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基本信息
- 項目名稱：
- 球磨機(jī)運行狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)平臺開發(fā)
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 對球磨機(jī)在運行過程中產(chǎn)生的振動、噪聲、故障等開發(fā)一套實時自動數(shù)據(jù)采集和狀態(tài)監(jiān)測及報警系統(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)運行狀態(tài)數(shù)據(jù)包括振動，聲音，電流數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)采集通過傳感器，錄音等形成數(shù)據(jù)文件。然后對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，實時顯示，存儲并進(jìn)行頻譜分析。為后續(xù)的正交試驗，特征匹配，故障診斷工作提供方便的界面操作和詳實的數(shù)據(jù)儲備。
- 詳細(xì)介紹：
- 目前對球磨機(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。 本課題通過對球磨機(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。通過球磨機(jī)工作的外在表現(xiàn)來了解球磨機(jī)工作情況。相當(dāng)于將球磨機(jī)作為一個“黑箱”結(jié)構(gòu)，只通過外界信號來推測球磨機(jī)的內(nèi)部行為。 整個過程分為兩個階段： 第一階段對數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，保存形成原始數(shù)據(jù)庫，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行頻譜分析，形成頻譜特征數(shù)據(jù)庫。 第二階段對原始數(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。然后將系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用于現(xiàn)場，將現(xiàn)場信號與系統(tǒng)特征數(shù)據(jù)庫進(jìn)行匹配，了解系統(tǒng)的運行狀況和故障診斷,并對系統(tǒng)故障進(jìn)行報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)運行，拆開查看，檢修等不利影響。屬于不影響現(xiàn)場的處理方式。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)。 研究內(nèi)容主要是對球磨機(jī)在運行過程中產(chǎn)生的振動、噪聲、故障等開發(fā)一套實時自動數(shù)據(jù)采集和狀態(tài)監(jiān)測及報警系統(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)運行狀態(tài)數(shù)據(jù)包括振動，聲音，電流數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)采集通過傳感器，錄音等形成數(shù)據(jù)文件。然后對這些數(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，并形成實時數(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)還可以實現(xiàn)報警，一方面在界面曲線上實時顯示報警信息，并記錄到數(shù)據(jù)庫；另一方面可以通過GSM系統(tǒng)直接將報警信息發(fā)送給系統(tǒng)管理者。 對采集到的歷史數(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)，形成一個完備的系統(tǒng)特征庫。這樣可以根據(jù)系統(tǒng)當(dāng)前的運行狀態(tài)參數(shù)，推測系統(tǒng)的其它數(shù)據(jù)量，甚至做出故障分析。 本系統(tǒng)采用C#為開發(fā)工具，采用Access數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集入庫，實時顯示，形成實時數(shù)據(jù)曲線和歷史數(shù)據(jù)曲線，遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)顯示和報警，數(shù)據(jù)的頻譜分析等。
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 設(shè)計目的：通過對外部表征特征數(shù)據(jù)來對其進(jìn)行狀態(tài)檢測和控制。 基本思路：對球磨機(jī)振動，聲音，電流信號的數(shù)據(jù)采集，頻譜分析，基于頻域和時域信息融合的方法。采用c#編程語言和Access數(shù)據(jù)庫相結(jié)合。對各系統(tǒng)進(jìn)行界面封裝，易于用戶操作。后臺采用數(shù)據(jù)庫。界面友好，操作簡單。 創(chuàng)新點：對聲音，振動，電流信號進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集，頻譜分析，顯示實時進(jìn)行。并能夠?qū)收蠈崿F(xiàn)GSM報警。對球磨機(jī)采用外部診斷，不干涉球磨機(jī)的正常運行，數(shù)據(jù)采集，分析，顯示能夠?qū)崟r進(jìn)行。采用C/S結(jié)構(gòu)方式實現(xiàn)對球磨機(jī)運行狀態(tài)的檢測和控制。能夠?qū)收蠈崿F(xiàn)GSM報警系統(tǒng)。 技術(shù)關(guān)鍵：ICAN4017采集數(shù)據(jù)，GSM報警信息。傳感器對現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集處理；實時數(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)采集時間可以達(dá)到千分之一秒。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 目前對球磨機(jī)主要是針對球磨機(jī)本體和理論等方面研究，目前的研究基本上是分項研究。特別是還沒有遠(yuǎn)程GSM報警的報道。而本課題是把振動，聲音，電流等外部因素綜合起來，進(jìn)行頻譜分析，形成特征數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)遠(yuǎn)程GSM報警。通過對這些數(shù)據(jù)的采集和特征分析形成的數(shù)據(jù)庫可為進(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模塊實現(xiàn)報警功能。對球磨機(jī)運行狀態(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有形成完整的可以操作的系統(tǒng)。大多數(shù)對球磨機(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：國內(nèi)有關(guān)球磨機(jī)的運行狀態(tài)檢測的文獻(xiàn)很多，涉及到對球磨機(jī)的振動信號的采集和監(jiān)控，球磨機(jī)的故障報警以及對數(shù)據(jù)的頻譜分析，但未見對聲音，振動及電流信號進(jìn)行數(shù)據(jù)采集監(jiān)控，并采集GSM模塊將報警信息通過短信發(fā)送給球磨機(jī)操作管理者的中文文獻(xiàn)報道。
作品所處階段
- 實驗室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 面談
作品可展示的形式
- 實物、產(chǎn)品 現(xiàn)場演示 圖片 樣品
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測
- 本系統(tǒng)的技術(shù)特點是采用ICAN4017模塊和GSM模塊對數(shù)據(jù)進(jìn)行實時數(shù)據(jù)采集和頻譜分析以及實現(xiàn)遠(yuǎn)程報警等功能。 在不影響生產(chǎn)的情況下，能對球磨機(jī)提供實時檢測，能顯提高著球磨機(jī)工作效率。延長球磨機(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)的實用性和經(jīng)濟(jì)價值，應(yīng)用前景廣闊。
同類課題研究水平概述
- 對球磨機(jī)運行狀態(tài)監(jiān)測，目前已有很多方法，大部分都是對其的分項研究，另外還有些基本上集中在理論探討方面，特別是還沒有關(guān)于遠(yuǎn)程GSM報警的研究報道。而且這些方法基本上沒有形成完整的可以操作的系統(tǒng)，大多數(shù)對球磨機(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)出口差壓信號法，噪音法，電流法，軸振頻譜法，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的軟測量方法，基于數(shù)據(jù)融合的最佳負(fù)荷點判斷方法。這六種方法都有各自的缺點。 從國外基于數(shù)據(jù)故障診斷來看，過程檢測（即故障檢測，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。 下面是國內(nèi)外關(guān)于球磨機(jī)運行狀態(tài)監(jiān)測的相關(guān)報道： [1]丁明華。設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)在球磨機(jī)群上的應(yīng)用[J].中國設(shè)備工程，2006，（S1）:65-66.此報道是對球磨機(jī)在線監(jiān)測預(yù)報系統(tǒng)24小時連續(xù)不斷地對局域網(wǎng)內(nèi)球磨機(jī)組進(jìn)行檢測，主要監(jiān)測參數(shù)包括振動，溫度，轉(zhuǎn)速等。 [2]還有很多研究主要是針對球磨機(jī)本體結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究比如李曉明。球磨機(jī)運行監(jiān)測與故障診斷技術(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)和振動篩工作狀態(tài)實時監(jiān)測系統(tǒng)的研制[J].有色金屬，2001，（2）：26-28+34.研究的是球磨機(jī)和振動篩工作狀態(tài)實時監(jiān)測系統(tǒng)，采用比較分析法和時間序列分析法等，進(jìn)行相應(yīng)的狀態(tài)識別與顯示。
