工矿自动化

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贺耀宜

2013, 39(11): 1-4. doi: 10.7526/j.issn.1671-251X.2013.11.001

<摘要>(50) <PDF>(14)

摘要:
针对神华宁夏煤业集团近年来发展及调度管理需求，综合运用数据字典、云计算、物联网等技术对原有安全监测远程联网系统进行创新设计，构建了新型煤矿远程安全监测监管一体化平台。该平台实现了集团公司对下辖矿井安全监测信息、瓦斯抽放数据、洗煤厂环境监测数据的实时在线监测，环境参数异常分析，安全预测预报，日常运维监管与决策支持分析等功能，有效解决了基层单位分散、管理层级多、系统异构带来的集中监管难度大的问题，实现了企业体制创新、技术创新和管理创新。

锁相环频率合成器的实现及应用

邵国强

2013, 39(11): 5-8.

<摘要>(38) <PDF>(7)

摘要:
介绍了锁相环频率合成器的构成模型及工作原理；结合其在矿井中频无线通信系统中的应用，提出了用单片机控制实现自动频道选择的方法。锁相环频率合成器的应用使得无线终端可在不同基站之间快速漫游切换，具有频率分辨率高、频率转换时间短、转换时信号相位连续等优点。

基于节点映射的井下无线传感器网络定位算法

张炜

2013, 39(11): 8-11. doi: 10.7526/j.issn.1671-251X.2013.11.003

<摘要>(46) <PDF>(7)

摘要:
针对目前井下定位算法对未知节点不在锚节点组成区域内的情况考虑不全面，从而导致定位误差较大的问题，提出了一种基于节点映射的改进加权质心定位算法。该算法对未知节点不在锚节点组成区域内的情况进行节点映射处理，并通过改进加权质心定位算法求锚节点的多个质心，通过质心节点对未知节点进行定位。仿真结果证明，该算法可以提高节点的定位精度。

工作面“三机”状态监测装置改进设计

李艳伟, 宋建成, 雷志鹏, 许春雨, 赵龙, 柴文, 辛春红

2013, 39(11): 12-16. doi: 10.7526/j.issn.1671-251X.2013.11.004

<摘要>(65) <PDF>(15)

摘要:
针对现有工作面“三机”状态监测装置体积庞大、安装困难、维护不便、无法在线升级程序等问题，开发了基于C8051F040单片机的本质安全型“三机”状态监测分站，采用IAP技术实现了“三机”状态监测装置的在线自动升级。改进后的分站体积仅为原有分站的1/10，可与原有监测总站连接，实现对工作面“三机”状态的在线监测和故障诊断。样机测试结果表明，改进后的工作面“三机”状态监测装置运行可靠，监测准确，可实现在线升级功能。

锂电矿灯智能充电管理系统设计

孙宁

2013, 39(11): 17-20. doi: 10.7526/j.issn.1671-251X.2013.11.005

<摘要>(84) <PDF>(15)

摘要:
针对传统的铅酸蓄电池矿灯充电完全靠人工管理而存在管理效率低、取灯和还灯用时长、充电状态无法监控、不便于查询等问题，设计了基于STM32F107的锂电矿灯智能充电管理系统，介绍了智能充电接口的软硬件设计。智能充电接口使用锂电池专用充电管理芯片BQ24272实现对充电过程的管理，具有较宽的直流输入范围，可适应各种型号的充电架，实现了矿灯在架检测、充电控制、充电信息检测、充电信息更新、故障报警、实时显示以及与上位机通信的功能。

煤矿斜巷轨道运输图像跟踪系统设计

赵云, 郭秀利, 黄兴, 周峰

2013, 39(11): 21-23. doi: 10.7526/j.issn.1671-251X.2013.11.006

<摘要>(52) <PDF>(12)

摘要:
针对煤矿斜巷轨道运输运距较长、坡度较大、岔道较多、绞车司机无法实时了解轨道沿线工况而存在较大安全隐患的问题，提出了基于矩阵自动切换的煤矿斜巷轨道运输图像跟踪系统设计方案。该系统通过轴编码器得到矿车在巷道中的位置，当检测到矿车到达某一摄像仪覆盖区域时，采用PLC控制矩阵实现图像自动切换和显示。现场应用结果表明，该系统可靠性高，实用性强。

新一代电压平衡控制大功率级联H桥整流器

尹相卿

2013, 39(11): 23-27. doi: 10.7526/j.issn.1671-251X.2013.11.007

<摘要>(64) <PDF>(12)

摘要:
讨论了作为新一代级联式无工频变压器第一部分的级联整流器的控制策略；简化了级联整流器的模型，并且建立了基于单相旋转坐标系的数学模型；提出了一种将合成波形所需的开关状态分解到每个级联单元的直流侧电容电压快速平衡控制策略。仿真结果表明，该控制策略不仅可以使每个级联单元直流侧电容电压平衡控制更精确，而且能更加有效地控制系统有功功率和无功功率。

无人值守掘进机行走双模态模糊控制策略

王福忠, 张利敏

2013, 39(11): 28-31. doi: 10.7526/j.issn.1671-251X.2013.11.008

<摘要>(98) <PDF>(14)

摘要:
为了解决无人值守掘进机在行走过程中行走轨迹偏离巷道中线的问题，在分析掘进机掘进施工程序的基础上，建立了掘进机运动模型，并提出了基于双模态结构的无人值守掘进机行走模糊控制策略，实现了掘进机的方向调整、前行控制，侧重介绍了掘进机转向角与驱动轮转速的关系方程和模糊控制模型建立方法。实验结果表明，所建立的控制策略满足掘进机的掘进施工程序要求。

神东矿区净水厂自控系统设计

崔东锋

2013, 39(11): 32-35. doi: 10.7526/j.issn.1671-251X.2013.11.009

<摘要>(64) <PDF>(15)

摘要:
分析了神东矿区净水厂水处理工艺对自控系统的要求，构建了由上位机系统、PLC系统、仪表检测系统、电气控制系统组成的自控系统，并详细介绍了系统硬件构成、上位机软件和PLC软件设计。实际应用表明，该自控系统实现了水处理各工艺阶段的自动控制，保证了水处理系统运行的稳定性和可靠性，具有自动化程度高、操作简单等特点。

工业现场高维数据采集系统设计

赵安新, 张彩甜

2013, 39(11): 35-38. doi: 10.7526/j.issn.1671-251X.2013.11.010

<摘要>(51) <PDF>(11)

摘要:
针对工业现场高维光谱数据的高速采集和传输问题，提出了一种高维数据采集系统设计方案。该系统选用TMS320C6713B DSP芯片作为核心处理芯片，选用RTL8019AS作为以太网控制器；采用C语言编程，实现了数据预处理、前端仪器控制以及上位机通信功能；采用LabVIEW开发上位机人机交互界面，较好地实现了高维光谱数据采集功能。现场应用结果表明，该系统有效解决了高维光谱数据的高速采集及传输问题。

基于CANopen的传感器网络组网过程分析

贾运红

2013, 39(11): 39-42. doi: 10.7526/j.issn.1671-251X.2013.11.011

<摘要>(67) <PDF>(13)

摘要:
介绍了CANopen协议的核心概念及网络拓扑结构；以采掘设备电控系统CANopen控制模块为主站，各智能传感器模块为从站，组建了基于CANopen协议的智能传感器网络，详细介绍了CANopen网络组建过程，并对出现的问题进行了具体分析；最后说明了组建CANopen网络需要考虑的关键问题。

网络化高清视频监控系统解析

刘先彪, 王兆宇

2013, 39(11): 42-45. doi: 10.7526/j.issn.1671-251X.2013.11.012

<摘要>(43) <PDF>(12)

摘要:
从全高清的角度分析了准东二矿网络化高清视频监控系统从前端信号采集、传输、解码、存储到显示、应用的全过程，重点分析了高清视频流对网络资源的占用以及控制方法。高清视频监控系统为直观调度指挥生产、辅助矿井综合自动化系统、保障生产安全奠定了基础。

有源电力滤波器无功补偿影响因素分析

刘艳英, 张晓, 王珂, 房康宁

2013, 39(11): 45-49. doi: 10.7526/j.issn.1671-251X.2013.11.013

<摘要>(37) <PDF>(11)

摘要:
在分析有源电力滤波器拓扑结构的基础上，研究了直流母线电压和进线电抗器的选择对有源电力滤波器无功补偿效果的影响，提出了基于电压平均值的电抗器改进选择策略。实验结果表明，直流母线电压为720 V、APF侧电抗器值为1.5 mH时，电网电流畸变率小，系统动态性能良好。

企业服务总线技术研究

韩安

2013, 39(11): 50-53. doi: 10.7526/j.issn.1671-251X.2013.11.014

<摘要>(54) <PDF>(12)

摘要:
针对目前行业信息化集成项目建设中存在接口具有多样性、数据规范不一致的问题，对企业服务总线技术进行了研究，分析了企业应用集成、面向服务的体系结构及企业服务总线的优缺点，介绍了企业服务总线的工作流程及其关键技术。企业服务总线技术实现了不同服务之间的通信与整合，提供了基于元数据的服务治理工具和监控工具套件，为信息化平台数据共享与业务综合应用提供了规范。

基于捷联惯导的采煤机定位系统研究

李秀凤, 吴静然, 刘晓文

2013, 39(11): 53-56. doi: 10.7526/j.issn.1671-251X.2013.11.015

<摘要>(49) <PDF>(12)

摘要:
为了满足采煤机定位的实时性、自主性和精确性要求，设计了基于捷联惯导的采煤机定位系统。该系统采用LSM330芯片和GS1011模块构成惯导终端；将该惯导终端固定在采煤机上可测出采煤机的三轴加速度和三轴角速度，并将处理后的数据通过WiFi上传到井上监控中心；选用四元数法作为姿态更新算法，简单易行，计算量小。实验结果表明，该系统能准确捕捉目标的运动姿态，具有较高的定位精度和较强的实时性。

基于DOA和TDOA的井下定位算法研究

翟彦蓉, 黄欢, 张申, 马秀萍, 刘伟, 游春霞

2013, 39(11): 57-60. doi: 10.7526/j.issn.1671-251X.2013.11.016

<摘要>(32) <PDF>(13)

摘要:
针对目前井下定位系统对环境变化敏感、定位准确度较低的问题，介绍了基于DOA和TDOA的井下定位算法。该算法利用TDOA算法的高精度化和DOA算法的高信号角度分辨率，以DOA和TDOA算法中各自方向角度的加权平均作为信号角度，结合用TDOA算法得到的位置半径计算出移动终端坐标。仿真结果表明，该算法在复杂的环境中能够取得较稳定的性能，且定位精度较高。

煤泥输送管道压力分布模型研究

王鑫照, 侯媛彬, 杨学存, 党娇

2013, 39(11): 61-65. doi: 10.7526/j.issn.1671-251X.2013.11.017

<摘要>(50) <PDF>(11)

摘要:
针对煤泥高浓度黏稠物料在煤泥输送管道中压力分布的非线性特性，通过实验数据分析管道压力与主要影响因素的关系，并提出一种基于量子遗传算法的BP神经网络建模方法。该方法采用量子遗传算法优化BP神经网络的权值和阈值，再用优化后的BP神经网络来逼近煤泥输送管道中压力分布的非线性特性，从而得到其数学模型。仿真结果表明，采用该方法建立的煤泥输送管道压力分布模型稳定性好，误差仅为0.063 2，满足了实际工程要求，且在寻优时间和准确性等方面均优于采用BP神经网络建立的模型。

开关磁阻电动机电磁干扰抑制方法研究

徐鹏鹏, 陆凤扬, 何静

2013, 39(11): 65-70. doi: 10.7526/j.issn.1671-251X.2013.11.018

<摘要>(22) <PDF>(12)

摘要:
以8/6结构开关磁阻电动机调速系统为研究对象，分析了其转速闭环条件下磁阻电动机状态对H桥斩波开关的影响，并给出了磁阻电动机在2种不同的混沌态下时斩波开关电压功率谱的计算方法。结合开关磁阻电动机非线性仿真模型和特征值求概率密度分布的方法，利用复化辛普森公式计算2种情况下的系统斩波管电压功率谱，证明了混沌对降低系统电磁干扰的有效性。Matlab仿真和实验结果与理论分析结果一致，证实了混沌在提高电力传动系统电磁兼容性能方面具有良好的应用前景。

感应电动机最佳电流分配法弱磁控制

范烨, 陈义衡, 王建华

2013, 39(11): 71-75. doi: 10.7526/j.issn.1671-251X.2013.11.019

<摘要>(44) <PDF>(11)

摘要:
针对感应电动机在弱磁控制时的最优控制问题，介绍了感应电动机弱磁区的最佳电流分配法；在Matlab/Simulink环境下进行仿真，仿真结果验证了最佳电流分配法较传统的1/ωr法具有更好的弱磁控制效果；在基于TMS320LF2407A的实验平台上，通过实验实现了最佳电流分配法的弱磁控制，也验证了该方法的弱磁控制效果优于传统弱磁法。

6 kV链式STATCOM结构及控制策略研究

周国栋

2013, 39(11): 76-80. doi: 10.7526/j.issn.1671-251X.2013.11.020

<摘要>(30) <PDF>(11)

摘要:
提出了6 kV链式静止同步补偿器的设计方案。该补偿器采用H桥级联主电路结构和载波相移-正弦脉宽调制方式，交流侧采用前馈解耦控制和适用于大功率静止同步补偿器的谐波分频控制策略，运用三级平衡控制思想解决了直流侧BUS电容电压不平衡问题。仿真结果验证了该STATCOM结构的优越性和控制策略的可行性。

并联型有源电力滤波器的分数阶微积分控制策略

苗涛, 李俊, 刘小宁, 戴小祥

2013, 39(11): 80-84. doi: 10.7526/j.issn.1671-251X.2013.11.021

<摘要>(43) <PDF>(12)

摘要:
针对常规PID控制器由于受采样频率等因素影响而难以获得满意的控制效果的问题，研究了并联型有源电力滤波器的分数阶微积分控制策略，采用改进Oustaloup算法求解分数阶微积分。Matlab仿真结果表明，该控制策略比常规PID控制策略能更好地将直流侧电压稳定在设定值；得到的网侧电流更平滑，更接近于正弦波；在补偿瞬间的冲击电流更小，补偿跟踪电流可以很好地跟踪指令电流。

基于单神经元PID的直流脉宽调速系统研究

周晓华, 刘胜永, 王荔芳, 蓝会立

2013, 39(11): 85-88. doi: 10.7526/j.issn.1671-251X.2013.11.022

<摘要>(41) <PDF>(11)

摘要:
针对传统直流调速系统存在因PID控制器参数固定而导致调速性能差的问题，提出了基于单神经元PID的双闭环直流脉宽调速系统的设计方法，即采用单神经元PID控制器替代传统的转速PI调节器，并用S函数编写该控制器的算法程序。Matlab仿真结果表明，基于单神经元PID的双闭环直流脉宽调速系统具有较快的响应速度和较强的抗干扰能力，调速性能得到了较好的改善。

数字矿山多等级安全问题探讨

张骐, 王继生, 潘涛, 田昕晖, 孙毓忠

2013, 39(11): 89-92. doi: 10.7526/j.issn.1671-251X.2013.11.023

<摘要>(55) <PDF>(12)

摘要:
以神华集团正在进行的数字矿山示范矿井建设及已经完成的神华数字矿山规划研究为背景，分析了数字矿山研究现状，指出数字矿山系统是一个典型的多等级网络系统，目前缺乏对安全方面问题的研究；针对数字矿山安全问题，归纳了数字矿山具有易受攻击、存在大量层次化异构复杂系统等7个方面的特殊性；提出一种针对数字矿山的多等级实时性安全保障方案，即采用隔离与监控机制相结合的方法，为解决数字矿山安全问题提供了思路。

基于GIS的煤矿井下电力监控管理系统

聂立功, 张海军

2013, 39(11): 93-95. doi: 10.7526/j.issn.1671-251X.2013.11.024

<摘要>(47) <PDF>(14)

摘要:
按照矿山物联网统一时空模型的要求，开发了基于GIS的煤矿井下电力监控管理系统。该系统建立了各配电点和供电子系统设备的内部结构模型及其相互联系的地理拓扑模型，将井下电力系统CAD图转换为GIS拓扑图，将图形软件和数据库相结合来描述和管理各种电力设备的参数属性及几何拓扑关系；采用多世界空间关联表达，实现了井下配电网络及其资产“一张图”管理。

起重机能耗监测节点设计

徐效雷, 宋泊明, 郭玲玲, 原维晨, 徐钊

2013, 39(11): 95-97. doi: 10.7526/j.issn.1671-251X.2013.11.025

<摘要>(35) <PDF>(12)

摘要:
针对采用有线传输技术监测起重机能耗状态难度较大的问题，提出一种基于无线传感网络的能耗监测节点设计方案。该节点采用基于ZigBee技术的CC2430芯片作为主控芯片，实现了起重机能耗数据的实时采集与无线传输，具有能耗低、成本低、抗干扰能力强及适应能力强等优点。

基于模糊层次分析法的煤矿安全生产预警系统

方刚, 迪明, 刘韩勇, 党春才, 兰巍

2013, 39(11): 98-102. doi: 10.7526/j.issn.1671-251X.2013.11.026

<摘要>(35) <PDF>(12)

摘要:
针对煤矿安全生产预警评价指标多，且各指标受很多因素影响的问题，构建了基于模糊层次分析法的煤矿安全生产预警系统。该系统将层次分析法与模糊综合评判相结合，利用层次分析法确定各评价指标的权重，通过模糊评判矩阵进行模糊综合评判，最后将评价指标权重与模糊综合评判结果进行合成运算，从而确定煤矿安全等级和预警结果。实际应用结果验证了该系统的可行性和有效性。

矿用综合信息接口箱设计

刘冬, 李鹏

2013, 39(11): 103-105. doi: 10.7526/j.issn.1671-251X.2013.11.027

<摘要>(20) <PDF>(11)

摘要:
针对煤矿井下移动场合的信号传输存在线缆续接繁琐等问题，设计了一种适用于移动场合的矿用综合信息接口箱。该接口箱利用DSL技术，采用以太网标准接口作为中间转换接口，实现了多种信号的集中接入及综合传输功能，具有线缆续接方便、整体移动性较好、传输带宽宽的优点。

提升机群远程监测与智能故障诊断系统设计

王保德

2013, 39(11): 106-109. doi: 10.7526/j.issn.1671-251X.2013.11.028

<摘要>(52) <PDF>(15)

摘要:
针对现有提升机监测系统仅限于现场就地监测，部分故障很难被及时发现并处理的问题，提出了基于物联网的提升机群远程监测与智能故障诊断系统设计方案。该系统利用分布式实时中间件技术传输系统运行数据，实现了异步网络环境下分布式进程间的交互通信，从而实现了矿井提升机群的网络化监测；建立了网络化的矿井提升机交互式智能故障诊断体系架构，实现了提升机故障诊断交互式推理，优化了提升机故障诊断的方法，提高了故障诊断效率。

新型隔爆高压开关失压延时保护电路设计

杨生元

2013, 39(11): 110-112. doi: 10.7526/j.issn.1671-251X.2013.11.029

<摘要>(41) <PDF>(13)

摘要:
在分析煤矿井下供配电系统经常因瞬时失压而造成大面积停电现象的基础上，提出了一种采用倍压整流电路给电容充电并控制电容恒流放电的失压延时保护电路设计方案，详细介绍了该电路的设计思想和工作原理。实际应用表明，该保护电路设计成本低，安全可靠；与失压延时保护器和专用高压综合保护器配合使用，能有效解决传统高压开关存在的延时时间不可控等问题。

煤矿综合自动化系统中PLC掉电处理方法

唐日宏, 陈程, 燕飞雄

2013, 39(11): 113-114. doi: 10.7526/j.issn.1671-251X.2013.11.030

<摘要>(50) <PDF>(11)

摘要:
针对煤矿综合自动化系统中因突发情况出现胶带运输系统PLC掉电，从而使逆煤流方向胶带未能及时停车而导致的堆煤事故，重点提出了一种软件层面的PLC掉电处理方法。该方法主要通过检测远程I/O分站中通信模块ENBT的状态，判断I/O分站是否掉电，然后再根据互锁关系，使逆煤流方向的胶带停止运行，从而实现相关胶带及时停车，避免堆煤事故的发生。

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2013年第39卷第11期

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