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《山东科技大学》 2010年
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非侵入式矿井提升机PLC电控系统实时故障诊断方法的研究

蒲锰  
【摘要】:针对矿井提升机的运行监视和故障诊断的实际需求,本文提出了“非侵入式监视”的新方法,用于提升机的监视与故障诊断。这种监测方法的核心是利用机器视觉,捕获PLC指示灯的状态图像。以非侵入的方式获取控制系统的状态信息,而不是直接地以电气并接的方式得到系统的状态信息,以此来进行监视或故障诊断。监视系统没有“侵入”控制系统内部,意味着原控制系统和监视诊断系统无电气的联系。这种方式可以避免监控系统对原控制系统的“干扰”,从而保证系统更安全地运行。 因为PLC的LED指示灯,直接反映控制系统的开关、继电器、接触器等开关量的输入或输出状态,所以使用视觉的方法就可以间接地获取所需状态信息。这就是“非侵入”监视的基本原理。 这一技术实现的关键是LED阵列位置的自动标定和状态识别。本文第2、3章详细介绍了非侵入监视系统的实现方法和相关技术。 为了实现系统的状态监视和故障诊断,除了从PLC模块获取信息外,还需要获取提升机滚筒的转速、转角、转向等信息(对应于容器速度、深度和提升方向),以及司机操作主令手柄的状态。本文也讨论了采用附加编码器来获取这些信息的方法。 在信息获取问题解决后,实现故障诊断的关键在于如何处理这些信息。本文第4章以TKM矿井提升机电控系统为例,按照提升机电控系统的故障征兆和故障源的对应关系进行归类,系统地构建了主回路、安全回路、速度回路、动力制动回路、其它辅助回路故障树。用下行法可以求出电控系统故障树的最小割集,从而确定故障部位。在此基础上,本文还介绍了故障树的定量分析法,为以后建立完善的故障树定量分析提供理论依据。 在以上研究的基础上,第5章讨论了上位机软件的构成。给出了通信模块、提升机状态实时监视模块、故障诊断模块的设计说明,并采用Visual Basic开发相应的上位机软件,模拟了TKM系统的过程监视和故障分析。
【学位授予单位】:山东科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TD534

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