Программное обеспечение для диагностики состояния редукторов проходческого комбайна П110М

Данное программное обеспечение предназначено для дистанционного определения и прогнозирования состояния редуктора проходческого комбайна П110М, эксплуатирующегося в сложных шахтных условиях. Данная разработка позволит предупреждать аварии, которые влекут за собой выход из строя комбайна, ремонтные работы, сопровождающиеся простоем в производстве.

Перечень условных обозначений …………………………………………………………………. 13
Введение ……………………………………………………………………………………………………… 14
1 Методы технической диагностики машин и оборудования ……………………… 15
1.1 Методы технической диагностики ……………………………………………………. 16
1.2 Вибродиагностика ……………………………………………………………………………. 20
2 Методы диагностики состояния редуктора проходческого комбайна ………. 26
2.1 Проходческий комбайн П110М ………………………………………………………… 26
2.2 Структурная схема системы диагностики редуктора …………………………. 31
2.2.1 Датчик вибрации ДВР …………………………………………………………………. 33
2.2.2 Радиомодем РМС1 ……………………………………………………………………… 38
2.2.3 Блок передачи данных БПД3 ………………………………………………………. 39
2.2.4 Искробезопасный источник питания ИБП1 …………………………………. 41
2.3 Выбор методов вибродиагностики состояния редуктора проходческого
комбайна ………………………………………………………………………………………………….. 43
2.3.1 Общий уровень вибрации ……………………………………………………………. 44
2.3.2 Метод прямого спектра ………………………………………………………………. 45
3 Программное обеспечение для диагностики состояния редуктора …………… 49
3.1 Описание платформы Tibbo AggreGate ……………………………………………… 50
3.2 Алгоритмы машинного обучения ……………………………………………………… 52
3.2.1 Линейная регрессия…………………………………………………………………….. 53
3.2.2 Деревья решений ………………………………………………………………………… 60
3.3 Техническое задание на разработку программного обеспечения ……….. 65
3.4 Структура программного обеспечения ……………………………………………… 66
4 Проверка работоспособности и эффективности программного
обеспечения…………………………………………………………………………72
4.1 Проверка работоспособности программного обеспечения. Метод
прямого спектра ……………………………………………………………………………………….. 76
4.2 Проверка работоспособности программного обеспечния. Метод общего
уровня вибрации……………………………………………………………………………………….. 78
5 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение … 81
5.1 Оценка коммерческого потенциала и перспективности проведения
научных исследований с позиции ресурсоэффективности и
ресурсосбережения …………………………………………………………………………………… 81
5.1.1 Потенциальные потребители результатов исследования ……………… 81
5.1.2 Анализ конкурентных технических решений ………………………………. 82
5.1.3 SWOT-анализ ……………………………………………………………………………… 84
5.2 Определение возможных альтернатив проведения научных
исследований ……………………………………………………………………………………………. 84
5.3 Планирование научно-исследовательских работ ……………………………….. 84
5.3.1 Структура работ научного исследования …………………………………….. 84
5.3.2 Определение трудоёмкости работ ……………………………………………….. 85
5.3.3 Разработка графика проведения научного исследования ……………… 86
5.4 Бюджет научно-технического исследования (НТИ) …………………………… 87
5.4.1 Расчет материальных затрат НТИ ……………………………………………….. 87
5.4.2 Расчет затрат на специальное оборудование для научных работ ….. 88
5.4.3 Основная заработная плата исполнительной темы ………………………. 89
5.4.4 Дополнительная заработная плата исполнительной темы…………….. 90
5.4.5 Отчисления во внебюджетные фонды …………………………………………. 91
5.4.6 Прочие расходы ………………………………………………………………………….. 92
5.4.7 Формирование бюджета затрат научно-исследовательского
проекта………………………………………………………………………….92
5.5 Определение ресурсной, финансовой, бюджетной, социальной и
экономической эффективности исследований……………………………………………. 93
6 Социальная ответственность ………………………………………………………………….. 96
6.1 Аннотация ……………………………………………………………………………………….. 96
6.2 Введение ………………………………………………………………………………………….. 96
6.3 Производственная безопасность ……………………………………………………….. 97
6.3.1 Микроклимат производственного помещения……………………………… 97
6.3.2 Освещенность рабочего места …………………………………………………….. 99
6.3.3. Шум и вибрация …………………………………………………………………………. 103
6.3.3 Напряженность магнитного поля ………………………………………………. 105
6.3.4 Электрический ток ……………………………………………………………………. 105
6.3.5 Производственная пыль…………………………………………………………….. 109
6.4 Экологическая безопасность …………………………………………………………… 110
6.5 Безопасность в чрезвычайных ситуациях ………………………………………… 111
6.6 Организационно-правовые вопросы обеспечения безопасности …….. 115
Заключение ……………………………………………………………………………………………….. 120
Список используемых источников ……………………………………………………………… 121
Приложение А-Описание используемых функций платформы Tibbo
AggreGate…………………………………………………………………………..125
Приложения Б-Карта сегментирования рынка………………………………….126
Приложение В-SWOT-анализ …………………………………………………………………….. 127
Приложение Г-Морфологическая матрица для определения и улучшения
показателей качества программного обеспечения по экспериментальным
данным ………………………………………………………………………………………………………. 128
Приложение Д-Перечень работ и загрузка исполнителей ……………………………. 129
Приложение Е-Трудозатраты на выполнение проекта ………………………………… 131
Приложение Ж-Календарный план проведения научного исследования ……… 133
Приложение К-Перечень опасных и вредных факторов технологии ……………. 136
Приложение Л-Methods of technical diagnostics of machines and equipment …… 138
Перечень условных обозначений

БПД Блок передачи данных
ВДУ ЭМП Временные допустимые уровни электромагнитных полей
ДВР Датчик вибрации радио
И Инженер
К Консультант
КЕО Коэффициент естественного освещения
КЧС Комиссия чрезвычайных ситуаций
МЭМС Микроэлектромеханические системы
НР Научный руководитель
НТЭ Научно-технический эффект
ПО Программное обеспечение
ПУЭ Правила установок и эксплуатации
РМС Радиомодем
СКЗ Среднее квадратическое значение
СМЛК Система мониторинга лавного конвейера
ЧС Чрезвычайная ситуация

В данной выпускной квалификационной работе было разработано
программное обеспечение, предназначенное для дистанционного
определения состояния редуктора проходческого комбайна П110М,
эксплуатирующего в сложных шахтных условиях.
В качестве метода диагностики редуктора проходческого комбайна был
выбран метод вибродиагностики, так как данный метод является самым
эффективным для быстрого обнаружения дефектов роторного оборудования.
После определения метода диагностики редуктора проходческого комбайна
был выбран комплекс диагностических средств, обеспечивающих
максимальную информацию о техническом состоянии машины. В данной
работе рассматривались два метода вибрационной диагностики: метод
общего уровня вибрации и метод прямого спектра.
Реализация программного обеспечения проводилась на платформе Tibbo
AggreGate при помощи инструмента машинного обучения. Данное
программное обеспечение позволяет определять и прогнозировать состояние
роторного оборудования, которое эксплуатируется в сложных шахтных
условиях. Более того, данная разработка предупреждает аварии, которые
влекут за собой поломку оборудования, ремонтные работы,
сопровождающиеся простоем в производстве.
По результатам исследования была проведена апробация разработанного
программного обеспечения на упрощенном стенде системы мониторинга
лавного конвейера при использовании привода АОЛ 21-4. Апробация прошла
успешно и показала работоспособность и эффективность разработанного
программного обеспечения.