工矿自动化

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王法凯, 蒋承林, 公衍伟, 黄鑫业

2011, 37(3): 1-4.

<摘要>(39) <PDF>(5)

摘要:
针对穿多煤层条件下测定煤层瓦斯压力时存在的钻孔封孔段密闭问题、所穿多煤层段松软孔壁垮塌问题以及由于多煤层孔壁裂隙连通造成的压力区分问题，提出了一种基于M-Ⅱ型瓦斯压力测定仪+套管法的穿多煤层测定瓦斯压力技术，阐述了该技术的原理及工艺，介绍了该技术在某煤矿煤层瓦斯压力测定中的具体应用。经煤层瓦斯压力间接计算法检验可知，该穿多煤层测定瓦斯压力技术能够准确、快速地测定煤层原始瓦斯压力，效果良好。

带式输送机可控变速装置电气控制系统的设计

张宏伟, 王新环, 余发山

2011, 37(3): 5-9.

<摘要>(67) <PDF>(8)

摘要:
针对带式输送机CST软启动装置存在初期投资大、结构复杂的问题，提出了一种带式输送机可控变速装置的设计方案; 简单介绍了该装置的组成及工作原理，给出了带式输送机软启动功能及多机驱动功率平衡控制策略的实现，详细介绍了该装置电气控制系统的硬件及软件设计。实验测试结果表明，该装置性能优良，性价比高，是大运量、长距离带式输送机比较理想的驱动装置。

基于SVG的Web煤矿地图应用

王丽丽, 白晓波

2011, 37(3): 9-13.

<摘要>(75) <PDF>(6)

摘要:
针对Web地图应用需要借助第三方提供的工具绘制图形而存在的扩展性和兼容性受到限制的问题，提出了一种基于SVG的Web煤矿地图应用方案；以煤矿井下人员定位系统数据Web全局联网为例，介绍了基于SVG的Web地图在该系统中的应用。实际应用表明，该方案效果较好，突破了Web图形绘制技术在扩展性和兼容性上的限制，改变了Web图形绘制必须借助第三方提供工具的模式。

一种高性能低噪声数据采集卡的设计

张亮, 冯浩, 程学珍, 钱晓超, 曹茂永

2011, 37(3): 12-15.

<摘要>(43) <PDF>(4)

摘要:
针对目前国内USB接口的数据采集产品存在精度低、采样率低、数据传输速率低的问题，设计了一种高性能低噪声数据采集卡。该数据采集卡采用高速差分放大器AD8132进行前置放大；采用CPLD和SRAM构成大容量FIFO；采用USB2.0总线技术进行数据传输；采用独立时钟为CPLD和AD转换器提供精确的同步时钟信号，从而降低时钟相位噪声；采用VC++设计上位机应用程序，用于分析和处理数据。测试结果表明，该数据采集卡具有噪声低、传输速率快、精度高等优点。

以起重机作为执行单元的无人仓储方案的研究

朱承建, 李东晓, 赵志利

2011, 37(3): 16-18.

<摘要>(39) <PDF>(5)

摘要:
针对传统的仓储将起重机控制与仓储管理分开进行，存在效率低下的问题，以垃圾储存仓管理为例，提出了一种以起重机作为执行单元的无人仓储方案。该方案通过PLC采集不同位置处垃圾的高度、搬运时间、搅拌时间，由工控机处理数据，并根据生产工艺决定何处垃圾需要搬运、搅拌、投料等；工控机再将运动触发指令发送给PLC，由PLC控制起重机的运动。工艺性试验结果表明，该方案能够实现无人化仓储，大大提高了生产效率。

基于PLC的矿用组合开关的设计

郁青林, 王东, 汤东旭, 李翠兰

2011, 37(3): 19-21.

<摘要>(72) <PDF>(6)

摘要:
针对目前矿用组合开关存在抗干扰性差、维修困难等问题，提出了一种基于PLC的智能型矿用组合开关的设计方案；给出了该组合开关的电气主回路总体结构，详细介绍了该组合开关电气控制回路即PLC系统的硬件及软件设计。实际测试结果表明，该组合开关运行可靠，快速实现了各种保护，确保了煤矿井下生产的安全性和连续性。

矿井巷道火灾烟流运动理论研究

王文才, 乔旺, 李刚, 王瑞智

2011, 37(3): 22-25.

<摘要>(51) <PDF>(6)

摘要:
煤矿井下发生火灾时会产生大量有毒有害的高温烟流，这些烟流沿着井下巷道流动，对井下工作人员及设备构成严重威胁。针对该问题，研究了倾斜巷道和水平巷道的火灾烟流的运动规律：当火灾发生在上行通风巷道中时，由于火风压和浮力效应的作用，火灾烟流将向火区的下游流动；当火灾发生在下行通风巷道中时，在火灾初期，火风压较小，火灾烟流沿着巷道风流的方向向下运动，随着火势的发展，火风压不断增大，当上游的风速低于临界风速时，火灾烟流向新鲜风流方向流动；在水平巷道火灾前期，节流效应作用不明显，火灾烟流向新鲜风流方向流动，随着火势的发展，节流效应作用增大，当节流效应值和巷道的通风阻力值一样大时，火灾烟流将逆流。该文对巷道火灾的救灾工作具有一定的指导作用。

一种改进的光伏阵列最大功率点跟踪方法

徐瑞东, 胡义华, 陈昊, 左兰

2011, 37(3): 25-28.

<摘要>(27) <PDF>(5)

摘要:
针对光伏阵列最大功率点跟踪常用的控制方法即恒压法、扰动观察法、增加电导法存在的问题，提出了一种将恒压法和扰动观察法相结合的快速最大功率点跟踪控制方法。该方法采用恒压法获取光伏阵列最大功率点处的近似电压，然后根据光伏阵列的输出电压与该近似电压的差值确定扰动步长：如果差值较大，则表明光伏阵列工作点离最大功率点比较远，应采用较大的步长；如果差值较小，应采用较小的步长，从而减小功率振荡。仿真和实验结果表明，该方法不仅可快速跟踪光伏阵列的最大功率点，而且可有效减小功率振荡。

岩石峰前阶段变形光纤光栅传感检测研究

魏世明, 柴敬, 尹士献

2011, 37(3): 29-32.

<摘要>(56) <PDF>(4)

摘要:
为了获得更为精确的岩石变形破坏测试数据，提出了一种采用光纤光栅传感技术对岩石变形破坏过程进行检测的方法。该方法将光纤光栅粘贴于岩样的轴向方向，岩样在815MTS液压伺服机上进行单循环加载实验，测试岩石峰前变形阶段的轴向位移，岩样破坏后即停止实验。实验结果表明，光纤光栅传感技术所测应变值经应变传递系数换算后与MTS所测应变值一致性良好，相对误差率仅为3.2%。采用光纤光栅传感技术可以实现岩石峰前变形阶段的高精度测试。

粗糙集在电力变压器故障诊断中的应用

李虹, 田慕琴

2011, 37(3): 32-35.

<摘要>(31) <PDF>(3)

摘要:
电力变压器是一种比较复杂的系统，在实际故障诊断中要想获得完备的实验数据比较困难。针对该问题，提出了一种基于粗糙集的电力变压器故障诊断新方法，即分析搜集到的电力变压器历史故障数据，确定条件属性集和决策属性集；对条件属性集进行约简，去除冗余信息，提取关键信息，得到相应的规则集；利用该规则集对电力变压器进行故障诊断。实例分析验证了该方法的正确性和有效性。

一种滤除衰减直流分量的保护算法

齐艳, 何人望, 吴迅

2011, 37(3): 36-39.

<摘要>(44) <PDF>(3)

摘要:
当输入信号中含有衰减直流分量时，基于周期函数模型的全波傅里叶算法会产生较大误差。针对该问题，提出了一种改进的全波傅里叶算法。该算法不需要增加采样点数，只需对采样序列进行奇偶分列并分别进行傅里叶计算，即可得到各周期分量的精确计算公式。仿真结果表明，该算法计算简单、数据窗短，可有效地消除衰减直流分量的影响。

基于LCL滤波器的电压型PWM整流器的研究

黄秋燕, 张阁

2011, 37(3): 39-44.

<摘要>(21) <PDF>(2)

摘要:
针对电压型PWM整流器开关频率附近的高次谐波污染电网，传统的电压型PWM整流器的控制策略都是基于两相旋转坐标系，存在电流交叉耦合项、计算量大的问题，提出了一种两相静止坐标系下基于LCL滤波器的PWM整流器的控制算法。该算法利用Clark变换系将三相静止坐标系下的电压型PWM整流器系统变换到两相静止坐标系下的电压型PWM整流器系统，避免了两相旋转坐标系下的电流交叉耦合项；采用准谐振调节器控制电压型PWM整流器的电流，实现了电流的跟踪控制。Matlab仿真结果验证了该算法的正确性和可行性。

基于Visual C++的图像增强和轮廓提取研究

夏海波

2011, 37(3): 44-47.

<摘要>(47) <PDF>(2)

摘要:
煤矿井下环境比较灰暗，采集的视频图像画面不清晰，尤其在发生事故时，需要对现场画面进行增强和轮廓提取处理。针对该问题，介绍了一种基于Visual C++的图像增强和轮廓提取的设计方法。该方法采用Visual C++处理位图图像,运用灰度变换方法实现图像增强、模板匹配方法实现边缘检测来突出图像轮廓。实验结果表明，采用该方法处理的图像得到了增强并较好地提取了图像轮廓，达到了预期效果。

基于背景配准的矿井危险区域视频目标检测算法

屈凡非, 王智峰, 田建军

2011, 37(3): 48-50.

<摘要>(44) <PDF>(2)

摘要:
针对矿井危险区域视频监控视场背景复杂，难以实现视频目标精确提取的问题，提出了一种基于背景配准的视频目标检测算法。该算法实现步骤：提取SIFT特征点，计算特征点区域H-S光流矢量；通过区域运动特性分析提取出背景运动区域，对背景运动区域特征点做帧间匹配；计算仿射参数，配准差分后提取出精确的目标区域。实验结果表明，该算法能够去除前景目标特征点对背景配准的影响，可获得较为精确的目标区域。

一种新的基于中心线的双线巷道自动生成算法

王东瑞

2011, 37(3): 51-55.

<摘要>(56) <PDF>(2)

摘要:
针对目前双线巷道自动生成算法存在的问题，提出了一种新的基于中心线的双线巷道自动生成算法。该算法实现原理：由巷道中心线分别向两侧偏移巷道宽度的1/2距离，生成不等宽的双线巷道，双线首尾相接再生成多边形区域；任取两条巷道，求一条巷道的多边形区域与另一条巷道的双线的交点，并判断相邻两交点之间的双线是否在多边形区域内，若在多边形区域内，且一条巷道在另一条巷道的上方或相互贯通，则裁剪掉这部分双线巷道；遍历所有巷道使两两之间都经过这种方法处理，最终生成相互贯通或交叉的双线巷道图。

基于FPGA的直流电动机PWM控制系统

陆斌, 苏成功

2011, 37(3): 55-58.

<摘要>(46) <PDF>(12)

摘要:
针对基于单片机的直流电动机PWM控制系统存在精度差、抗干扰能力差的问题，而基于DSP的直流电动机PWM控制系统很难满足实时性要求的问题，提出了一种基于FPGA的直流电动机PWM控制系统的设计方案；详细介绍了该系统在直流电动机运行在强加速、弱加速、减速、定速四个状态的实现原理。仿真结果表明，该系统具有一定的可行性，可应用于煤矿井下直流电机车调速控制系统中。

数字煤矿特点及关键技术

潘涛, 梁宏

2011, 37(3): 59-63.

<摘要>(54) <PDF>(6)

摘要:
针对我国数字煤矿示范矿井建设过程中存在的不能全面理解数字煤矿含义的问题，探讨了数字煤矿的概念及特点、数字煤矿建设包含的内容、数字煤矿建设的现状；分析了数字煤矿建设与其它行业非煤数字矿山建设的区别；简要介绍了在“十二五”期间我国数字煤矿建设方面应重点研究及攻关的关键技术。

基于物联网的智能矿山体系研究

解海东, 李松林, 王春雷, 周亮

2011, 37(3): 63-66.

<摘要>(51) <PDF>(7)

摘要:
在分析智能矿山建设现状的基础上，提出了一种基于物联网的智能矿山体系架构方案；详细介绍了矿山物联网的结构及智能矿山应用体系的构建。该方案对煤炭企业建设物联网系统具有一定的参考作用。

高可靠性矿用分站的设计

朱前伟, 刘春霞

2011, 37(3): 67-70.

<摘要>(75) <PDF>(3)

摘要:
矿用分站与传感器之间大多采用模拟信号传输方式，极易受井下电磁干扰的影响，降低了煤矿安全监控系统的稳定性和可靠性。针对上述问题，设计了一种与传感器之间采用数字传输方式的高可靠性矿用分站，详细介绍了该分站的结构、硬件及软件设计。测试结果表明，该分站通过了《AQ 6201—2006 煤矿安全监控系统通用技术条件》中规定的抗干扰性能试验，具有较强的稳定性。

一种新型通信分站的设计

徐乐年, 高爽, 李文静

2011, 37(3): 70-73.

<摘要>(42) <PDF>(2)

摘要:
针对目前煤矿安全监控系统中低层网络即由智能传感器组成的传感器总线网络多种多样的问题，提出了一种兼容多种通信方式的通信分站设计方案。该分站一方面可采集多种数字接口的智能传感器信息；另一方面既可采用传统的总线方式与监控计算机通信，又可通过光纤或工业以太网与监控计算机通信。实际应用表明，该分站具有良好的兼容性和可靠性。

矿井煤仓三维计算机辅助设计

何宗明, 孟晨

2011, 37(3): 74-76.

<摘要>(67) <PDF>(6)

摘要:
针对传统的矿井煤仓二维设计存在绘图复杂、抽象、易出错等问题，提出了一种矿井煤仓三维计算机辅助设计的方案；以恒源煤矿的-600煤仓和主井缓冲煤仓为例，详细介绍了煤仓三维计算机辅助设计及其动画演示的具体实现。该方案解决了复杂工程施工中设计者与施工人员的交流问题，为高质量、快速施工提供了基础保障。

钣金件轮廓线早期腐蚀和表面涂层早期剥落问题分析及解决方法

陈继学, 陈伯明, 张文雄

2011, 37(3): 77-79.

<摘要>(61) <PDF>(2)

摘要:
为了解决涂装钣金件轮廓线早期腐蚀和表面涂层早期剥落的问题，对某产品一批钣金外壳的生产全过程进行了跟踪，分析了毛刺去除工艺和涂装工艺对涂装质量的影响。分析结果表明，残留毛刺是轮廓线早期腐蚀的主要原因、氧化膜的存在是导致表面涂层早期剥落的根本原因。

基于CAN总线的轴承温度监测系统硬件设计

陈广庆, 徐克宝, 孙爱芹

2011, 37(3): 79-81.

<摘要>(41) <PDF>(3)

摘要:
实时检测滚动轴承的温度可及时发现渣浆泵的故障，避免出现烧轴、轧辊损坏等现象。根据该原理，提出了一种基于CAN总线的轴承温度监测系统的设计方案；主要介绍了该系统的硬件设计，即主控制器、温度传感器、CAN通信电路、显示及报警电路的设计，并给出了硬件抗干扰措施。实际测试结果表明，该系统可实现轴承温度的有效检测，确保了渣浆泵的安全运行。

嵌入式地址智能分配系统的设计与实现

陈仲库, 韩志勇, 丁书娜, 易宇航

2011, 37(3): 82-85.

<摘要>(39) <PDF>(2)

摘要:
针对传统的地址固化方式存在设备维修互换困难的问题，提出了一种嵌入式地址智能分配系统的设计方案。该系统从第一个通信模块即第一台设备开始，由近及远依次自动编号，地址号存入到每个通信模块的数据存储器中，并可随时通过串口输出。该系统中所有的通信模块的硬、软件完全相同，使设备的维修互换不受任何影响、摆放位置不受限制。实际应用表明，该系统设计合理，能够准确地分配地址。

基于GPRS的石油钻井机无线数据传输系统设计

刘鹏, 李虹, 李梦辉

2011, 37(3): 85-87.

<摘要>(27) <PDF>(3)

摘要:
针对石油钻井机有线数据传输系统存在搭建困难、成本高、携带不便、容易损坏等问题，以国产Z12V190B型12缸柴油钻井机作为监控对象，提出了一种基于GPRS的无线数据传输系统的设计方案。该系统采用嵌入式模式，将ARM芯片和GPRS模块结合起来实现数据的远程采集、无线传送和实时监控功能。现场试验结果表明，该系统数据传输稳定、可靠，确保了野外钻井机的安全高效运行。

基于FPGA的煤矿井下瓦斯监测系统的设计

王彬, 周志刚, 汤文兵

2011, 37(3): 88-90.

<摘要>(34) <PDF>(2)

摘要:
针对目前一般的瓦斯监测系统存在测量精度低、稳定性及实时性差，而测量精度高、稳定性及实时性强的瓦斯监测系统的开发和维护费用又较高的问题，提出了一种基于FPGA的煤矿井下瓦斯监测系统的设计方案；详细介绍了该系统的硬件及软件设计。模拟测试结果表明，该系统具有监测精度高、稳定性好、响应速度快、调试运行费用低等特点。

基于GPS的SCADA-EMS煤矿供电调度系统的设计

吕启明, 夏元涛, 王晓晨, 汪玉凤

2011, 37(3): 91-94.

<摘要>(20) <PDF>(3)

摘要:

针对SCADA-EMS煤矿供电调度系统存在主站端与远动分站RTU的时间不能同步，从而影响数据采集准确性的问题，提出了一种基于GPS的SCADA-EMS煤矿供电调度系统的设计方案。该系统通过SCADA-EMS实时监测供电系统的运行情况，并可通过客户端进行远程访问；采用GPS与锁相环相结合的方法实现RTU交流数据采样的实时性和准确性。实际应用表明，该系统可有效保证煤矿供电系统的稳定运行。

选煤厂自动化集成平台的设计

任杰, 肖卫雄

2011, 37(3): 95-97.

<摘要>(174) <PDF>(4)

摘要:
针对红树梁煤矿选煤厂各智能控制子系统数据在异构条件下难以整合的问题，提出了一种自动化集成平台的设计方案。该方案采用一定的方法将各智能控制子系统集成到自动化集成平台中，从而实现数据的综合分析及实时统计、评估；集控室人员实时监测和控制生产环节的主要设备，从而实现全厂的数据采集、生产调度、决策指挥的信息化。实际应用表明，该平台运行稳定、可靠，提高了选煤厂的生产信息管理水平。

中小型煤粉锅炉燃烧系统优化控制

张松

2011, 37(3): 98-101.

<摘要>(46) <PDF>(3)

摘要:
针对现有的煤粉锅炉燃烧系统存在供粉量不均匀、结渣、燃烧不充分和负压不稳等问题，以一台20 t的导热油炉为控制对象，提出了一种煤粉锅炉燃烧系统集散控制系统的设计方案；详细介绍了该系统的硬件及软件设计。测试结果表明，导热油炉运行稳定，各项技术指标符合设计要求，实现了煤粉锅炉燃烧系统的优化控制。

环境在线监测系统在大型煤炭企业中的应用

杜睿

2011, 37(3): 101-104.

<摘要>(47) <PDF>(3)

摘要:
以开滦集团建设的环境在线监测系统为例，详细介绍了该系统的结构、工作原理及功能。实际应用表明，该系统可对各排污口的污染物排放情况进行实时在线监测、预警，提高了大型矿区的环境质量。

SGZB-07A电力保护装置在新桥煤矿的应用

李军

2011, 37(3): 104-106.

<摘要>(55) <PDF>(3)

摘要:
给出了SGZB-07A电力保护装置的总体结构、工作原理及技术特点，从漏电保护的及时性及准确性、友好的人机界面、易于整定、易于实现通信功能等几个方面介绍了该装置在新桥煤矿的具体应用。应用结果表明，该装置能满足矿井电力保护自动化的要求。

矿井提升机闸盘检测系统的改造

汪庆

2011, 37(3): 107-108.

<摘要>(56) <PDF>(3)

摘要:
针对GCTP-ZP01闸盘检测系统采用机械开关检测闸盘磨损和弹簧疲劳度，存在系统灵敏性差的问题，提出了一种基于嵌入式组态软件和S7-200 PLC的GCTP-ZP01闸盘检测系统的改造方案；详细介绍了改造后系统的硬件及软件设计。实际应用表明，改造后的系统结构简单、可靠性高、维修方便。

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2011年第37卷第3期

投审稿系统

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