工矿自动化

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孙继平

2012, 38(2): 1-5.

<摘要>(44) <PDF>(4)

摘要:
分析了死亡76人的新华区四矿“9?8”特别重大瓦斯爆炸事故原因：201掘进巷因201机巷顶板垮落造成其局部通风机停风，积聚了大量高浓度瓦斯；违章送风造成瓦斯浓度达到爆炸界限；201掘进巷煤电钻电缆失爆引起瓦斯爆炸；煤尘参与了爆炸。总结了事故教训：该矿通风管理混乱，巷道断面小，煤尘大,风门漏风严重，突出矿井串联通风；该矿采用木支护方式，顶板垮落严重；该矿机电管理混乱，井下电缆多处破皮，电气设备失爆，不按规定维护煤电钻综合保护装置；该矿不执行瓦斯电、风电闭锁的规定；局部通风机无专用电源，无备用通风机；该矿安全监控系统中的传感器数量远远低于有关标准和规程要求，安装地点不当，使用方法不正确；当安全监控系统报警时，不是采取停电、撤人等安全措施，而是将传感器拔脱，躲避监管。最后指出必须从通风、监控、抽采、供电、防爆、防尘、防火、爆破、避险等多方面综合防治瓦斯。

煤矿应急通信保障系统的设计

钱建生, 李双双, 王莹莹

2012, 38(2): 5-8.

<摘要>(49) <PDF>(8)

摘要:
提出了一种煤矿应急通信保障系统的设计方案。该系统的核心即应急救援软件平台通过中继网关、专用转换器等设备整合井下扩播电话机、小灵通、WiFi手机、调度电话机、井下广播系统，从而实现各通信系统间的互联互通；该系统通过应急救援软件平台实现与矿井人员定位系统的互联互通、与矿井工业以太网的综合接入。实际测试结果表明，该系统具有线路管理、音频播放、一键通、广播及应急通信救援等功能,提高了应急救援工作的效率。

多媒体救援通信系统应用管理软件设计

李文峰, 唐晓莉, 徐克强, 陆军

2012, 38(2): 9-12.

<摘要>(38) <PDF>(5)

摘要:
针对现有矿山救援软件存在信息量有限、存储数据分散、功能单一等问题，提出了一种与多媒体救援通信系统的前端设备相配合、可及时处理并存储救援信息的多媒体救援通信系统应用管理软件的设计方案；分析了该软件的设计要求，详细介绍了该软件功能模块的设计，并给出了该软件所采用的多媒体信息融合及检索技术的实现原理。实际应用表明，该软件具有视频显示及存储、多方通话、环境参数显示及报警等功能，满足了救援工作对信息多样化及救援资料共享的需求。

基于SMI的管理型交换机的实现

黄友胜

2012, 38(2): 12-15.

<摘要>(52) <PDF>(4)

摘要:
提出了一种嵌入式微控制器LPC2368通过串行管理接口SMI配置管理型交换机的设计方案；以RTL8306E交换机为例，详细介绍了RTL8306E与LPC2368的接口电路的硬件及软件设计。工业性试验结果表明，该交换机实现了SNMP、TELNET、Web、CONSOLE等多种接口方式，性能稳定可靠，完全达到设计要求。

EPC Gen2系统读卡效率与距离的关系研究

谭达克

2012, 38(2): 16-18.

<摘要>(72) <PDF>(3)

摘要:
在EPC Gen2系统应用中，发现标签卡与读卡器间的距离对EPC Gen2系统读卡效率影响较大：距离增大使部分标签卡反馈给读卡器的信号变得很弱而无法识别；需要并发识别多张标签卡时，距离增大使反射信号相对较弱的部分标签卡发出的信号更难到达读卡器。对上述问题进行了量化实验，得到如下结果：当标签卡与读卡器间的距离为3 m时，没有出现漏读标签卡的情况，并且读取时间较短；当标签卡与读卡器间的距离为5 m时，出现个别标签卡在2 min内无法读取到的情况。实验结果表明，随着标签卡与读卡器间的距离增大，EPC Gen2系统读卡速率和读取率明显下降，EPC Gen2系统不适用于需要远距离并发识别多张标签卡且可靠性要求较高的场合。

防爆变频器在煤矿应用中的关键技术

祝龙记, 张旭立

2012, 38(2): 19-22.

<摘要>(30) <PDF>(11)

摘要:
分析了防爆变频器在煤矿井下使用过程中存在的电压等级、散热、电磁兼容性、逆变器转换效率等问题，详细介绍了解决这些问题的方法，即通过采用隔爆兼本质安全型技术和热管散热技术解决变频器的防爆和散热问题，使防爆变频器具有性能高、功能强、噪音低等特点；通过改变变频器的电路拓扑结构、改进控制策略等技术手段解决变频器的电磁兼容性和能耗问题，使防爆变频器满足煤矿生产的现代化要求。

矿用本质安全电源的基本要求和设计方法

朱前伟

2012, 38(2): 22-25.

<摘要>(76) <PDF>(9)

摘要:
结合新版国家标准GB3836.4—2010和安标国家矿用产品安全标志中心的相关要求，分析了矿用本质安全电源的技术性能，即电气隔离方法和限能电路的保护方式；根据矿用本质安全电源的技术指标，介绍了矿用本质安全电源的主要放电形式和设计要点，指出在设计本质安全电源时，需考虑最大输出电压、最大输出电流、最大外部电容、最大外部电感四个本质安全输出参数之间的关系，为了达到最大输出功率，可以尽量选择较低的最大输出电压。该文对矿用本质安全电源的设计有一定的参考价值。

煤矿压风机组调度模型的研究

卢如意, 史志鹏, 胡志强

2012, 38(2): 26-29.

<摘要>(35) <PDF>(6)

摘要:
针对压风机耗电量较大的问题，提出了一种压风机组优化控制方案，即通过建立压风机组调度模型实现恒压节能目标。该模型的优化控制原理：当管网压力变化时，通过对压风机组中每台压风机的状态进行恒压决策、节能决策、分配决策，使管网压力维持在规定的范围之内，即0.58~0.65 MPa。测试结果验证了该模型的可行性。

悬臂式掘进机机身位姿误差消除策略的研究

杜毅博, 穆晶, 李睿, 刘建功, 吴淼

2012, 38(2): 29-31.

<摘要>(40) <PDF>(6)

摘要:
基于悬臂式掘进机机身位姿检测系统，提出了一种悬臂式掘进机机身位姿误差消除策略：根据悬臂式掘进机机身位姿检测系统所采集的数据，判断各方向位姿误差的大小；当误差较大时，通过控制履带、前铲板与后支撑对悬臂式掘进机整体进行调整，减小机身各方向误差；当误差减小到截割臂的控制补偿范围，根据当前位姿误差设定截割轮廓的正确位置并进行自动截割；解算出各方向剩余位姿误差的补偿量，根据补偿量在自动刷帮过程中控制截割断面的边界位置。该策略对实现自动定向掘进和掘进远程控制具有一定的参考价值。

基于改进的MeanShift算法的选煤厂人员目标跟踪方法

翟乃江, 李承冬

2012, 38(2): 32-35.

<摘要>(41) <PDF>(4)

摘要:
针对采用传统的MeanShift算法进行智能视频监控易受背景干扰而丢失目标的问题，提出了一种将MeanShift算法与卡尔曼滤波算法相结合的选煤厂人员目标跟踪方法。该方法首先通过运动检测方法分割出跟踪目标区域，然后通过卡尔曼滤波算法预测下一帧跟踪窗口的起点，在此基础上采用MeanShift算法跟踪目标区域；由于选煤厂环境较复杂，为了防止跟踪失败，采用跟踪与检测相结合的方法来进一步保证跟踪的鲁棒性。实验结果表明，该方法能很好地消除背景中相似颜色区域的影响，具有较好的跟踪效果。

图像灰度信息在煤矸石自动分选中的应用研究

于国防, 邹士威, 秦聪

2012, 38(2): 36-39.

<摘要>(43) <PDF>(4)

摘要:
针对传统的基于图像灰度信息的块煤和矸石分选系统只是随意地选择块煤和矸石样本而缺乏代表性和实用性的问题，研究了一种侧重于实用性和系统性的基于图像灰度信息的块煤和矸石自动分选系统。首先从材质、纹理特征、清洁度三个方面选择6块比较有代表性的块煤或矸石，分别在强光、自然光和节能灯光三种强度光照条件下，按照一定的分组方式分析它们的图像灰度分布规律并将其作为计算机目标识别的依据，从而实现块煤或矸石的自动分选。测试结果表明，在特定条件下，利用块煤与矸石图像灰度信息较明显的差异对两者进行视觉区别可实现两者的自动分选。

高灰度级TFT-LCD显示系统的实现

宋依青, 方振东, 盛惠兴, 成云

2012, 38(2): 40-43.

<摘要>(32) <PDF>(3)

摘要:
提出了一种以FPGA为核心控制器的高灰度级TFT-LCD显示系统的设计方案。该系统采用幅值-帧速率控制调制-空间混合灰度调制方法，首先将10 bit的R、G、B信号分割成高8 bit数据和低2 bit数据，低2 bit数据经过空间处理后平均分到4个相邻的8 bit数据上，然后把这8 bit数据继续分割成高6 bit数据和低2 bit数据，其中高6 bit数据用于幅值调制，低2 bit数据用于帧速率控制调制，从而实现1 024个灰度等级显示。试验结果表明，该系统具有良好的显示效果和较高的显示灰度等级。

负荷动态特性变化对电力系统静态电压稳定性的影响研究

段俊东, 黄家兴

2012, 38(2): 44-48.

<摘要>(53) <PDF>(3)

摘要:
针对负荷动态特性激发电压的动态变化而且在极端情况下可能导致电压崩溃的问题，将转差率引入负荷等效阻抗模型对负荷的阻抗模及阻抗角进行了分析，得出了负荷的阻抗模及阻抗角的突变点；基于该模型对负荷动态特性进行了分析，讨论了负荷变化时节点的电压及功率变化情况，得出了节点电压转折点和节点功率转折点；结合三元电压稳定分析法推导出的传输网络的电压稳定极限曲线，利用算例分析了不同的负荷比例对电力系统静态电压稳定性的影响，从而得出了恒阻抗负荷比例的增加有利于增强电力系统静态电压稳定性的结论。

三相电压不平衡情况下电机车整流技术的研究

吕康飞, 石超越

2012, 38(2): 49-52.

<摘要>(32) <PDF>(3)

摘要:
针对煤矿井下直流电机车变流系统中存在三相电压不平衡而使传统的PWM整流器的交流侧出现负序电流分量的问题，提出了一种在三相电压不平衡情况下抑制PWM整流器交流侧负序电流分量的控制策略；详细介绍了该控制策略的具体实现。仿真及现场实验结果表明，采用该控制策略后，PWM整流器的交流侧电流波形基本接近正弦波形，实现了单位功率因数运行。

变压器主保护新判据的研究

何人望, 谢伟, 宋海燕, 吴迅

2012, 38(2): 52-55.

<摘要>(53) <PDF>(3)

摘要:
针对传统的变压器主保护无法正确识别变压器励磁涌流与内部故障电流的问题，提出了一种基于差动电流间断角的变压器主保护新判据。该判据采用sym4小波变换对变压器励磁涌流及内部故障电流信号进行处理，得出两者在d1尺度下间断角的明显差异特征，从而可正确区分变压器励磁涌流与内部故障电流。仿真结果验证了该判据的有效性。

矿用雷达料位计的设计

孙利, 李庆昭, 潘守国

2012, 38(2): 56-58.

<摘要>(66) <PDF>(4)

摘要:
针对超声波料位计测量煤仓煤位存在精度差的问题，介绍了一种基于雷达测距原理的雷达料位计的设计。该料位计以矿用化改造后的地面雷达探头为测量组件，并配合相应的满足本质安全要求的电源模块、CPU处理电路、通信模块及输出模块，实现了煤仓煤位的精确测量。试验结果验证了该料位计的可行性。

MapGIS在矿产资源评价中的应用

张金山, 孟国胜, 孙家驹, 杜文秀, 李晨, 曹跃辉

2012, 38(2): 59-63.

<摘要>(41) <PDF>(3)

摘要:
针对矿产资源评价中存在地质学数据获取方法先进，而处理这些数据的方法较落后的问题，提出了一种基于MapGIS K9的矿产资源评价方法。该方法首先在MapGIS K9资源中心建立老矿山周围和深部数据的数据库，然后采用MapGIS K9软件处理这些数据，生成坐标转化点位图及地球化学图，从而完成矿产资源评价过程。处理结果表明，该方法不仅缩短了矿产资源数据处理的周期，而且保证了空间数据的精确性。

一种智能矿用阀门控制系统的设计

刘燕, 马维华

2012, 38(2): 63-67.

<摘要>(45) <PDF>(4)

摘要:
针对矿用阀门控制器控制要求日趋复杂的问题，提出了一种基于M0516LAN微控制器的智能矿用阀门控制系统的设计方案。该系统由主控模块、保护模块和显示模块组成，主控模块作为主机，负责与保护模块、显示模块之间的数据通信，并且控制阀门电动机的运转；保护模块实时监测阀门电动机上加载的三相交流电的相序，同时监测是否存在漏电、缺相和欠压等故障，在必要时切断阀门电动机上的供电；显示模块在LCD上实时更新当前阀门的开度以及保护模块的监测结果。实际应用表明，该系统可实时、准确地控制阀门。

基于嵌入式技术的带式输送机控制系统

徐西义

2012, 38(2): 68-70.

<摘要>(41) <PDF>(6)

摘要:
针对基于PLC的带式输送机控制系统存在体积大、PLC程序更改不方便、成本高等问题，提出了一种基于嵌入式技术的带式输送机控制系统的设计方案；详细介绍了该系统中嵌入式本质安全控制机、控制驱动器、远程I/O模块的硬件及软件设计。实际应用表明，该系统解决了基于PLC的带式输送机控制系统存在的问题，具有较好的稳定性、灵活性和友好性。

带式输送机故障定位系统网关的设计

尹少杰, 孙进生, 孙怀湘

2012, 38(2): 71-75.

<摘要>(68) <PDF>(3)

摘要:
以带式输送机故障定位系统为应用背景，提出了一种基于STM32F103VE微处理器的CAN总线与Profibus-DP总线网关的设计方案。该网关在CAN网络中作为一个CAN通信节点，在Profibus-DP网络中作为一个从站；带式输送机沿线分布若干个CAN检测节点，每个节点负责检测其段内的4种传感器设备采集的实时数据，如果检测到故障信息，CAN检测节点就会向网关发送故障信息报文，网关接收CAN检测节点发送的报文并进行存储；当网关与Profibus-DP主站连通后，作为Profibus-DP从站的网关可以通过查询方式把故障信息报文传送到Profibus-DP主站中，从而实现故障定位功能。实际应用表明，该网关运行稳定、可靠，实现了带式输送机故障定位系统中CAN总线及Profibus-DP总线的互联。

煤矿井下给煤机监控系统的设计

陈永冉, 张海涛, 李伟, 孟国营

2012, 38(2): 75-77.

<摘要>(61) <PDF>(4)

摘要:
针对某煤矿井下给煤机由于给煤量超载而造成胶带断带的问题，提出了一种井下给煤机监控系统的设计方案；阐述了该系统的硬件结构及软件设计，介绍了该系统硬件设备的安装布置及软件模块的调试步骤。实际应用表明，该系统提高了给煤系统的可靠性。

瓦斯抽放管路系统的设计及其设备的配套选型

李国雄, 孙德宁, 王洪存, 谢晓铭, 刘伟成

2012, 38(2): 78-81.

<摘要>(68) <PDF>(8)

摘要:
以某高瓦斯矿井建立瓦斯抽放系统的实践为例，介绍了瓦斯抽放系统中瓦斯抽放管路系统的设计，即管路敷设路线的设计、瓦斯抽放管径的选择、管路阻力的计算；并根据管路阻力的计算结果及瓦斯抽放泵的选型原则，给出了瓦斯抽放泵的选型设计。实际应用表明，该矿采用瓦斯抽放系统后未出现瓦斯超限现象，瓦斯抽放率达到46%。

基于达芬奇技术的矿用视频监控系统设计

朱涛, 胡松

2012, 38(2): 81-83.

<摘要>(69) <PDF>(3)

摘要:
针对传统的矿用视频监控系统采用DSP+ARM方案存在稳定性差、成本高的问题，提出了一种基于达芬奇技术的矿用视频监控系统的设计方案。该系统以基于双核芯片DM6446的达芬奇平台为核心, 其中的DSP核采用MPEG4算法压缩编码由模拟摄像头采集的视频信息，编码后的视频数据经达芬奇平台内部通道传输到ARM核，ARM核将编码后的视频数据通过UDP网络传输到服务器端，服务器端接收视频数据后进行解码播放，从而实现在达芬奇平台下的视频监控功能。实验结果表明，该系统具有较高的稳定性，但要应用于煤矿还需要进行大量的现场试验。

矿用乳化液浓度配比装置的研究

吴勇, 宋磊, 曲乃锐

2012, 38(2): 84-87.

<摘要>(56) <PDF>(6)

摘要:
分析了传统的矿用乳化液浓度配比装置的工作原理及存在的配比精度和成本的问题，介绍了一种不需要进行防爆设计的往复式单柱塞配比装置的设计。该装置根据固定的面积比进行乳化液浓度配比，使乳化液浓度不受供水压力等外界参数变化的影响, 配比精度高；该装置不需要额外的液压泵和马达，生产成本较小，并且属于纯液压式装置，不需要防爆设计。试验结果表明，该装置运行稳定，各项指标达到了设计要求。

乳化液泵站变频调速系统的设计

徐冰, 周海燕, 史喜阳, 孙健

2012, 38(2): 87-89.

<摘要>(51) <PDF>(4)

摘要:
针对传统的乳化液泵站调速系统存在机械损耗比较大的问题，提出了一种乳化液泵站变频调速系统的设计方案；给出了该系统的硬件结构，详细介绍了该系统的工作模式及软件设计。实际应用表明，该系统运行稳定、机械损耗小。

基于PLC和LabVIEW的液压式定重装载监控系统设计

姚连杰, 郑昌祥, 毕伟, 任国华

2012, 38(2): 90-92.

<摘要>(39) <PDF>(4)

摘要:
针对箕斗提升采用压磁定重装置存在现场使用效果不理想的问题，提出了一种基于PLC和LabVIEW的液压式定重装载监控系统的设计方案；给出了液压式定重装载的工作原理，详细介绍了该系统的硬件、软件设计及LabVIEW与PLC的通信实现。实际应用表明，该系统运行稳定、可靠，适合现场使用。

动态电子轨道衡数据采集系统设计

徐栋, 徐海贤, 崔婷婷

2012, 38(2): 92-95.

<摘要>(55) <PDF>(3)

摘要:
提出了一种动态电子轨道衡数据采集系统的设计方案，重点介绍了影响系统性能的称重通道的硬件设计。该系统采用可编程增益放大器AD625及二阶低通滤波电路对传感器信号进行初步处理；采用带光电隔离的模入接口卡PCI-8325B实现AD转换，并通过PCI总线将数据送入前端主机进行软件处理，处理后的数据通过网桥或Modem送往终端计算机，实现数据的统一管理。试验结果表明，该系统满足工程实际应用需要。

基于AutoCAD的矿井采区供电设计系统

王俊飞, 赵春雨

2012, 38(2): 96-98.

<摘要>(44) <PDF>(3)

摘要:
针对传统的矿井采区供电设计系统存在绘图与计算分离、整定计算滞后于现场供电系统变化的问题，提出了一种基于AutoCAD的矿井采区供电设计系统的设计方案。该系统在AutoCAD平台上利用其内嵌的VBA进行二次开发，通过编写程序扩展AutoCAD的功能，将供电设计的绘图、计算、文档管理等工作集中在一个软件下实现。实际应用表明，该系统具有交互性好、操作方便、可靠性高等特点。

无线超声波液位测量系统的设计

于玮, 陈毅华, 封维忠, 王梓源

2012, 38(2): 98-102.

<摘要>(37) <PDF>(3)

摘要:
针对传统的液位测量仪表大多不具备无线通信功能、在复杂环境中不易布线的问题，提出了一种具有GPRS通信功能的无线超声波液位测量系统的设计方案。该系统采用LM3S811作为主控器件，将超声波液位测量电路采集的数据通过GPRS通信模块传输至监控中心的服务器端；服务器端采用JSP技术进行动态网页开发，其后台通过访问SQL Server数据库存储信息。测试结果验证了该系统的可行性。

16路以太网测试仪的设计

董士虎

2012, 38(2): 103-106.

<摘要>(40) <PDF>(4)

摘要:
针对传统的以太网测试采用ping包方式存在带宽窄、操作不方便等问题，提出了一种基于C8051单片机和FPGA模块的16路以太网测试仪的设计方案。该测试仪支持16路以太网测试，其中的FPGA模块可提供对外的16路SMII，发送方向用于接收C8051单片机的配置数据并根据配置数据发送相应的以太网包，接收方向用于检测和统计接收到的以太网包，并把统计信息回传给C8051单片机。测试结果验证了该测试仪的可行性。

气动锚杆钻机冲击频率测量仪的设计

丁俊峰, 张圣强, 陈晴晴, 郑丰隆

2012, 38(2): 106-108.

<摘要>(51) <PDF>(4)

摘要:
针对气动锚杆钻机冲击频率不易测量的问题，提出了一种新型气动锚杆钻机冲击频率测量仪的设计方案。该测量仪采用压力传感器采集钻机冲击信号，采用电压比较器和单稳态触发器处理冲击信号并输入到单片机，由单片机计算出钻机冲击频率。实际应用表明，该测量仪可准确、方便地测量出钻机冲击频率。

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2012年第38卷第2期

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