[发明专利]一种基于虚拟仪器开发平台的煤矿通风机实时故障诊断及预警装置

权利要求书

1.一种基于虚拟仪器开发平台（LabVIEW）的煤矿通风机实时故障诊断及预警装置，由振动信号检测模块（10）、ARM处理器（20）、一体化工控机（30）、通风机测试平台（40）、稳压电源模块（50）、SD存储模块（60）、USB接口芯片（70）组成；其特征在于所述一体化工控机（30）在Windows7操作系统中设有LabVIEW平台（31）和MATLAB平台（32），用于实现信号处理模块（34）、故障诊断模块（35）和预警模块（36）的功能；所述振动信号检测模块（10）包括加速度传感器（水平）（11）、加速度传感器（垂直）（12）和信号调理模块（13）；所述信号调理模块（13）用于将加速度传感器（水平）（11）、加速度传感器（垂直）（12）从通风机测试平台（40）采集的振动模拟信号进行滤波、放大及偏置处理，然后将处理完成的信号传输给ARM处理器（20）；所述ARM处理器（20）中的A/D模数转换器（21）将模拟信号转换为离散数字信号，并通过ARM处理器（20）存储至SD存储模块（60）或通过USB接口芯片（70）传输给一体化工控机（30）；所述一体化工控机（30）安装的LabVIEW平台（31）通过USB驱动（33）读取振动信号数据，通过MatlabScript节点调用MATLAB平台（32）中的算法程序，将通风机振动信号传输至信号处理模块（34）进行特征提取，为故障诊断做准备；所述故障诊断模块（35）根据特征量数据获取故障信息，识别故障类型；所述预警模块（36）用于故障结果的声光报警及预警。

2.根据权利要求1所述的基于虚拟仪器开发平台（LabVIEW）的煤矿通风机实时故障诊断及预警装置，其特征在于所述信号处理模块（34）采用LabVIEW平台（31）的MatlabScript节点调用编写好的MATLAB算法程序，依次调用小波去噪滤波、CEEMDAN特征提取、希尔伯特变换算法对振动信号进行故障信息特征提取。

3.根据权利要求1所述的基于虚拟仪器开发平台（LabVIEW）的煤矿通风机实时故障诊断及预警装置，其特征在于所述故障诊断模块（35）采用在LabVIEW平台（31）的MatlabScript节点调用编写好的改进的支持向量机的MATLAB算法程序对典型故障样本的学习与训练诊断出通风机发生故障类型。

4.根据权利要求1所述的基于虚拟仪器开发平台（LabVIEW）的煤矿通风机实时故障诊断及预警装置，其特征在于所述预警模块（36）将故障诊断结果在LabVIEW平台（31）前面板显示并实现声光报警功能；所述预警模块（36）结合专家系统的方法，设计知识库和推理机，对经故障诊断模块发送的信号进行推理计算；所述预警模块（36）对故障诊断模块（35）诊断出已经发生的故障进行红灯常亮报警；对故障诊断模块（35）未诊断出存在故障的特征信息进行推理计算，得到故障概率值，对达到故障概率阈值的特征信息对应的故障类型则进行黄灯闪烁预警，使工作人员在故障发生之前采取相应措施，从而实现了预警功能。

5.根据权利要求1所述的基于虚拟仪器开发平台（LabVIEW）的煤矿通风机实时故障诊断及预警装置，其特征在于所述ARM处理器（20）为下位机的控制核心，选用高性能的Cotex-M3内核处理器STM32F103ZET6，控制各模块之间的运行和通信，利用其ADC模数转换器对振动信号进行模/数转换，不采用PCI数据采集卡，既节省了空间，又降低了装置的成本；所述一体化工控机（30）采用研华科技型号为YSU-1208的上翻式便携机，摒弃带有笨重机箱的传统工控机；下位机与上位机采用USB传输通道进行数据通信，相对于RS232/485接口传输速率快，效率高。