基本信息
- 項目名稱：
- 球磨機運行狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)平臺開發(fā)
- 小類：
- 信息技術
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 對球磨機在運行過程中產生的振動、噪聲、故障等開發(fā)一套實時自動數據采集和狀態(tài)監(jiān)測及報警系統(tǒng)。球磨機初始數據包括鋼球數量，加水量，物料量，轉速等條件，球磨機運行狀態(tài)數據包括振動，聲音，電流數據。傳統(tǒng)數據采集通過傳感器，錄音等形成數據文件。然后對這些數據進行采集，實時顯示，存儲并進行頻譜分析。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據儲備。
- 詳細介紹：
- 目前對球磨機的研究大多集中在球磨機本體的研究范圍。比如對球磨機的工作方式，工作原理的改進，包括球磨機的結構，材質，鋼球尺寸，數量，以及相關的理化性能等。 本課題通過對球磨機的外部特征進行研究，即球磨機本身的結構，性能等已經固定。通過球磨機工作的外在表現(xiàn)來了解球磨機工作情況。相當于將球磨機作為一個“黑箱”結構，只通過外界信號來推測球磨機的內部行為。 整個過程分為兩個階段： 第一階段對數據進行采集，保存形成原始數據庫，并對數據進行頻譜分析，形成頻譜特征數據庫。 第二階段對原始數據和頻譜數據進行分析形成球磨機系統(tǒng)特征數據庫。然后將系統(tǒng)數據庫應用于現(xiàn)場，將現(xiàn)場信號與系統(tǒng)特征數據庫進行匹配，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工作方式的改進提供有效的基礎數據。 本課題只對第一階段進行研究，為第二階段提供基礎數據。 研究內容主要是對球磨機在運行過程中產生的振動、噪聲、故障等開發(fā)一套實時自動數據采集和狀態(tài)監(jiān)測及報警系統(tǒng)。球磨機初始數據包括鋼球數量，加水量，物料量，轉速等條件，球磨機運行狀態(tài)數據包括振動，聲音，電流數據。傳統(tǒng)數據采集通過傳感器，錄音等形成數據文件。然后對這些數據進行分析。本系統(tǒng)將改變這種手工方式，通過安裝在球磨機上的傳感器，將數據進行A/D轉換后，直接導入到系統(tǒng)中，并形成實時數據曲線。并能夠實現(xiàn)數據的遠程傳輸和顯示。 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，并記錄到數據庫；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。 對采集到的歷史數據集進行頻域變換，形成數據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)特征分析提供基礎數據，形成一個完備的系統(tǒng)特征庫。這樣可以根據系統(tǒng)當前的運行狀態(tài)參數，推測系統(tǒng)的其它數據量，甚至做出故障分析。 本系統(tǒng)采用C#為開發(fā)工具，采用Access數據庫，實現(xiàn)數據采集入庫，實時顯示，形成實時數據曲線和歷史數據曲線，遠程數據顯示和報警，數據的頻譜分析等。
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- 設計目的：通過對外部表征特征數據來對其進行狀態(tài)檢測和控制。 基本思路：對球磨機振動，聲音，電流信號的數據采集，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數據庫相結合。對各系統(tǒng)進行界面封裝，易于用戶操作。后臺采用數據庫。界面友好，操作簡單。 創(chuàng)新點：對聲音，振動，電流信號進行數據的采集，頻譜分析，顯示實時進行。并能夠對故障實現(xiàn)GSM報警。對球磨機采用外部診斷，不干涉球磨機的正常運行，數據采集，分析，顯示能夠實時進行。采用C/S結構方式實現(xiàn)對球磨機運行狀態(tài)的檢測和控制。能夠對故障實現(xiàn)GSM報警系統(tǒng)。 技術關鍵：ICAN4017采集數據，GSM報警信息。傳感器對現(xiàn)場數據采集處理；實時數據顯示；集成控制系統(tǒng)；數據的頻譜分析。 技術指標：數據采集時間可以達到千分之一秒。
科學性、先進性
- 目前對球磨機主要是針對球磨機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，進行頻譜分析，形成特征數據庫，實現(xiàn)遠程GSM報警。通過對這些數據的采集和特征分析形成的數據庫可為進一步分析提供基礎。系統(tǒng)硬件采用ICAN4017模塊進行數據的采集，采用GSM模塊實現(xiàn)報警功能。對球磨機運行狀態(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)。大多數對球磨機的研究主要著眼于球磨機的本體結構包括球磨機的機械結構，理化性能等研究，這些研究突出的問題是要更改球磨機本體尺寸或機械結構，這些都是關于球磨機設計階段的研究。一般的改進措施都要中斷球磨機的工作狀態(tài)，影響生產。
獲獎情況及鑒定結果
- 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。查新結論：國內有關球磨機的運行狀態(tài)檢測的文獻很多，涉及到對球磨機的振動信號的采集和監(jiān)控，球磨機的故障報警以及對數據的頻譜分析，但未見對聲音，振動及電流信號進行數據采集監(jiān)控，并采集GSM模塊將報警信息通過短信發(fā)送給球磨機操作管理者的中文文獻報道。
作品所處階段
- 實驗室階段
技術轉讓方式
- 面談
作品可展示的形式
- 實物、產品 現(xiàn)場演示 圖片 樣品
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經濟效益預測
- 本系統(tǒng)的技術特點是采用ICAN4017模塊和GSM模塊對數據進行實時數據采集和頻譜分析以及實現(xiàn)遠程報警等功能。 在不影響生產的情況下，能對球磨機提供實時檢測，能顯提高著球磨機工作效率。延長球磨機的使用壽命。除球磨機之外，本系統(tǒng)也可以應用到破碎機，篩分機等設備。 本系統(tǒng)具有很強的實用性和經濟價值，應用前景廣闊。
同類課題研究水平概述
- 對球磨機運行狀態(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，特別是還沒有關于遠程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)，大多數對球磨機的研究主要著眼于球磨機本體結構包括球磨機的機械結構，理化性能等研究，這些研究突出的問題是要更改球磨機本體尺寸貨機械結構，并且都是關于球磨機設計階段的研究。一般的改進措施都要中斷球磨機的工作狀態(tài)，影響生產。 目前的已有的方法有：進出口差壓信號法，噪音法，電流法，軸振頻譜法，神經網絡的軟測量方法，基于數據融合的最佳負荷點判斷方法。這六種方法都有各自的缺點。 從國外基于數據故障診斷來看，過程檢測（即故障檢測，診斷和分離等）在石化企業(yè)已經獲得了成功的應用，但在球磨機中的研究剛剛起步。 下面是國內外關于球磨機運行狀態(tài)監(jiān)測的相關報道： [1]丁明華。設備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)在球磨機群上的應用[J].中國設備工程，2006，（S1）:65-66.此報道是對球磨機在線監(jiān)測預報系統(tǒng)24小時連續(xù)不斷地對局域網內球磨機組進行檢測，主要監(jiān)測參數包括振動，溫度，轉速等。 [2]還有很多研究主要是針對球磨機本體結構進行研究比如李曉明。球磨機運行監(jiān)測與故障診斷技術應用研究[D].大連理工大學，2006.研究了球磨機內部結構。 [3]吳文秀，張曉智，丁嘉莉.球磨機和振動篩工作狀態(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，進行相應的狀態(tài)識別與顯示。
