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2012年  第38卷  第8期

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基于漏泄电缆的井下CDMA无线覆盖技术
顾义东
2012, 38(8): 1-4.
摘要:
针对采用天线作为CDMA无线通信系统覆盖设备时存在信号绕射及穿透能力较差,在弯曲度及高低起伏大的巷道无法保证无线信号的覆盖距离及信号质量,无法随意增大矿用CDMA基站发射功率来满足无线覆盖要求的问题,提出了一种利用漏泄电缆进行井下CDMA无线信号覆盖的解决方案。该方案中,井下CDMA基站输出的射频信号通过二功分器连接到漏泄电缆,可实现巷道的无线信号覆盖。实际应用表明,采用该方案信号覆盖稳定,通信效果良好。
液压支架电液控制系统的急停功能设计
张文杰, 田慕琴, 宋建成, 许春雨, 辛春红
2012, 38(8): 4-7.
摘要:
针对现有电液控制系统抗干扰性能较差的问题,结合煤矿井下综采工作面特点, 提出了一种基于C8051F020单片机的液压支架电液控制系统急停功能的设计方案,介绍了急停功能的实现过程。该方案在采煤工作面出现紧急情况时,操作急停按钮可使整个工作面上的所有液压支架立即停止动作,并不再响应任何操作指令;在危险情况排除后,操作解停按钮就可以使采煤工作面恢复正常工作。功能调试结果验证了该方案的可行性。
具有温度及压力补偿的矿用红外甲烷传感器设计
刘炎, 张立斌, 蒋泽
2012, 38(8): 7-10.
摘要:
针对现有红外甲烷传感器因受温度、压力影响而采取硬件补偿方式后存在测量精度和可靠性降低的问题,提出了一种具有温度及压力补偿功能的矿用红外甲烷传感器设计方案,详细介绍了该传感器的软硬件设计,给出了温度、压力的补偿方法,即在数据处理上增加了环境温度及压力补偿功能。测试结果表明,该传感器具有测量精确度高、稳定性好、环境适应能力强等优点。
煤矿地质数据管理系统设计
高杨
2012, 38(8): 11-14.
摘要:
设计了一种基于B/S的地质数据管理系统,详细介绍了该系统的架构、开发技术路线及主要功能。该系统采用ActiveX控件技术实现了网页中数据的图形化显示, 并且支持用户交互,实现了地质数据的自动化管理。
采煤机音视频及数据综合传输系统的设计
邱锦波
2012, 38(8): 14-17.
摘要:
针对现有采煤机视频、音频及工况监控数据实时传输系统采用无线局域网、光缆或单独拖曳通信电缆时存在不稳定、故障率高、维护困难等缺点,提出了一种基于采煤机主电缆内嵌单根射频同轴电缆的多路视频、音频及数据综合传输系统的设计方案。该系统采用数据调制传输频率高于视频监控信号调制频段的设计方法,避免了数据通信对监控图像质量的影响,且因数据传输具有较高的功率余量,保障了控制数据通信的低误码率。
新型矿用无缆钻孔测斜仪的设计
张典荣
2012, 38(8): 18-20.
摘要:
介绍了新型矿用无缆钻孔测斜仪的组成、无缆测量原理及其关键部件的设计等。该无缆钻孔测斜仪工作原理基于同步技术,即首先将同步机和探管用连线连接后,使同步机和探管按预先设定的时间同步工作,然后拆开连线,将探管连接到钻杆上送入到测量处测量,与探管同步工作的同步机则记录有用的测点;测量完成取回探管,将探管测斜数据发送到同步机中,由同步机计算并显示出各测点的倾角和方位角。实际应用表明,该无缆钻孔测斜仪设计合理,使用方便,测量精度达到倾角(+90°~-90°)±0.2°、方位角(0~360°)±2°,完全满足煤矿井下钻孔轨迹测量的要求。
可管理型交换机及其配置软件的设计
徐杰
2012, 38(8): 21-25.
摘要:
针对现有可管理型交换机命令行配置方式需要记忆并需严格按顺序输入配置命令,使用繁琐不易掌握的问题,采用VB实现了可管理型交换机窗口化配置界面,采用C语言编写了管理CPU的配置命令帧收发和解析程序及模拟SMI时序软件,并通过该模拟SMI时序软件完成了管理CPU对交换机片内寄存器的读取/写入,从而实现了对交换机的可管理型配置。测试结果表明,配置软件使用简单可靠,配置后的可管理型交换机运行稳定。
基于CMOS反相器的VGA信号多路分配电路设计
徐煜明, 韩雁, 徐斐
2012, 38(8): 26-30.
摘要:
针对VGA分配器因电路复杂、基色信号放大不平衡、信号波反射等引起的图像偏色、拖尾、重影等缺陷,在分析了CMOS反相器的电压传输特性曲线的基础上,设计了一种VGA信号多路分配电路。该电路采用CMOS反相器作为模拟小信号放大电路,由74HCU04AP集成电路构成R、G、B三基色放大电路通道,由射极跟随电路驱动信号输出,能提供4路以上独立的75 Ω负载输出,实现一路VGA信号输入、多路VGA信号输出的功能。实际应用表明,该电路结构简单、成本低廉、可靠性高。
国内乳化液浓度检测与自动配比技术研究进展
赵四海, 王琦, 刘志强
2012, 38(8): 30-35.
摘要:
阐述了我国乳化液浓度检测、配比技术的概况,对比研究了乳化液浓度检测技术、乳化液自动配比技术和乳化液浓度检测与自动配比技术的发展现状, 分析了它们各自的技术特点,指出:结合传感检测技术和计算机控制技术的乳化液浓度在线检测和自动配比是符合现代化矿井生产技术的发展趋势;研发精度高、实用性强的乳化液浓度传感器是现阶段的主要研究内容;乳化液浓度的自动检测配比系统将朝着智能化和数字化的方向发展,它将与乳化液的泄漏监控子系统结合,对整个乳化液泵站系统进行监控,以保证综采工作面液压支护系统正常工作。
煤矿井巷无线信道相干带宽的计算
崔洁, 徐钊, 霍羽
2012, 38(8): 36-40.
摘要:
基于矿井巷道电磁波传播多波模理论和射线传播理论,建立了煤矿井巷中无线信号的信道模型。综合考虑传播距离、巷道截面尺寸、载波频率、天线极化、天线位置、介质电参数等影响信道相干带宽的重要参数,推导了煤矿井巷中无线信道相干带宽的公式。在宽为4 m、高为3 m的矩形巷道仿真上述参数对相干带宽的影响,得出了如下结论:煤矿井巷内的相干带宽与频率成正比,与传播距离、巷道截面尺寸和介质电参数成反比, 改变天线在巷道截面的位置对相干带宽影响不大。
矿井瞬变电磁重叠回线装置实验研究
李云波
2012, 38(8): 41-44.
摘要:
针对井下特殊的工作环境,对不同边长、不同形状和不同匝数的重叠回线装置与关断时间、接收信号质量之间的关系进行了定性研究,通过实验得出了如下结论:关断时间受重叠回线装置的形状和接收线圈的匝数影响较小,而对重叠回线装置的面积和发射线圈匝数的变化较为敏感,基本上呈现线性增加关系;在井下有限的施工空间中,适当增大重叠回线装置的面积和加大接收线圈的匝数可以明显提高和保证接收信号的质量;而圆形的重叠回线装置在相同周长的情况下,能够获得最大的接收面积;发射线圈匝数的增加无助于接收信号质量的改善。
基于3DGIS数字矿山基础信息平台的火灾烟流蔓延分析及避灾路线解算
陈荣想
2012, 38(8): 45-51.
摘要:
结合矿井火灾烟流运动理论和火风压对通风网络的影响,提出了矿井火灾时期烟流传播过程的数值模拟数学模型及计算机算法,通过解算确定了合理的避灾路线;基于3DGIS数字矿山基础信息平台及其三维可视化技术,开发了烟流传播过程及避灾路线的算法计算机程序,模拟矿井火灾发生过程,三维展示烟流污染范围及人员避灾路线;经巷道物理微缩模型的实验证实,该算法可以应用到实际矿井火灾烟流蔓延分析;将其分析功能应用在某矿井下火灾应急预案的演练中,发挥了很好的作用,取得了良好的效果。
基于FPGA的Σ-ΔADC转换器的设计和实现
张波
2012, 38(8): 51-54.
摘要:
针对瞬时采样方法只适合变频器模拟量比较平滑且采样频率较高的场合和平均值采样法要求采样频率高、运算速度快的问题,设计了一种基于FPGA的Σ-ΔADC转换器,介绍了Σ-ΔADC转换器的结构原理和Sinc3滤波器的设计。该转换器将Σ-Δ调制器和FPGA有效结合,既提高了采样精度,也提高了模拟信号传输的抗干扰能力及检测装置耐压的能力。实验验证了该转换器的正确性。
煤矿监控图像增强算法的分析与实现
应东杰, 李文节
2012, 38(8): 55-58.
摘要:
针对煤矿井下粉尘多、光照差的恶劣环境使得矿井监控图像偏暗、对比度低、视觉效果差的特点,提出了一种基于小波变换和模糊理论的图像增强算法。该算法选择小波变换为工具分解图像,应用新的模糊隶属度和增强算子对高频信息进行模糊处理,利用直方图均衡化对低频信息进行处理,最后对图像进行重构。处理结果较好地增强了图像细节信息,从整体上改善了图像效果。
起重机升降运动系统的建模及仿真研究
姚玉梅, 牛超, 孔宪华
2012, 38(8): 59-62.
摘要:
目前,对起重机升降系统的研究,基本上将电气系统和机械系统分开研究,或者只是简单的进行链接,很难建立有效、精确的数学模型。针对该问题,分析了起重机升降运动系统各组成部分的关系,建立了起重机升降运动系统机电耦合数学模型,以变量的形式引入了电磁转矩和钢丝绳的弹性系数,避免了单纯从机械系统或电气系统建模而忽略两者之间存在相互影响的缺陷;以负载运动位置作为控制变量,采用基于矢量控制的调速方法对该模型进行了仿真,结果表明,该模型能够较好地反映出起重机升降运动的工作过程。
一种基于生物智能控制的静止无功补偿器控制系统
周晓华, 叶洪涛, 王荔芳, 刘胜永, 袁海英
2012, 38(8): 63-66.
摘要:
针对传统PID控制在动态调节过程中存在快速性和平稳性矛盾的问题,提出了一种基于生物智能控制的静止无功补偿器控制系统的设计方法。生物智能控制器基于睾丸素分泌调节原理,其一级控制单元和二级控制单元采用比例控制和传统PID控制设计,一级控制单元根据控制偏差的大小动态调整二级控制单元的给定值输入,从而可迅速、稳定地消除控制偏差。仿真结果表明,基于生物智能控制的静止无功补偿器控制系统具有响应速度快、超调量小、动态和静态稳定性能好等优点。
风电场电能质量特性及治理措施仿真分析
黄永卫, 刘峻, 周喜超
2012, 38(8): 67-70.
摘要:
基于甘肃河西地区大规模风电接入电网工程,建立了典型风电机组仿真模型,仿真分析了风电并网引起的电压偏差、电压波动、谐波等电能质量特性;在对风电场电能质量特性分析的基础上,综合考虑补偿效果等因素,对应用STATCOM治理风电场电能质量的效果进行了仿真。仿真结果表明,STATCOM对风电场的各种电能质量问题具有较好的治理效果,可为风电场电能质量特性分析和治理提供参考。
基于滑模变结构的感应电动机直接转矩控制
韩亚军, 杨小强, 祝万平, 周洋
2012, 38(8): 71-74.
摘要:
针对感应电动机常规直接转矩控制中存在磁链、转矩脉动大,低速控制不精确等问题,在建立α-β坐标系感应电动机数学模型的基础上,提出了一种基于滑模变结构的新型直接转矩控制方法。该方法利用转速滑模变结构控制器代替常规直接转矩控制中的PI控制器,可有效减小常规直接转矩控制中的磁链和转矩脉动,增强了系统的稳定性。仿真结果证明了该方法的正确性。
基于时序指数平滑法的风电场功率预测研究
卢永芳, 程志磊, 王晓卫, 刘莹莹
2012, 38(8): 75-78.
摘要:
针对现有风电场功率预测方法存在预测时间短、预测精度低,不能跟踪风电波动性、间歇性进行可靠预测的问题,提出了一种基于时序指数平滑法的预测方法。该方法首先将原始数据利用指数平滑法进行去畸变量处理,得到较规则的功率数据,然后根据初步处理后的功率数据利用反馈式时序指数法进行预测。利用该方法对某大型风电场4台风电机组未来1天的发电功率进行了预测,预测结果与实测数据大致吻合,证明了该方法的可行性。
井下人员定位系统读卡器存储算法分析与测试
张峰, 徐钊, 张凯婷
2012, 38(8): 79-82.
摘要:
从查找时间与存储容量2个方面分析了适用于井下人员定位系统读卡器的3种存储算法,即链式存储算法、哈希表存储算法和哈希二叉树存储算法,给出了该3种不同存储算法的使用效率与应用场合。测试结果表明,链式存储算法查找时间呈线性增长,哈希表存储算法明显优越于链式存储算法,如果测试数据增多,其优越性会更明显;当数据量较大时,哈希搜索二叉树存储算法又明显优于哈希表存储算法,当人数达到行业所要求的8 000人以上时,选择哈希搜索二叉树存储算法更为合理。
煤矿企业纯软件方式的双机热备系统研究
钟宇
2012, 38(8): 83-86.
摘要:
针对煤矿监控系统双机热备标准方案中硬件设备昂贵、维护成本较高的问题,设计了一种纯软件方式的双机热备系统。该系统利用文件差异备份以及MYSQL增量备份相结合的方式将数据保存到主、备机中,即采用RSYNC文件同步算法对文件进行备份,利用MYSQL数据库的Binary Log机制开启日志记录文件,将在一个时间间隔内发生修改的数据信息导出到增量备份文件中,并将增量备份文件发送到备机中,备机将修改数据导入数据库,从而达到数据库同步操作的目的。同样地,在主机出现故障后,在备机中修改的数据以同样的方式同步到主机中。该双机热备系统已投入实际应用,满足了煤矿监控系统中数据实时性与数据完整性的要求。
基于ADXL335的堆煤传感器的设计
蒋志龙, 张大女
2012, 38(8): 87-89.
摘要:
针对基于行程开关的堆煤传感器监控信号不准确以及基于水银开关的堆煤传感器无法灵活设置动作点(倾斜角度)的局限性,提出了一种基于ADXL335三轴加速度计的新型矿用堆煤传感器的设计方案,介绍了该传感器主要电路的设计。该传感器利用加速度计的三轴角度测量功能,实现了全方位高精度测量,能将信号及时准确地传送至胶带输送机保护控制系统, 防止了煤炭的持续堆积。
选煤厂铁路装车自动减载系统设计与应用
王冬, 王东才, 范荣广
2012, 38(8): 89-92.
摘要:
针对南屯煤矿选煤厂现有装车系统严重超载而无法保证装车精度和装车质量的问题,设计了一种自动减载系统,介绍了该系统的硬件和软件的设计。该自动减载系统加设了一个取煤机构,当火车行进通过计量衡之后,通过与原自动添煤系统通信后,获取车皮计量信息;若为超载车皮,则取煤机构下降取煤;还在返煤胶带上安装计量系统,实现了火车超载减载自动化。
图形控制器在中小型控制系统中的应用
汤先驰
2012, 38(8): 93-96.
摘要:
从选型、设计、调试3个方面比较了中小型控制系统中采用的触摸屏加PLC方案和图形控制器方案的优缺点;以某工厂供粉控制系统为例,给出了一种采用图形控制器来代替触摸屏加PLC的控制方案。实际应用说明了该控制方案的可行性及优势。
煤炭企业实施EAM系统的管理策略
李建章, 张世明
2012, 38(8): 96-99.
摘要:
详细论述了煤炭企业在EAM系统实施过程中存在的诸多管理问题,结合神华神东煤炭集团有限责任公司EAM系统成功建设的管理经验,提出了煤炭企业EAM系统成功实施的管理策略。
基于Web日志的煤矿企业网站个性化推荐服务研究
郭孝园, 何臻
2012, 38(8): 100-104.
摘要:
为了解决煤矿企业网站用户查找信息难的问题,提出了一种基于Web日志的煤矿企业网站个性化推荐服务模型。该模型应用关联规则对新用户进行页面推荐,应用聚类算法对老用户进行页面推荐;并结合点击网页的次数、网页的浏览时间、雅可系数与最长公共路径系数来度量用户兴趣度的方法,可为用户准确地推荐其感兴趣的页面。测试结果表明,该模型能够有效地对网页资源进行分类并进行个性化推荐。
钱家营煤矿矿井综合自动化系统的改造
陈于亮
2012, 38(8): 105-109.
摘要:
针对钱家营矿综合自动化系统存在仅以信息集成为主、服务器配置落后、无法实现智能调度、集中监控等问题,提出了系统改造原则,详细阐述了系统环网、调控中心和软件平台的改造与实施。改造后系统在注重信息采集和处理的同时,也注重对信息进行综合处理及生产和安全自动化系统的联合监测监控,实现了矿井综合自动化系统的五融合。
经济型矿用无极绳绞车控制装置设计
王团结
2012, 38(8): 109-111.
摘要:
介绍了经济型矿用无极绳绞车控制装置的组成、工作原理、硬件及软件设计。该装置以主控制箱为核心,可实时检测速度信号和绞车运行信息,并可将信息实时显示在触摸显示屏上,具有绞车启停、正反向控制、调速和自动加减速控制、机头机尾过卷、启车预警、岔道告警等功能;当绞车出现故障时能够立即停车,确保绞车安全运行。该装置既可以作为无极绳绞车的软启或直启控制系统,又可以作为无极绳绞车变频控制系统。
提高主井提升能力的技术途径
郭金龙
2012, 38(8): 112-114.
摘要:
分析了制约煤矿主井提升机提升能力的主要因素,提出了提高煤矿主井提升机提升能力的有效技术途径,并以孔庄矿主井提升机为例,阐述了提高煤矿主井提升机提升能力的有效技术途径的具体实施。
WK-35型挖掘机电气室温度过高的解决方案
杨阳
2012, 38(8): 115-117.
摘要:
分析了WK-35大型挖掘机电气室温度过高的原因,针对现阶段一般采用清理或更换滤清器的方法来降低挖掘机电气室温度存在清理工作费时费力的问题,提出了在轴流风机主回路中增加控制回路及延时继电器的解决方案。该方案可实现轴流风机先反转后正转,反转过程中所产生的负压能有效吸出滤清器中的杂物,从而达到加大电气室的送风量、降低温度的目的,解决了电气室温度过高的问题。
井下分散式排水汇集点潜水泵集控系统设计
苏华兴, 吴昊
2012, 38(8): 118-121.
摘要:
结合某矿井下排水的实际情况,设计了一种基于千兆环网的井下潜水泵集控系统,介绍了系统的硬件和软件设计。该系统通过智能控制与浮球开关传感器实现了高低水位就地自动控制,通过上位机与井下智能控制器的通信实现了潜水泵的集中调度与控制,为分布广、设备数量多、启停频繁的小功率潜水泵控制提出了有效的解决方案。
煤矿井下软启动器本安先导电路的改进设计
严树勋, 杨维义
2012, 38(8): 121-123.
摘要:
介绍了本安先导电路的原理和设计原则,阐述了采用继电器隔离方法设计的本安先导电路的基本原理, 指出了该本安先导电路存在自行启动和低电压启动不稳定的问题, 介绍了一种采用光电耦合器隔离控制的本安先导电路的设计。实际应用表明,改进后的本安先导电路工作电流和最大短路电流均小于由继电器控制的本安先导电路,不存在电感电容等储能元器件,电路性能更稳定, 动作更可靠。
多种数据集成接口适配组件的研究
宋璟玥
2012, 38(8): 124-127.
摘要:
分析了目前常见的几种数据集成方式存在的问题,提出了一种建立多种数据集成接口适配组件的设计方案。该方案以中间件方式实现采集适配器,通过统一适配器实现对多种异构数据源的集成与处理及对系统集成平台的统一发布功能,提高了数据处理速度,减少了业务流程执行时间,为系统平台数据集成与应用提供了便利。
VC6.0编程客户端访问组态王OPC服务器的方法
魏森声, 田慕琴
2012, 38(8): 127-130.
摘要:
介绍了OPC技术的体系结构原理和OPC客户端程序设计方法,提出了使用定制接口访问数据的OPC客户程序的方法,利用VC6.0编写了OPC客户端应用程序,详细介绍了OPC客户端应用程序实现的步骤。该方法使用组态王作为服务器,通过组态王的OPC接口来访问数据库中的数据变量,实现了OPC编程客户端与组态王OPC服务器之间的数据交换。
矿用防越级跳闸保护装置的设计
耿庆娥
2012, 38(8): 131-134.
摘要:
根据我国煤矿井下供电系统线路分级多、线路短的特点,分析了井下供电线路出现越级跳闸的原因;采用32位TMS320F2812 DSP为主控处理器,设计了采用反向闭锁式纵联的防越级跳保护装置。实验结果表明,该保护装置可以解决煤矿供电线路的越级跳闸问题,提高了供电系统的可靠性。
CDT电力规约接入全矿井综合自动化系统的方法
邵江洪
2012, 38(8): 135-137.
摘要:
针对煤矿地面变电站自动化系统提供的CDT接口难以接入全矿井综合自动化系统的难题,提出了一种采用组态王KingView软件将CDT接口转换成OPC接口,从而将电力监测系统接入到全矿井综合自动化系统软件平台的方法。
某煤矿输电线路防雷改造
许衡, 陶凤源, 任文斌, 张东, 廖志华
2012, 38(8): 138-141.
摘要:
介绍了阳煤集团35 kV供电线路的运行概况,从地形地势的影响、现有防雷措施和线路绝缘配置等方面分析了线路雷害事故多发的原因,提出了拆除消雷器、两回线路采用不平衡绝缘配置和加装线路避雷器等防雷措施。实际运行结果表明,改造后的线路防雷效果较好。
刘庄煤矿变电站的改扩建及架空配电线路的防雷保护
王修宏
2012, 38(8): 142-145.
摘要:
为了防止雷电引起110 kV供电线路跳闸、损坏,同时满足产能增加的需求,刘庄煤矿根据自身实际情况,对110 kV变电站进行了环网改扩建设计,并对架空配电线路采取安装架空避雷线、氧化锌避雷器等防雷措施。变电站环网改扩建设计使整个供电线路在结构上形成了供电环网,即任何一路因雷击造成线路跳闸或损坏的供电线路都能通过供电环路对任一负载进行供电,从而解决了供电线路的可靠性问题。
基于ARM的热电厂自动抄表系统的设计
李文刚
2012, 38(8): 145-147.
摘要:
针对传统的热电厂抄表系统存在效率低、可靠性低的问题,设计了一种基于ARM的发电厂自动抄表系统,详细介绍了系统硬件、软件的设计及工作原理。该系统以LPC2368微控制器为核心,通过数据采集器自动读取相应测量仪表的读数,然后通过RFID无线射频识别技术将采集到的数据传送至LPC2368微控制器进行处理,实现了对各单元测量仪表数据的实时监控。
基于单片机的三相调压自动控制系统的设计
邢月华, 付磊, 薛章华
2012, 38(8): 148-150.
摘要:
针对传统的交流调压器难以满足实时、精确调压和稳压的问题,设计了一种基于单片机的三相调压自动控制系统,详细介绍了系统的硬件电路和软件的实现。该系统以AT89C51单片机为控制核心,可实时监测电压信号的变化,实现在设定电压下的手动、自动调压功能。该系统还可以实现0.01 V以上电压采集精度、0~400 V之间升压、降压及稳压的自动控制功能。试验结果表明,该系统具有电路简单,工作可靠性强和自动化水平高等优点。