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项目背景
带式输送机在港口散料运输中发挥着重要作用但其传统的恒速运行模式导致在空载或轻载条件下能源大量浪费。考虑到黏弹性输送带的复杂动态特性未能有效监控这些参数可能导致输送带的撕裂或其他事故威胁生产安全。因此开发一种能够实时监测并控制带式输送机参数的系统对于提升其调速节能控制技术至关重要。
系统组成与硬件选用
本系统由两大部分组成数据采集终端和上位机管理软件。数据采集终端包括张力采集模块和带速采集模块。张力采集模块采用电阻应变式压力传感器LFP-17因其高灵敏度和精准度适用于实时力量监测。带速通过光电编码器E6A2-CS3S进行测量保证测量的精确性和连续性。主控芯片选用STM32F103ZET6以其强大的处理能力和丰富的接口支持复杂的数据处理与通信任务。数据通过RS232串口转换为5G信号利用SIM8202G-M2模块实现高速远程数据传输。
系统软件采用LabVIEW开发具备用户友好的图形界面支持数据的实时显示、保存、回放及预警。这种集成化设计不仅提升了系统的实用性和移植性也便于操作者监控输送带的实时状态并迅速响应可能的异常情况。
工作原理
系统工作时张力传感器和光电编码器实时监测输送带的张力和带速。传感器收集的模拟信号通过AD转换器转换成数字信号由STM32处理后通过串口传输至5G模块并最终传输到上位机。上位机通过LabVIEW软件对数据进行处理和显示实现参数的实时可视化。系统还包括实时数据保存和预警机制确保操作安全与数据回溯。
系统的张力检测基于传感器直接与输送带接触处的压力变化转换成电信号后经过放大、滤波和数字转换处理。带速检测则通过测量光电编码器输出的脉冲频率来计算该数据同样经过处理后用于速度控制和监控。
系统或硬件的指标
系统设计要求传感器必须支持高精度和高可靠性的测量以满足工业环境中对实时监控的严格要求。STM32F103ZET6单片机提供足够的输入输出端口及处理速度满足系统对实时数据处理的需求。网络传输模块选择支持高速数据传输的5G模块确保数据传输的实时性和稳定性。系统整体设计考虑到了工业现场的复杂环境强调了系统的抗干扰能力和可靠性。
硬件与软件的协同
硬件设计和LabVIEW软件的紧密集成确保了高效的数据采集、处理与显示。LabVIEW的图形化编程环境为系统的调试和维护提供了便利使得系统能够灵活地调整以适应不同的监控需求和环境变化。硬件的稳定性和软件的灵活性共同提高了系统的整体性能和可靠性。
总结
基于LabVIEW的带式输送机动态特性参数监测系统充分利用了LabVIEW的图形化编程优势和STM32的高性能硬件支持通过高速5G网络实现了远程的数据传输和实时的状态监控。系统的开发不仅提高了输送机的运行效率和安全性也为智能化物料输送系统的研究与开发提供了有价值的实践经验和技术积累。
