煤矿悬臂式掘进机多信息监测系统设计与研究

针对目前悬臂式掘进机作业数据可视化差、可靠性低的问题,提出了一种基于多传感分布的多信息监测系统,设计了系统整体框架,实现了监测程序的可靠运行。首先,分析了悬臂式掘进机远程监测的工作特性,采用降噪去雾算法对现场图片进行增亮与清晰化处理,提升图像质量,达到远程实时视频监测水平,结合瓦斯与温湿度传感器实现了掘进环境监测;其次,以掘进机截割头位置作为其作业空间边界,建立掘进机截割头位姿与运行轨迹方程,采用油缸位移信号与倾角信号冗余算法,实时监测掘进机截割空间位置,实现截割头空间位置在线监测;然后,基于朗伯-比尔定律,采用透射法,设计了油液污染度实测系统,结合温度、液位与流量传感器,实现了掘进机油液状态的在线监测;进而,基于指数退化方法建立截割部轴承的剩余使用寿命预测模型,嵌入到监测系统中,实时显示掘进机各关键部件的性能曲线,实现了关键部件的寿命监测;最后,利用多传感分布方法采集信号,采用多信息融合方法,通过TCP协议,结合PLC网口通讯,远程采集温度、压力、振动等信号,进行实时可视化及故障趋势分析,形成掘进机工作环境状况、截割状态、油液状态、寿命预测等方面的多信息监测系统,为实现掘进机的智能化提供了理论和技术支撑。