根據(jù)目前我國(guó)礦井提升機(jī)性能檢測(cè)裝置的現(xiàn)狀和煤礦安全規(guī)程要求，研究了提升機(jī)性能檢測(cè)裝置中采用的測(cè)試方法和技術(shù)，開(kāi)發(fā)了基于LabVIEW的提升機(jī)控制系統(tǒng)性能檢測(cè)裝置，并給出了測(cè)試結(jié)果。現(xiàn)場(chǎng)使用結(jié)果表明，利用虛擬儀器開(kāi)發(fā)的檢測(cè)裝置測(cè)試能夠精確高效地完成測(cè)試工作，能夠滿足當(dāng)前提升機(jī)性能檢測(cè)的需要。
提升機(jī)是礦井生產(chǎn)的“咽喉”，其性能好壞直接關(guān)系著煤礦生產(chǎn)效率和生產(chǎn)人員的人身安全。按照《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，必須定期進(jìn)行提升機(jī)性能參數(shù)的全面測(cè)定，并進(jìn)行系統(tǒng)分析，以保證提升機(jī)處于良好的運(yùn)行狀態(tài)。目前現(xiàn)場(chǎng)多采用萬(wàn)用表、示波器、秒表等分離式測(cè)量?jī)x器進(jìn)行檢測(cè)，存在人為誤差、儀器誤差和系統(tǒng)誤差，這些誤差嚴(yán)重影響了系統(tǒng)的檢測(cè)效果。本文在對(duì)提升機(jī)電控系統(tǒng)進(jìn)行綜合分析研究的基礎(chǔ)上，對(duì)提升機(jī)安全性能的測(cè)試方法進(jìn)行研究，提出切實(shí)可行的安全測(cè)試方法和措施，通過(guò)使用虛擬儀器，開(kāi)發(fā)出基于LabVIEW的提升機(jī)安全性能的檢測(cè)裝置，方便現(xiàn)場(chǎng)對(duì)提升機(jī)控制系統(tǒng)的安全性能進(jìn)行測(cè)試和評(píng)價(jià)。
1. 檢測(cè)裝置硬件設(shè)計(jì)
1.1.虛擬儀器
虛擬儀器(Virtual Instrument，簡(jiǎn)稱VI)就是用戶在通用計(jì)算機(jī)平臺(tái)上，根據(jù)需求定義和設(shè)計(jì)儀器的測(cè)試功能。影響最大的虛擬儀器編程語(yǔ)言是美國(guó)NI公司的LabVIEW。LabVIEW是目前國(guó)際上唯一的編譯型圖形化編程語(yǔ)言（G語(yǔ)言)，擁有完善的通信接口、良好的用戶界面和強(qiáng)大的函數(shù)庫(kù)。同時(shí)，LabVIEW繼承了高級(jí)編程語(yǔ)言的結(jié)構(gòu)化和模塊化編程的優(yōu)點(diǎn)，支持模塊化與層次化設(shè)計(jì)，這種結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)增強(qiáng)了程序的可讀性。
1.2.硬件設(shè)計(jì)
基于LabVIEW 的提升機(jī)控制系統(tǒng)性能檢測(cè)裝置由監(jiān)測(cè)對(duì)象、傳感器、數(shù)據(jù)采集卡、上位機(jī)、LabVIEW軟件等構(gòu)成，對(duì)電機(jī)電流、速度、液壓站壓力和閘瓦間隙等參數(shù)進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集與控制、數(shù)據(jù)分析與處理及結(jié)果顯示等功能。
為實(shí)現(xiàn)上述礦井提升系統(tǒng)檢測(cè)功能，首先進(jìn)行硬件部分的設(shè)計(jì)與選型。
1.2.1.速度測(cè)量系統(tǒng)：提升機(jī)的速度曲線是運(yùn)行正常與否的一個(gè)重要參數(shù)，旋轉(zhuǎn)體速度的測(cè)量一般采用測(cè)速發(fā)電機(jī)方式，也可以采用軸編碼器方式。對(duì)于安裝了光電編碼器的提升機(jī)，其速度信號(hào)可從測(cè)速編碼器的 輸出取提升速度信號(hào)。未裝編碼器的提升機(jī)從測(cè)速發(fā)電機(jī)取速度信號(hào)，由于測(cè)速發(fā)電機(jī)的電壓與提升容器實(shí)際速度有差別，需要對(duì)實(shí)際速度進(jìn)行標(biāo)定。為準(zhǔn)確測(cè)量提升速度，在可能的情況下應(yīng)從安裝在低速軸上的速度傳感器上獲得速度信號(hào)，以避免減速器抖動(dòng)等因素的影響 。
1.2.2.閘瓦間隙測(cè)量系統(tǒng)：采用非接觸專用渦流位移傳感器和模擬信號(hào)處理線路，閘瓦間隙一次測(cè)量過(guò)程時(shí)間較短，根據(jù)測(cè)量系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的要求，要求傳感器的動(dòng)態(tài)特性必須滿足10倍的被測(cè)試系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的要求。
1.2.3.壓力是提升機(jī)液壓制動(dòng)系統(tǒng)性能安全的重要信息，傳感器的選擇注意液壓回路的頻率特性、安裝方式和量程范圍。
1.2.4.電氣參數(shù)（如電流等）的測(cè)量通過(guò)采用相關(guān)隔離電路，首先保證信號(hào)的分流不影響原系統(tǒng)的性能，然后保證測(cè)試信號(hào)的靜態(tài)精度和動(dòng)態(tài)精度。
1.2.5.由于提升機(jī)工作環(huán)境比較惡劣，在實(shí)際工況中對(duì)測(cè)試儀器的抗干擾能力要求比較高，所以本虛擬儀器硬件平臺(tái)采用PXI總線結(jié)構(gòu)。PXI是由美國(guó)NI公司于1997年推出的測(cè)控儀器總線標(biāo)準(zhǔn)，本系統(tǒng)采用4槽PXI機(jī)箱PXI-1033，采用PXI-6221和PXI-6624數(shù)據(jù)采集卡。
2. 檢測(cè)裝置軟件設(shè)計(jì)
為了使系統(tǒng)能充分發(fā)揮其功能，軟件設(shè)計(jì)的好壞是關(guān)鍵。本系統(tǒng)采用模塊化層次化的思想進(jìn)行編寫的，除了能滿足分析與監(jiān)控的功能外，還具有操作簡(jiǎn)單，界面友好直觀，運(yùn)行可靠，維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)系統(tǒng)的目標(biāo)及功能，基于LabVIEW的提升機(jī)檢測(cè)檢驗(yàn)裝置的軟件構(gòu)成主要由信號(hào)采集模塊、參數(shù)設(shè)置模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和查詢模塊、比較報(bào)警模塊、數(shù)據(jù)記錄與查詢模塊等部分組成。
運(yùn)行監(jiān)控程序是系統(tǒng)的主監(jiān)測(cè)界面。其監(jiān)控參數(shù)包括:速度、閘間隙、液壓站油壓、電機(jī)電流等。
監(jiān)控程序首先對(duì)提升系統(tǒng)信息進(jìn)行初始化，接著在啟動(dòng)后，系統(tǒng)開(kāi)始并行采集信號(hào)，包括模擬量、邏輯量以及脈沖計(jì)數(shù)。由模擬量采集得出閘間隙、油壓和電流的實(shí)時(shí)狀態(tài)，由脈沖計(jì)數(shù)將計(jì)數(shù)脈沖轉(zhuǎn)化為提升機(jī)的實(shí)時(shí)速度和加速度，同時(shí)將各參數(shù)的大小和狀態(tài)送到前面板顯示。通過(guò)選擇測(cè)試項(xiàng)目，對(duì)提升系統(tǒng)分別進(jìn)行測(cè)試，并對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行分析并存入數(shù)據(jù)庫(kù)。
系統(tǒng)可對(duì)每次循環(huán)的提升速度圖進(jìn)行歷史再現(xiàn)。如果需要詳細(xì)查詢系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)和狀態(tài)，通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)查詢模塊可以得到各時(shí)間段的記錄或故障記錄，并可將報(bào)表打印出來(lái)。

基于LabVIEW 開(kāi)發(fā)平臺(tái)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)出提升機(jī)性能檢測(cè)裝置，對(duì)提升機(jī)運(yùn)行速度、電機(jī)電流、液壓站壓力、閘瓦間隙等重要運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行在線檢測(cè)并能對(duì)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行分析處理，極大地提高了測(cè)試精度和測(cè)試效率，確保了測(cè)試數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，突破了傳統(tǒng)測(cè)試系統(tǒng)在數(shù)據(jù)處理、顯示存儲(chǔ)、打印等多方面的限制，使測(cè)試結(jié)果輸出迅速、直觀、準(zhǔn)確，實(shí)現(xiàn)了提升機(jī)性能參數(shù)測(cè)試的智能化，對(duì)提升機(jī)安全運(yùn)行提供了有力的保障。