開發(fā)了一套基于LabVIEW軟件和STM32F103ZET6單片機(jī)的帶式輸送機(jī)動(dòng)態(tài)特性參數(shù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過電阻應(yīng)變式壓力傳感器和光電編碼器實(shí)時(shí)采集輸送帶的張力和帶速信息，通過5G模塊將數(shù)據(jù)傳輸至上位機(jī)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的可視化處理與實(shí)時(shí)預(yù)警，有效提高輸送帶的操作安全與效率。

項(xiàng)目背景：

帶式輸送機(jī)在港口散料運(yùn)輸中發(fā)揮著重要作用，但其傳統(tǒng)的恒速運(yùn)行模式導(dǎo)致在空載或輕載條件下能源大量浪費(fèi)。考慮到黏彈性輸送帶的復(fù)雜動(dòng)態(tài)特性，未能有效監(jiān)控這些參數(shù)可能導(dǎo)致輸送帶的撕裂或其他事故，威脅生產(chǎn)安全。因此，開發(fā)一種能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)并控制帶式輸送機(jī)參數(shù)的系統(tǒng)，對(duì)于提升其調(diào)速節(jié)能控制技術(shù)至關(guān)重要。

系統(tǒng)組成與硬件選用：

本系統(tǒng)由兩大部分組成：數(shù)據(jù)采集終端和上位機(jī)管理軟件。數(shù)據(jù)采集終端包括張力采集模塊和帶速采集模塊。張力采集模塊采用電阻應(yīng)變式壓力傳感器LFP-17，因其高靈敏度和精準(zhǔn)度適用于實(shí)時(shí)力量監(jiān)測(cè)。帶速通過光電編碼器E6A2-CS3S進(jìn)行測(cè)量，保證測(cè)量的精確性和連續(xù)性。主控芯片選用STM32F103ZET6，以其強(qiáng)大的處理能力和豐富的接口支持復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理與通信任務(wù)。數(shù)據(jù)通過RS232串口轉(zhuǎn)換為5G信號(hào)，利用SIM8202G-M2模塊實(shí)現(xiàn)高速遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸。

系統(tǒng)軟件采用LabVIEW開發(fā)，具備用戶友好的圖形界面，支持?jǐn)?shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示、保存、回放及預(yù)警。這種集成化設(shè)計(jì)不僅提升了系統(tǒng)的實(shí)用性和移植性，也便于操作者監(jiān)控輸送帶的實(shí)時(shí)狀態(tài)并迅速響應(yīng)可能的異常情況。

工作原理：

系統(tǒng)工作時(shí)，張力傳感器和光電編碼器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)輸送帶的張力和帶速。傳感器收集的模擬信號(hào)通過AD轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，由STM32處理后通過串口傳輸至5G模塊，并最終傳輸?shù)缴衔粰C(jī)。上位機(jī)通過LabVIEW軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和顯示，實(shí)現(xiàn)參數(shù)的實(shí)時(shí)可視化。系統(tǒng)還包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)保存和預(yù)警機(jī)制，確保操作安全與數(shù)據(jù)回溯。

系統(tǒng)的張力檢測(cè)基于傳感器直接與輸送帶接觸處的壓力變化，轉(zhuǎn)換成電信號(hào)后經(jīng)過放大、濾波和數(shù)字轉(zhuǎn)換處理。帶速檢測(cè)則通過測(cè)量光電編碼器輸出的脈沖頻率來計(jì)算，該數(shù)據(jù)同樣經(jīng)過處理后用于速度控制和監(jiān)控。

系統(tǒng)或硬件的指標(biāo)：

系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求傳感器必須支持高精度和高可靠性的測(cè)量，以滿足工業(yè)環(huán)境中對(duì)實(shí)時(shí)監(jiān)控的嚴(yán)格要求。STM32F103ZET6單片機(jī)提供足夠的輸入輸出端口及處理速度，滿足系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理的需求。網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊選擇支持高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)?G模塊，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性和穩(wěn)定性。系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)考慮到了工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的復(fù)雜環(huán)境，強(qiáng)調(diào)了系統(tǒng)的抗干擾能力和可靠性。

硬件與軟件的協(xié)同：

硬件設(shè)計(jì)和LabVIEW軟件的緊密集成，確保了高效的數(shù)據(jù)采集、處理與顯示。LabVIEW的圖形化編程環(huán)境為系統(tǒng)的調(diào)試和維護(hù)提供了便利，使得系統(tǒng)能夠靈活地調(diào)整以適應(yīng)不同的監(jiān)控需求和環(huán)境變化。硬件的穩(wěn)定性和軟件的靈活性共同提高了系統(tǒng)的整體性能和可靠性。

總結(jié)：

基于LabVIEW的帶式輸送機(jī)動(dòng)態(tài)特性參數(shù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)充分利用了LabVIEW的圖形化編程優(yōu)勢(shì)和STM32的高性能硬件支持，通過高速5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程的數(shù)據(jù)傳輸和實(shí)時(shí)的狀態(tài)監(jiān)控。系統(tǒng)的開發(fā)不僅提高了輸送機(jī)的運(yùn)行效率和安全性，也為智能化物料輸送系統(tǒng)的研究與開發(fā)提供了有價(jià)值的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)積累。