè)球磨機(jī)的內(nèi)部行為。 整個(gè)過(guò)程分為兩個(gè)階段： 第一階段對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，保存形成原始數(shù)據(jù)庫(kù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行頻譜分析，形成頻譜特征數(shù)據(jù)庫(kù)。 第二階段對(duì)原始數(shù)據(jù)和頻譜數(shù)據(jù)進(jìn)行分析形成球磨機(jī)系統(tǒng)特征數(shù)據(jù)庫(kù)。然后將系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)，將現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)與系統(tǒng)特征數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行匹配，了解系統(tǒng)的運(yùn)行狀況和故障診斷,并對(duì)系統(tǒng)故障進(jìn)行報(bào)警及采取其它安全措施。 這樣的方法避免了傳統(tǒng)工作方式必須停機(jī)運(yùn)行，拆開(kāi)查看，檢修等不利影響。屬于不影響現(xiàn)場(chǎng)的處理方式。一方面提高工作效率，另一方面也能為球磨機(jī)工作方式的改進(jìn)提供有效的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。 本課題只對(duì)第一階段進(jìn)行研究，為第二階段提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。 研究?jī)?nèi)容主要是對(duì)球磨機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的振動(dòng)、噪聲、故障等開(kāi)發(fā)一套實(shí)時(shí)自動(dòng)數(shù)據(jù)采集和狀態(tài)監(jiān)測(cè)及報(bào)警系統(tǒng)。球磨機(jī)初始數(shù)據(jù)包括鋼球數(shù)量，加水量，物料量，轉(zhuǎn)速等條件，球磨機(jī)運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)包括振動(dòng)，聲音，電流數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)采集通過(guò)傳感器，錄音等形成數(shù)據(jù)文件。然后對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。本系統(tǒng)將改變這種手工方式，通過(guò)安裝在球磨機(jī)上的傳感器，將數(shù)據(jù)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換后，直接導(dǎo)入到系統(tǒng)中，并形成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)曲線。并能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸和顯示。 本系統(tǒng)還可以實(shí)現(xiàn)報(bào)警，一方面在界面曲線上實(shí)時(shí)顯示報(bào)警信息，并記錄到數(shù)據(jù)庫(kù)；另一方面可以通過(guò)GSM系統(tǒng)直接將報(bào)警信息發(fā)送給系統(tǒng)管理者。 對(duì)采集到的歷史數(shù)據(jù)集進(jìn)行頻域變換，形成數(shù)據(jù)的頻譜圖及功率的頻譜圖，這些特征譜圖反映了系統(tǒng)的本征狀態(tài)，為后面的系統(tǒng)特征分析提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，形成一個(gè)完備的系統(tǒng)特征庫(kù)。這樣可以根據(jù)系統(tǒng)當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)，推測(cè)系統(tǒng)的其它數(shù)據(jù)量，甚至做出故障分析。 本系統(tǒng)采用C#為開(kāi)發(fā)工具，采用Access數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集入庫(kù)，實(shí)時(shí)顯示，形成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)曲線和歷史數(shù)據(jù)曲線，遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)顯示和報(bào)警，數(shù)據(jù)的頻譜分析等。
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 設(shè)計(jì)目的：通過(guò)對(duì)外部表征特征數(shù)據(jù)來(lái)對(duì)其進(jìn)行狀態(tài)檢測(cè)和控制。 基本思路：對(duì)球磨機(jī)振動(dòng)，聲音，電流信號(hào)的數(shù)據(jù)采集，頻譜分析，基于頻域和時(shí)域信息融合的方法。采用c#編程語(yǔ)言和Access數(shù)據(jù)庫(kù)相結(jié)合。對(duì)各系統(tǒng)進(jìn)行界面封裝，易于用戶操作。后臺(tái)采用數(shù)據(jù)庫(kù)。界面友好，操作簡(jiǎn)單。 創(chuàng)新點(diǎn)：對(duì)聲音，振動(dòng)，電流信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集，頻譜分析，顯示實(shí)時(shí)進(jìn)行。并能夠?qū)收蠈?shí)現(xiàn)GSM報(bào)警。對(duì)球磨機(jī)采用外部診斷，不干涉球磨機(jī)的正常運(yùn)行，數(shù)據(jù)采集，分析，顯示能夠?qū)崟r(shí)進(jìn)行。采用C/S結(jié)構(gòu)方式實(shí)現(xiàn)對(duì)球磨機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的檢測(cè)和控制。能夠?qū)收蠈?shí)現(xiàn)GSM報(bào)警系統(tǒng)。 技術(shù)關(guān)鍵：ICAN4017采集數(shù)據(jù)，GSM報(bào)警信息。傳感器對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集處理；實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示；集成控制系統(tǒng)；數(shù)據(jù)的頻譜分析。 技術(shù)指標(biāo)：數(shù)據(jù)采集時(shí)間可以達(dá)到千分之一秒。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 目前對(duì)球磨機(jī)主要是針對(duì)球磨機(jī)本體和理論等方面研究，目前的研究基本上是分項(xiàng)研究。特別是還沒(méi)有遠(yuǎn)程GSM報(bào)警的報(bào)道。而本課題是把振動(dòng)，聲音，電流等外部因素綜合起來(lái)，進(jìn)行頻譜分析，形成特征數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程GSM報(bào)警。通過(guò)對(duì)這些數(shù)據(jù)的采集和特征分析形成的數(shù)據(jù)庫(kù)可為進(jìn)一步分析提供基礎(chǔ)。系統(tǒng)硬件采用ICAN4017模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集，采用GSM模塊實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能。對(duì)球磨機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，目前已有很多方法，但基本上集中在理論探討方面。但這些方法基本上沒(méi)有形成完整的可以操作的系統(tǒng)。大多數(shù)對(duì)球磨機(jī)的研究主要著眼于球磨機(jī)的本體結(jié)構(gòu)包括球磨機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，理化性能等研究，這些研究突出的問(wèn)題是要更改球磨機(jī)本體尺寸或機(jī)械結(jié)構(gòu)，這些都是關(guān)于球磨機(jī)設(shè)計(jì)階段的研究。一般的改進(jìn)措施都要中斷球磨機(jī)的工作狀態(tài)，影響生產(chǎn)。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 該作品與于2011年3月29日在遼寧省教育部科技查新工作站查新。查新結(jié)論：國(guó)內(nèi)有關(guān)球磨機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)的文獻(xiàn)很多，涉及到對(duì)球磨機(jī)的振動(dòng)信號(hào)的采集和監(jiān)控，球磨機(jī)的故障報(bào)警以及對(duì)數(shù)據(jù)的頻譜分析，但未見(jiàn)對(duì)聲音，振動(dòng)及電流信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集監(jiān)控，并采集GSM模塊將報(bào)警信息通過(guò)短信發(fā)送給球磨機(jī)操作管理者的中文文獻(xiàn)報(bào)道。
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 面談
作品可展示的形式
- 實(shí)物、產(chǎn)品 現(xiàn)場(chǎng)演示 圖片 樣品
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 本系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)是采用ICAN4017模塊和GSM模塊對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和頻譜分析以及實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程報(bào)警等功能。 在不影響生產(chǎn)的情況下，能對(duì)球磨機(jī)提供實(shí)時(shí)檢測(cè)，能顯提高著球磨機(jī)工作效率。延長(zhǎng)球磨機(jī)的使用壽命。除球磨機(jī)之外，本系統(tǒng)也可以應(yīng)用到破碎機(jī)，篩分機(jī)等設(shè)備。 本系統(tǒng)具有很強(qiáng)的實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，應(yīng)用前景廣闊。
同類課題研究水平概述
- 對(duì)球磨機(jī)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)，目前已有很多方法，大部分都是對(duì)其的分項(xiàng)研究，另外還有些基本上集中在理論探討方面，特別是還沒(méi)有關(guān)于遠(yuǎn)程GSM報(bào)警的研究報(bào)道。而且這些方法基本上沒(méi)有形成完整的可以操作的系統(tǒng)，大多數(shù)對(duì)球磨機(jī)的研究主要著眼于球磨機(jī)本體結(jié)構(gòu)包括球磨機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，理化性能等研究，這些研究突出的問(wèn)題是要更改球磨機(jī)本體尺寸貨機(jī)械結(jié)構(gòu)，并且都是關(guān)于球磨機(jī)設(shè)計(jì)階段的研究。一般的改進(jìn)措施都要中斷球磨機(jī)的工作狀態(tài)，影響生產(chǎn)。 目前的已有的方法有：進(jìn)出口差壓信號(hào)法，噪音法，電流法，軸振頻譜法，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的軟測(cè)量方法，基于數(shù)據(jù)融合的最佳負(fù)荷點(diǎn)判斷方法。這六種方法都有各自的缺點(diǎn)。 從國(guó)外基于數(shù)據(jù)故障診斷來(lái)看，過(guò)程檢測(cè)（即故障檢測(cè)，診斷和分離等）在石化企業(yè)已經(jīng)獲得了成功的應(yīng)用，但在球磨機(jī)中的研究剛剛起步。 下面是國(guó)內(nèi)外關(guān)于球磨機(jī)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)的相關(guān)報(bào)道： [1]丁明華。設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)在球磨機(jī)群上的應(yīng)用[J].中國(guó)設(shè)備工程，2006，（S1）:65-66.此報(bào)道是對(duì)球磨機(jī)在線監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)系統(tǒng)24小時(shí)連續(xù)不斷地對(duì)局域網(wǎng)內(nèi)球磨機(jī)組進(jìn)行檢測(cè)，主要監(jiān)測(cè)參數(shù)包括振動(dòng)，溫度，轉(zhuǎn)速等。 [2]還有很多研究主要是針對(duì)球磨機(jī)本體結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究比如李曉明。球磨機(jī)運(yùn)行監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)應(yīng)用研究[D].大連理工大學(xué)，2006.研究了球磨機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)。 [3]吳文秀，張曉智，丁嘉莉.球磨機(jī)和振動(dòng)篩工作狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研制[J].有色金屬，2001，（2）：26-28+34.研究的是球磨機(jī)和振動(dòng)篩工作狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，采用比較分析法和時(shí)間序列分析法等，進(jìn)行相應(yīng)的狀態(tài)識(shí)別與顯示。
