矿井局部通风机远程数字监控系统设计.pdf

第 4 3卷 第 7 期 2 0 1 7年 7 月 工矿 自 动化 I n dus t r y an d M i ne Aut oma t i on Vo 1 ． 4 3 No ． 7 J u 1 ．2 o 1 7 ’ “ ’ i经验交流 ⋯ ⋯◆ ． ． ． 『◆ 文章 编号 1 6 7 1 2 5 1 X 2 0 1 7 0 7 0 0 7 7 0 5 D OI 1 0 ． 1 3 2 7 2 ／ j ． i s s n ． 1 6 7 1 2 5 1 x ． 2 0 1 7 ． 0 7 ． 0 1 6 矿井局部通风机远程数字监控系统设计 刘 小 满 平顶山学院 计算机学院 ， 河南 平顶山4 6 7 0 0 0 摘 要 针 对 平煤 股份 一矿 井下局部 通风 机 监测 系统 无通 信接 口 ， 地 面控 制 站无 法 实时 了解通风 机运 行状 况 的 问题 ， 设 计 了一 套新 型矿 井局 部 通风机 远程 数 字监 控 系统 。该 系统 主要 由地 面监控 站 、 通 信控 制 器 、 通 风机控制器等 3个部分组成 ， 各部分通过数据交换机接入现有的3 - 业以太网形成独立的设备数字监控 系统 ， 实现 了数 据 共享 ， 从 而共 同完成 井下局 部通 风机 的远 程监 控 。现 场试验 结 果表 明 ， 该 系统 实现 了对局 部 通风 机 和 馈 电开 关运行 状 态 的 实时显 示 、 控 制及 故 障报 警 功 能 ； 实现 了局部 通风 机本 地控 制和远 程控 制相 结合的 控 制 方 式 ， 达 到 了无人 值 守条件 ； 实现 了局部 通风 机 与风 速检 测 系统 的联 动 ， 达到 了节能减 排 效果 。 关键 词 局 部 通风机 ；远程 监控 ；通风 机控 制 器 ；通信 控 制 器 ； D S P 中 图分 类 号 T D 6 3 5 文献 标 志码 A 网络 出版 时间 2 0 1 7 - 0 6 2 7 1 7 0 9 网络 出版 地址 h t t p ／ ／ k n s ． c n k i ． n e t ／ k c ms ／ d e t a i l ／ 3 2 ． 1 6 2 7 ． T P ． 2 0 1 7 0 6 2 7 ． 1 7 0 9 ． 0 1 6 ． h t ml De s i g n o f r e mo t e di g i t a l mo n i t or i n g s ys t e m o f mi ne l o c a l v e n t i l a t o r LI U Xi a oma n S c h o o l o f Co mp u t i n g ，P i n g d i n s h a n Un i v e r s i t y ，P i n g d i n g s h a n 4 6 7 0 0 0 ，Ch i n a Ab s t r a c t I n v i e w o f p r o bl e m s t h a t mi ne l oc a l v e n t i l a t o r mo ni t o r i ng s ys t e m h a s no t c o m mun i c a t i o n i nt e r f a c e u s e d i n No． 1 Coa l M i n e of Pi ng di n gs ha n Coa l Gr ou p Co．Lt d． ，a n d g r ou nd c on t r ol s t a t i o n c a n t u n d e r s t a n d r u n n i n g s t a t e o f v e n t i l a t o r i n r e a l t i me ．a s e t o f r e mo t e d i g i t a I mo n i t o r i n g s y s t e m o f mi n e l o c a l v e nt i l a t o r wa s de s i g ne d． The s y s t e m i s ma i n l y c ompo s e d o f gr o un d mo ni t or s t a t i on， c o m mun i c a t i o n c o n t r o l l e r ，v e n t i l a t o r c o n t r o l l e r ，e a c h p a r t wa s a c c e s s e d t o t h e i n d u s t r i a l Et h e r n e t t o f o r m i n d e p e n d e n t d i g i t a l mo n i t o r i n g s y s t e m t h r o u g h d a t a s wi t c h i n g e x c h a n g e ，S O a s t o r e a l i z e d a t a s h a r i n g a n d j o i n t l y c ompl e t e t h e r e m o t e mo ni t o r i ng of u nde r g r o und l oc a l ve n t i l a t or ． The f i e l d t e s t r e s ul t s s ho w t h a t t he s y s t e m i mp l e me n t s f u n c t i o n s o f r e a l t i me d i s p l a y ， c o n t r o l a n d f a u l t a l a r m o f r u n n i n g s t a t u s o f l o c a l v e n t i l a t o r a n d f e e d e r s wi t c h；i mp l e me n t s c o mb i n a t i o n o f l o c a I c o n t r o l ， r e mo t e c o n t r o I o f t h e l o c a l v e n t i l a t o r a n d a c h i e v e s u n a t t e n d e d c o n d i t i o n；i mp l e me n t s l i n k a g e o f t h e l o c a l v e n t i l a t o r a n d t h e a i r s p e e d d e t e c t i o n s y s t e m ，S O a s t o a c h i e v e t h e e f f e c t o f e n e r g y c o n s e r v a t i o n a n d e mi s s i o n s r e d u c t i o n． Ke y wo r d s l oc a l v e nt i l a t or；r e mo t e m o n i t o r i ng；ve nt i l a t o r c ont r ol l e r ；c o m mun i c a t i o n c o nt r o l l e r ；DSP 收稿 日期 2 0 1 7 0 1 1 7 ； 修 回日期 2 0 1 7 - 0 4 2 6 ； 责任编辑 张强 。 基 金项 目 国家 自然科学基金项 目 6 1 5 0 3 2 0 6 ； 中国平煤神马集团基金项 目 4 1 O 4 0 2 z 0 1 4 2 2 2 4 。 作 者简介 刘 小满 1 9 8 7 一 ， 女 ， 河南 邓 州人 ， 助 教 ， 硕 士 ， 主要 从 事计 算机 智 能化 控 制 与信 息处 理 方 面的 研究 工 作 ， E - ma i l l x i a o ma n 1 2 6 ． c o m 。 引用格式 刘 小满． 矿井局部通风机远程数字监控系统设计E J ] ． 工矿 自动化 ， 2 0 1 7 ， 4 3 7 7 7 8 1 ． L I U Xi a o ma n ． D e s i g n o f r e mo t e d i g i t a l mo n i t o r i n g s y s t e m o f mi n e l o c a l v e n t i l a t o r [ J ] ． I n d u s t r y a n d Mi n e Au t o ma t i o n ， 2 0 1 7 ， 4 3 7 7 7 8】 ． 7 8 工矿 自动化 2 0 1 7年 第 4 3卷 O 引 言 通 风 机 为矿 井 关 键设 备 ， 对 井 下 局 部通 风 机 进 行实 时远 程 监控口 ] ， 实 时掌 握通 风机 运行 状态 ， 排 除 早期 安 全 隐患很 重 要 。平煤 股 份 一 矿 现 有 1 7处 地 点安 装有 局 部通 风 机 ， 每 处设 有 主 、 辅 通 风 机各 1台。 当前 所 采用 的局 部通 风 机监 测 系 统 没有 通 信 接 口 ] ， 地面 控制 站无 法实 时 了解通 风 机运行 状 态 ， 不能及时避免通风机机组在运行中发生故障而造成 的重大 安全 事故 。鉴 此 ， 采 用 先 进 的计 算 机 智 能控 制 技术[ ， 利 用现 有工 业 以太 网 ， 设计 了一套 新 型矿 井局部通风机远程数字监控系统 ， 实现了对局 部通 风 机 的远程 监测 和 控 制 ， 使 井 下 局 部 通 风机 的 管理 实 现 了智 能化 、 少人 化 。 1 系统 总 体设 计 矿 井局 部通 风机 远程 数 字监 控系 统 主要 由地 面 监控站 、 通信控制器 、 通风机控 制器等 3个 部分组 成 ， 通过 数 据交换 机 将 各 部 分 接 入 现 有 的 工业 以太 网 ， 形成 独 立 的设 备 数字 监控 系统 ， 使 得各 部分 互联 互 通 ， 实 现 了数 据共 享 ， 共 同完成 井下 局部 通风 机远 程监 控 。系统结 构 如 图 1 所 示 。 馈 电 通风机 馈 电 通风机 馈 电 通风机 开关 控制器 开关 控制器 开关 控制器 图 1 矿井局部通 风机远程数字监控系统结构 Fi g ．1 St r uc t ur e o f r e mo t e di gi t a l mo ni t or i n g s y s t e m o f mi n e l o c a l v e nt i l at or 地 面监 控 站 采用 电力 监 控 系统 服 务 器l 4 ] ， 设 置 2台专 用 的上 位机 ， 互 为备 用 ， 安装 通 风 机专 用 监 控 软件 ， 对 井下 通风 机 的运行 数 据 、 曲线 、 事件 信息 、 操 作记录、 故障报警进行实时监测 ， 实现设备运行状态 远程 监视 ； 设 置 了权 限保护 功 能 ， 可对 井 下通 风 机 的 运行 和试 验进 行远 程操 作 控 制 ， 地 面监 控 站 只 需 配 备 以太 网交换 机 、 工控 计算 机 、 UP S电源 、 打 印机 等 设 备 即可 获取 井下 数 据 ； 井 下 主 、 辅通 风 机设 置有 通 风 机控 制 器 ， 用 于 采集 通风 机运 行参 数 ， 智能调 节 通 风 机运 行 状态 ； 为 了能 够远 程控 制局 部通 风机 ， 系 统 设置了通信控制器 ， 以串行通信方式与馈电开关、 通 风机控制器通信， 将馈电开关的电参数 、 通风机运行 状态等数据通过通信接 E l 及以太网络传输到地面监 控站 ， 完成 地 面监控 站 、 馈 电开关及 通 风机控 制器 的 远程交互通信功能 ， 从而实现 了对通风机 系统状态 的实 时监 测 和远程 智能 控制 。 矿井 局部 通风 机远 程数 字监控 系统 可实 现本 地 控制 和远 程控 制 之 间 的 自由切换 ， 自动控 制 通 风 机 的启 停 、 正 反 运转及 故 障 自动切换 ； 实 时监测 通 风机 运行 状态 ， 自动采集 通 风机运 行 的各种 状态参 数 ， 出 现异 常 时 ， 启 动报警 和故 障保 护 功能 ， 避免 了原 先人 工监测数据可能存在 的疏漏 ； 建立 了友好 的人机界 面 ， 实施 了不 同安全 等 级操作 区域 系统 的密码 保 护 ， 杜绝 了非 专业 人员 的误 操 作 ， 实 现 了通 风 机 本 地 控 制 和远程 控制 相结 合 的现 代 化控 制方 式 ； 通 风 机 与 风 速检测 可 实现联 动 ， 可 以根 据 实 时 测量 的风 速 动 态 调整通 风机 的工 作状 态 ， 实 现 了节能 减排 的 目标 ； 系统带有冗余设计 ， 既可以利用上位机进行集 中控 制 ， 还可以手动控制。 2智能 通风 机控 制器 设计 智 能通风 机控 制器 是针 对 目前煤 矿井 下双 通风 机 、 双 电源 四 回路 不 间 断通 风 的安 全 生产 要 求 设 计 的 ] 。智 能通 风机 控制器 包括 主机 控制 器和辅 助控 制器 2个 部分 l 6 ] 。智能通 风机 控制 器是 以高 性 能单 片机 和 D S P为核 心进 行设 计 的 ， 可 以用于 采 集 和分 析通风机运行状态参数 、 计算与控制通风机运行状 态 ， 同时 可避 免通风 机过 载 、 短路 、 断相 、 无 电流 及漏 电闭锁等故障； 主 、 辅控制器配备在主、 辅通风机 上， 当主机控 制器 出现 故 障或 停 电停 机 时 ， 辅 助 控 制 器 会 自动投 入 ， 从 而 实 现 主 、 辅状 态 相 互 切 换 ， 并 确 保 在 主机控 制器 维 修 时 不影 响辅 助 控 制 器运 行 。主 、 辅控 制器 之 间通过 光 电隔 离传 输 方 式 相 互 通 信 ， 并 且各 自对 外部 提供 一 路 通信 接 口， 以 串行 通 信 的方 式与 通信 控制 器通 信 ， 通 过 工 业 以 太 网与 地 面 监 控 站通信 ， 实 现对 井 下 通 风 机 的远 程 监 控 。该 控 制 器 具有 可靠性 高 、 操作 维护 简单 、 状 态 指 示 清 晰 、 试 验 功能 齐全 等优 点 。 2 ． 1硬 件 设 计 智 能 通 风机 控 制 器 主要 由 中央处 理 单 元 、 开 关 量输入 、 输出单元 、 交流采样单元及人机交互接 口单 元 等模 块构 成 ， 如 图 2所 示 。控 制器 以高 性 能 DS P 芯片 T MS 3 2 O F 2 8 1 2 作为 主 C P UE 7， 以完成 采集和 计算模拟量 、 保护判断与开关量 的输人和输出等任 2 0 1 7 年 第 7期 刘小满 矿井局部通风机远程数 字监控 系统设计 ．7 9． 务 。为了满足智能通风机控制器的高实时性及功能 配置较高要求 ， 另需配置一块单片机来避免主 C P U 的工作延 迟 ， 为此增加 单片机 P 8 9 C 6 1 X 2 作 为从 C P U， 主要负责人 机交互 、 界 面显示 及上位机 通信 等功能 。TM 3 2 0 F 2 8 1 2和 P 8 9 C 6 1 X 2组成双 C P U 结 构 ， 并 行 工作 、 分 工 合 作 ， 有 效 地 满 足 了系 统 保 护 速动性 、 可靠性及实测精度高的要求 。 时钟／ 铁电器件h I 电压转换 光电隔离 广 ．．．．．．． ．．．J ． ． ． ． 一 测 频回路 开关电 源卜] 二 l 按 键 输 入 h I - 厂一 堡 曼 星 量 卜 叫单 片 机 函- 蕊 磊 。 邢 二二 二 i ．r ． 1 串行通信} J A I D采样 厂 ．．．．．．．．．．I ． ． ． ． 一 放大滤波 I 皇 至 壁 墨l I 皇 墨 壁 墨I I 丝 丝 些 型I 图 2 智能通风机控 制器 组成 F i g ． 2 Th e c o mp o s i t i o n o f i n t e l l i g e n t v e n t i l a t o r c o n t r o l l e r 2 ． 2软 件设 计 智能通风机控制器软件由主程序和中断处理程 序 2 个部分组成 ， 主程序流程如 图 3所示。主程序 包括 2段程 序 第 1段 为 系统 初始 化 ， 主要完 成 C P U各模块 、 整定定值及通风机控制器参数的初始 化工 作 ； 第 2段为 主循 环程 序 ， 采用 查 询 的方式 实现 系统有无故障、 电度变化及串 口通信 与否等逻辑处 理功 能 。 ， 、 f 电或复位 初始化各模块 厂 竺 开中断延时 l 0 0 m s l ]■一 囱 ◇ Y 卜一 孬 存储报警信息 通信处理程 序 厂 测量处理程序 图 3 智 能通 风机控制器主程序流程 Fi g．3 Th e ma i n pr og r a m f l ow c ha r t o f i nt e l l i g e nt v e n t i l a t o r c o n t r o l l e r 3智能通 信 控制 器设 计 智能通信控制器包括一系列功能各异的保护测 控装置 ， 模块清晰、 组态灵活、 升级方便 。智能通信 控制器基于先进的网络化通信技术 ， 内部采用 C AN B US总 线 通 信 ] ， 外 部 与上 位 机 、 下 游 接入 设 备采 用 以太 网或 串 口通 信 ] ， 具有分层分 布式 、 开放结 构 ， 可以接人不同类型的保护测控装置和智能设备 ， 可 以对 矿井 不 同设 备 的运行 状 态 进 行 监 测 和监 控 。 该控制器以串行通信方式与馈 电开关、 通风机控制 器通信 ， 实现地面工作站 、 通风机控制器 、 馈电开关 的远程交 互 功能 。 3 ． 1硬 件 设 计 智能通信控制器组成如 图 4所示 。智能通信控 制器采用 3 2位单片机 T Ms 3 2 O F 2 8 1 2作为主 C P U， 扩展 了一片 F l a s h存储 二级字库 ， 用于液 晶显示 ； 一 片 S RAM 作为通信缓冲区。为实现 以太 网通信 功能 ， 设计 了硬 件 TC P ／ I P协议 芯 片 W3 1 O 0 A， 并 通 过 以太 网 接 口转 换 芯 片 D M9 1 6 1与 隔 离 变 压 器 H1 1 0 2 生 成 一 路 以太 网 接 口 ， 采 用 R J 一4 5接 口通 信[ 1 0 - 1 1 ] 。利用 C P U 内部集成的 e C AN模块设计 了 一 路 C A N 通信 接 口， 支持标 准 C AN2 ． 0 B通信 协 议 口 。C AN 通 信 接 口用 高 速 光 耦 6 N1 3 7进行 隔 离 ， 提高了装 置的抗干扰 能力 ， 使用接 口电路芯片 8 2 C 2 5 0外 接 C AN 通 信装 置 口 引。C P U 内部 集 成 的 2路 S C I 模块经光耦隔离后产生 2路 RS 4 8 5 ／ 2 3 2信 号 ， 可 以根据需求通过跳线实现 R S 4 8 5与 RS 2 3 2通 信。为了提高设备 的适应性 ， 扩展 2片 T L 1 6 5 5 4 ， 每片 TL 1 6 5 5 4可以扩展4 路 串行通信接 口， 经光耦 以太网转换 接 口芯 片 DM 91 61 网l l PS 76 7D l J W 31 0 ‘ 0 A 一 H s z 液晶显示器 __ 。 ． 一， E 2 p R O M l l 时 钟芯 片 2 5 1 2 8 I I D S 1 3 0 2 隔 1 l 0 2 器 隔离变压器 二 H l 耋 光 耦 隔 离 光 耦 隔 离 高 速 光 耦 图 4 智能通信控制器组成 Fi g ．4 The c o m p os i t i on o f i nt e l l i g e nt c o mmu n i c a t i o n c o n t r o l l e r 一 一 圈 口 一 一口 墨 墅 磊 8 0 工 矿 自动化 2 0 1 7 年 第 4 3卷 隔离 后输 出 。 没 汁 的 E 。 P ROM 可 以存 储 设备 通 信 地 址 、 波特 率 等通 信参 数 。利 用 D S 1 3 0 2 产 生 没备 内 部 时 钟 信 号 ， 当 没 备 失 电 时 依 然 可 以 示 正 确 的 时间 。 3 ． 2 软 件 设 计 智 能通 信 控制 器软 件设 计包 括 主程 序和 中断 处 理 程 序 2个 部 分。。 ， 其 中 主程 序包 括 初 始 化 和 主 循 环 2段程 序 ， 主 程 序 流 程 如 图 5所示 。在 初 始 化 段 ， 对 所有 上 电或 复位 后 有 需 要 的功 能 模 块 进 行 初 始化 设置 。主 循环 程序 实现 通信 装 置与地 面 监控 软 件 及馈 电开 关 与通 风机 控制 器 的通信 功 能 。 设备初始化 N -J I 读取设备实时 I l数据并存储l 发送 远程操作消 息给对应设备的 协议处理器 图 5 智 能通信控制器主程序 流程 Fi g． 5 The ma i n pr o gr a m f l ow c ha r t o f i n t e l l i ge nt c ommu ni c a t i o n c o nt r o l l e r 4系统现 场 试验 为验 证矿 井局 部通 风 机远程 数 宁监 控 系统 的各 项 功 能并 确保 系 统运 行 的 稳定 性 及 可靠 性 ． 选 择 平 煤 股 份 一 矿 井 下 巷 道 的 1号 局 部 通 风 机 、 2号 局 部 通 风 机开 展 为期 5个 月 的现 场试 验 。1号 局 部通 风 机 运 行状 态显 示 与控 制界 面如 图 6所示 。界面 巾 显 示 了 1号 局部 通风 机 的主 、 辅通 风机 及 主 、 辅 馈 电开 关 馈 电开 关 l 、 2 的相关 参 数 。当系 统 中 没备 m现 故 障 时 ， 智 能通 信 控 制 器将 设 备 故 障状 态上 传 到 t 位 机 ， 上位 机 在数 据 库存 储 故 障状 态 并 发 { 和 显示 报 警 信息 。系 统通 过通 信 控制器 与通风 机 风速检 测 系统通 信 ， 获 得风 速实 时数 据 ， 并 根 据风 速 实时数 据 进 行 智能 判断 ， 当风速 大 于设定 风 速时 ， 控制 对旋 通 风 机启 动 ， 减 小 负荷 ， 以达 到节 能 效 果 ； 当风 速 小 于 设 定 风速 时 ， 启 动 2个 对旋 通 风机 ， 加 大 风 速 ， 加 强 井下 安全 。 6 1号 局 部 通 风 机 运 行 状 态 与控 制 界 面 Fi g． 6 I nt e r f a c e of r u nn i n g s t a t e a n d c o nt r ol of No ．1 l o c a l ve n t i l a t or 通 过试 验表 明 ， 系 统实 现 了对 局 部通风 机 、 馈 电 开关 运 行状态 的 实 时显 示 、 控 制 及 故 障 报警 功 能 且 性能 稳定 、 可靠 ； 实 现 了通 风 机 本 地 控 制 和 远 程 控 制 。 达 到 了无 人值 守条 件 ； 实现 了通 风机与 风速 检测 系统 的联 动 ， 达 到 了节 能减 排 的效果 。 5 结 语 新 型矿井 局部 通风 机远 程数 字监 控系 统实现 了 局部 通 风机运 行状 态 的实 时监测 和远 程智 能控制 功 能 。现场 试验 结 果表 明 ， 系统运 行稳定 可靠 ， 有效 提 高 了煤矿 生产 效 率 和安 全 性 ， 实 现 了井 下通 风 机 工 作 的智能 化和 少人 化 。 参 考 文 献 Re f e r e n c e s 姚听． 基于 P L C的矿井 局部通 风机 瓦斯浓 度智 能控 制系统研究E D ] ． 西安 西安科技大学 ， 2 O l 4 ． 闵 磊 ． 基 于 P LC 和 组 态 软 件 的 局 部 通 风 机 监 控 系 统 的研 究[ D ] ． 淮南 安徽理 大学 ， 2 O 1 2 ． 王春 ， 许雯娜 ， 廖映华． 矿 井通 风机远程监控 系统设计 [ J ] ． 工矿 自动化 ， 2 0 1 5 ． 4 l 1 2 5 8 6 1 ． W ANG Chu n， XU W e nna， LI A Yi n ghu a ． De s i g n of r e mo t e mo n i t o r i n g s y s t e m o f mi n e v e n t i l a t o r[ J ] ． I ndu s t r y a nd M i ne Aut o ma t i o n， 2O1 5， 4l 1 2 5 8 ～ 6l _ 陈建． 计算机远程综合监控 系统在煤矿 中的应用 [ J ] ． 数字 技 术 与 应 用 ， 2 O 1 5 1 2 3 4 ． Ct - I EN J J a n ． Ap p l i c a t i o n o f c o mp u t e r r e mo t e mo n i t o r i n g s y s t e m i n c o a l mi n e [J] ． D i g i t a l Te c hno l o gy a nd App l i c a t i on，2 O1 51 2 3 - 4． 霍英 杰． 局部通风机智能控制 系统 的设 计[ J ] ． 数 字技 术 与应用 ， 2 O 1 3 7 l 一 2 ． N 一 ] ] ] ] ] 1 2 3 4 5 [ [ [ [ [ 第 4 3卷 第 7期 2 0 1 7年 7月 工矿 自 动 化 I nd us t r y a n d M i ne Aut o ma t i on Vo 1 ． 4 3 NO ． 7 J u 1 ．2 0 1 7 文 章编 号 1 6 7 1 2 5 1 X 2 0 1 7 0 7 0 0 8 1 0 5 D OI 1 0 ． 1 3 2 7 2 ／ j ． i s s n ． 1 6 7 1 2 5 1 x ． 2 0 1 7 ． 0 7 ． 0 1 7 基于递IJ 了 图和局部非负矩阵分解的轴承故障诊断 成 洁 ， 李 思燃 1 ． 武警后勤学院 军交运输系 ， 天津 3 0 0 3 0 9 ；2 ． 火箭军指挥学院 通信系，湖北 武汉4 3 0 0 1 4 摘要 针对轴承振动信号的非平稳特征和现 实中难以提取故障参数的情况， 提 出了一种基 于递归图和局 部非 负矩 阵分解的轴承故障诊断方法。该方法首先对采集到的轴承振动信号进行递归图分析 ， 生成灰度 图； 然后用局部非 负矩阵分解对生成的递归图进行特征参数提取 ， 得到 系数编码矩阵； 最后采用分类器对上述编 码矩阵直接进行模式识别 ， 从而 实现轴承故 障的 自动化诊断。将该方法应用在 4种典型工况的轴承故 障诊 断实例 中， 应用结果表明， 该方法可对不同工况的递归 图自适应地计算特征参数 ， 避免 了人 为因素对诊 断准 确率的影响， 具有较好的 自适应性和鲁棒性 。 关键词 轴承；故障诊断；特征参数 ；递归图；局部非 负矩阵分解 中图分类号 TD 6 7 文献标志码 A 网络出版时间 2 0 1 7 0 6 2 7 1 7 0 9 网络 出版地 址 h t t p ／ ／ k n s ． c n k i ． n e t ／ k c ms ／ d e t a i l ／ 3 2 ． 1 6 2 7 ． T P ． 2 0 1 7 0 6 2 7 ． 1 7 0 9 ． 0 1 7 ． h t ml Be a r i n g f a ul t di a g no s i s ba s e d o n r e c u r r e n c e p l ot s a nd l o c a l no n - ne g a t i v e ma t r i x f a c t o r i z a t i o n CHENG J i e ，LI S i r a n 1 ． De p a r t me n t o f M i l i t a r y Tr a f f i c a n d Tr a n s p o r t a t i o n，Lo g i s t i c s Un i v e r s i t y o f P e o p l e s Ar me d P o l i c e Fo r c e ，Ti a n j i n 3 0 0 3 0 9 ，Ch i n a ； 2 ． De p a r t me n t o f Co mmu n i c a t i o n，Ro c k e t Fo r c e Co mma n d Co l l e g e ，W u h a n 4 3 0 0 1 4，Ch i n a Ab s t r a c t I n v i e w o f n o n - s t a t i o n a r y c h a r a c t e r i s t i c s o f b e a r i n g v i b r a t i o n s i g n a l a n d d i f f i c u l t y o f 收稿 日期 2 0 1 6 1 2 2 6 ； 修 回 日期 2 0 1 7 0 5 1 0 ； 责任编辑 胡娴 作者简介 成洁 1 9 8 2 一 ， 女 。 陕西西安人 。 博士研究生 ， 主要研究方 向为车辆安全性检测与故障诊断 ， E - ma i l c h e n g j i e j u n j i a o 1 6 3 ． c o rn。 引用格式 成 洁， 李思燃． 基 于递归 图和局部非负矩 阵分解 的轴承故障诊断[ J 3 ． 工矿 自动化 ， 2 0 1 7 ， 4 3 7 8 卜8 5 ． CHE NG J i e ， L I S i r a n ． B e a r i n g f a u l t d i a g n o s i s b a s e d o n r e c u r r e n c e p l o t s a n d l o c a l n o n - n e g a t i v e ma t r i x f a c t o r i z a t i 0 n [ J ] ． I n d u s t r y a n d Mi n e Au t o ma t i o n， 2 0 1 7， 4 3 7 8 1 8 5 ． [6] [7] [8] HUO Yi n g j i e ．De s i g n o f i n t e l l i g e n t c o n t r o l s y s t e m o f l o c a l v e n t i l a t o r [J] ． D i g i t a l T e c h n o l o g y a n d Ap p l i c a t i o n， 2 0 1 3 7 1 - 2 ． 刘 小满 ， 赵万 里． 井 下局部 通风 机智 能控制 装置 的设 计 [ J ] ． 煤炭工程 ， 2 0 1 6 ， 4 8 7 2 5 2 7 ． L I U Xi a o m a n。 ZHAO W a n l i ． De s i g n o f i n t e l l i g e n t c o n t r o l d e v i c e f o r mi n e l o c a l f a n [J ] ． C o a l En g i n e e r i n g， 2 0 1 6 ， 4 8 7 2 5 2 7 ． 孙 丽 明． TMS 3 2 0 F 2 8 1 2原 理 及 其 c语 言 程 序 开 发 [ M] ． 北京 清华大学出版社 ， 2 0 0 8 ． 肖洪 祥 ， 匡晚成 ， 雷 亚平． 基于 C A N 总线 的煤矿 远程 监控系统[ J ] ． 微计算机信息 ， 2 0 0 8 ， 2 4 2 3 7 3 7 4 ． XI AO Ho n g x i a n g， KUANG W a n c h e n g， LEI Ya p i n g ． A r e mo t e m o n i t o r i n g s y s t e m u n d e r c o a l mi n e b a s e d o n C AN b u s[ J ] ． Mi c r o c o mp u t e r I n f o r ma t i o n ， 2 0 0 8 ， 2 4 2 3 7 3 7 4 ． [9] [ 1 o ] [ 1 1 ] [ 1 2 3 [ 1 3 ] [ 1 4 ] 于水娟． 基于两级网络的煤矿通风机监控系统 的研究 [ D ] ． 淮南 安徽理工 大学， 2 0 0 7 ． 韩松． 基 于 Mo d b u s ／ TC P协议 的工 业 以太 网通信适 配器 的设计 与研 究[ D] ． 天津 河北工业大学 ， 2 0 1 3 ． 孙英 良． 基 于 以太 网接 口的数 据 记录仪 的设 计 [ D] ． 太原 中北大学 ， 2 0 1 1 ． 王 计 波． 面 向智 能 断 路 器 的 多 协 议 通 信 技 术 研 究 [ D] ． 天津 河北 工业 大学 ， 2 0 1 3 ． 姚丹丹． 构件化可裁剪嵌入 式工控 板 S D - K6 0的设 计 与应 用 基