工矿自动化

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郭西进, 高警卫, 岳广礼, 任良才

2012, 38(9): 1-4.

<摘要>(56) <PDF>(15)

摘要:
针对重介选煤工艺过程中悬浮液密度、磁性物含量以及液位三个参数相互耦合，采用人工或PID调节方式效果不理想的问题，通过分析重介选煤工艺过程，提出了一种重介选煤工艺多参数模糊控制方法。该方法采用两个模糊控制器分别控制液位和悬浮液密度，对两个模糊控制器的输出去模糊化后结合煤泥含量计算出分流量与补水量，进而控制分流箱阀门和清水阀的开度。工业试验结果表明，与传统PID控制方法相比，该控制方法的稳定性更高，响应速度更快，超调量更小。

SVE方法在煤矿安全设备采购中的应用

马中飞, 谢洪岭, 姚帅

2012, 38(9): 5-8.

<摘要>(56) <PDF>(5)

摘要:
针对采用定性分析方法难以得出煤矿安全设备最优采购方案的问题，提出了一种基于安全价值工程的煤矿安全设备采购方法，并以某煤矿企业采购瓦斯抽放泵站为例介绍了该方法的决策过程：首先采用0~4强制打分法确定待选产品各项功能指标的权重并计算权重系数，然后由专家采用10分制法对待选产品满足各项功能指标的程度进行打分，根据打分结果和权重系数得出待选产品的安全价值系数，安全价值系数最大的产品即为最优采购方案。该方法为煤矿企业科学合理地采购安全设备提供了参考。

全自动智能调度与装车系统的开发

郭欣, 宁建民

2012, 38(9): 9-12.

<摘要>(62) <PDF>(8)

摘要:
针对现有煤矿运输车辆人工调度、过磅、装车方式存在的车辆通行缓慢、工人劳动强度大、效率低等问题，开发了一套适合多点交叉作业的全自动智能调度与装车系统，给出了系统总体设计方案，介绍了系统采用的电子不停车收费车辆识别、汽车衡称重、快速定量装车等关键技术及系统软硬件设计方案。该系统实现了对煤矿运输车辆的全程检测管理、智能调度、自动装车、快速通行功能，提高了煤炭运装管理效率。

铁路快速定量装车站控制系统的开发

王健

2012, 38(9): 12-15.

<摘要>(261) <PDF>(10)

摘要:
针对基于轨道衡计量方式和人工或单片机控制方式的传统煤矿装车系统存在的速度慢、精度低等问题，介绍了一种铁路快速定量装车站的组成及工艺流程，阐述了该装车站控制系统的配置以及定量装车、自动给料控制策略，并对该控制系统进行了工业性测试。采用该控制系统后，快速定量装车站对单节车厢及整列列车的装车精度均小于0.1%，单节装车时间小于45 s，实现了快速精确装车。

一种CAN总线分析检测装置的设计

汪学明, 徐娟, 王启峰

2012, 38(9): 16-19.

<摘要>(63) <PDF>(6)

摘要:
针对目前CAN总线监测中常用的CAN适配卡价格高昂或难以实现准确、实时监测的问题，采用S3C6410微处理器设计了一种CAN总线分析检测装置，给出了该装置的总体结构，详细介绍了装置的软、硬件设计方案。该装置操作简便，成本低，可对不同通信协议和波特率的CAN总线设备进行检测，为CAN总线设备的现场监测与排错提供了快速、准确的解决方案。

一种中压开关柜绝缘子泄漏电流在线监测装置的设计

康安明, 申成兵, 刘强, 曾庆军

2012, 38(9): 19-22.

<摘要>(55) <PDF>(5)

摘要:
介绍了一种中压开关柜绝缘子泄漏电流在线监测装置的设计方法，给出了装置总体设计方案，详细介绍了放大电路、滤波电路、信号调理电路及电磁兼容设计，并采用低电压作用下的等效阻容网络测试了该装置的性能。当装置输入4 V左右正弦波时，输出电压为2.2~3.8 V，输出电流为10~14 mA，均满足设计要求，且电压和电流波形匹配良好；在一定的相移前提下，该装置的输出波形与实测波形基本一致，表明其能够实现中压开关柜绝缘子泄漏电流的在线监测功能。

一种新型相敏保护器的设计

李思光

2012, 38(9): 23-26.

<摘要>(34) <PDF>(5)

摘要:
针对现有的中低压电网相敏保护装置因采用简单的波形逻辑处理电路而存在的测试灵敏度低的问题，提出了一种新型相敏保护器的设计方案，详细介绍了该相敏保护器的工作原理及软硬件设计。该相敏保护器采用电能参数测量集成芯片CS5463直接读取功率因数，测量准确、可靠。实验结果表明，该相敏保护器在电网发生短路时能够可靠动作，短路故障保护动作时间小于80 ms，启动和过载动作时间均大于8 s，满足设计要求。

煤矿井下本质安全电气系统设计及技术发展

张刚

2012, 38(9): 26-34.

<摘要>(53) <PDF>(7)

摘要:
我国目前还没有针对煤矿井下本质安全电气系统的标准，新版 IEC 60079-25对I类本质安全系统的技术规定也很不完善。文章给出了本质安全电气系统的概念，分析了煤矿井下爆炸性环境的特殊性；针对整体或部分用于煤矿井下爆炸性环境中时需达到I类EPL Ma级或EPL Mb级保护水平、防爆类型为本质安全型“i”的本质安全电气系统，论述了系统结构设计和防爆参数评定的关键要素，并提出了实用方法；提出了系统设备故障分析和系统互连电缆故障分析方法；最后分析了国内外本质安全技术的现状及发展。

近红外光谱灰分预测模型中煤炭样本的优化方法

赵凯, 雷萌

2012, 38(9): 35-38.

<摘要>(41) <PDF>(9)

摘要:
针对近红外光谱灰分预测模型中样本数据特有的问题，首先采用主成分分析方法剔除建模样本集中的异常样本，并提取出煤炭光谱的特征信息；然后提出一种集成自组织映射神经网络和模糊C均值聚类算法的双层聚类方法，将样本集分为5个子集，并滤除其中的争议点；最后搭建基于GA-BP神经网络的煤炭灰分预测子模型，单独分析各子集的测试集样本。实验结果表明，基于主成分分析和双层聚类方法的煤炭样本优化方法不仅能准确排除异常样本和可疑样本，还能有效地压缩样本数据，使得各子模型的学习精度和运算速度得到显著提高。该方法为近红外光谱煤质分析技术的发展应用提供了一种有效可行的新途径。

基于Fuzzy-Smith补偿控制的煤泥水自动加药系统仿真研究

王光辉, 匡亚莉, 王传真, 申迎松

2012, 38(9): 39-42.

<摘要>(24) <PDF>(6)

摘要:
分析了煤泥水系统的絮凝沉降过程，推导出絮凝剂、凝聚剂加药量与溢流浓度之间的传递函数，计算得两个传递函数的惯性滞后时间与纯滞后时间比值均远大于0.3，说明煤泥水处理过程是一个大时滞性系统；介绍了Fuzzy-Smith补偿控制基本原理，构建了基于Fuzzy-Smith补偿控制的煤泥水自动加药系统的仿真结构。仿真结果表明，Fuzzy-Smith补偿控制策略较传统PID控制策略具有更快的系统响应速度，较好地解决了煤泥水处理过程的大时滞性问题。

可变频变压器的建模仿真与分析

杨文刚, 贺诚, 王富亮

2012, 38(9): 43-46.

<摘要>(52) <PDF>(4)

摘要:
采用高压直流输电方式连接两个异步电网存在谐波干扰、换相失败、难以实现功率平滑调节、无功功率不能随有功功率传输等问题。文章介绍了可变频变压器的的基本结构及原理，研究了可变频变压器的数学模型及控制模型，给出了可变频变压器传输功率与直流驱动电动机提供的驱动转矩之间的数学关系式，在此基础上采用PSCAD软件搭建了可变频变压器模型并进行了仿真研究。仿真结果表明，可变频变压器可以实现两个异步电网之间的连接并进行功率双向平滑传输，响应速度快；通过转速控制器控制直流驱动电动机的转速可使旋转变压器的转速恒定，以弥补两个电网的频差，维持系统平衡。

改进灰色GM(1, m)模型在变压器故障预测中的应用

李平, 胡新明, 陈国平, 李建红, 罗飘扬

2012, 38(9): 47-51.

<摘要>(68) <PDF>(12)

摘要:
针对灰色模型在预测变压器故障时对波动数据序列的预测误差较大的问题，提出了一种灰色GM(1, m)预测模型改进方案：对原始数据序列进行处理，使其具有更好的指数规律，以满足预测模型对光滑性的要求；对处理过的原始数据序列进行灰关联度分析，以得到各变量之间的关系；优化预测模型的背景值并用其建模；采用等维新息模型预测数据。采用改进的灰色GM(1, m)模型预测某变压器油中7种特征气体的体积分数，所得预测数据的平均残差和后验相对误差均小于GM（1, 1）模型和传统GM（1，m）的预测结果，表明其具有更好的预测精确度。

三相H桥级联逆变器的错时采样单周期控制策略

付兰芳, 孙鹤旭, 董砚

2012, 38(9): 51-54.

<摘要>(46) <PDF>(3)

摘要:
针对三相H桥级联逆变器提出一种单周期控制策略，推导了各逆变单元开关的占空比计算公式，指出可通过控制开关的占空比使每个开关周期中开关变量的平均值等于或正比于控制参考量；为了增加级联逆变器输出电压的电平数，提出将错时采样技术应用于级联逆变器单周期控制策略的方案，即将各逆变单元的采样时间依次错开。仿真结果验证了错时采样单周期控制策略用于三相H桥级联逆变器的可行性，且该控制策略可使逆变器的输出电压具有较小的谐波含量，且响应快速，鲁棒性强。

基于改进PSO算法和LS-SVM的短期电力负荷预测

潘磊, 李丽娟, 丁婷婷, 刘对

2012, 38(9): 55-59.

<摘要>(51) <PDF>(3)

摘要:
针对电力负荷的小样本、非线性、高维数和局部极小点等问题，提出采用最小二乘支持向量机方法建模，以历史负荷、温度、湿度等数据作为输入量，对短期电力负荷进行预测；针对最小二乘支持向量机在建模中存在的参数选取问题，采用一种根据种群多样性信息来指导初始种群选取和避免粒子早熟收敛现象的改进粒子群优化算法来优化最小二乘支持向量机的惩罚因子和核参数。仿真结果表明，基于改进粒子群优化算法和最小二乘支持向量机的短期电力负荷预测方法较最小二乘支持向量机预测方法、基于基本粒子群优化算法和最小二乘向量机的预测方法具有更好的预测精确度。

隔爆型水冷变频器内部结露机理及其试验研究

高贵军, 寇子明, 张俊, 吴怀亮

2012, 38(9): 59-62.

<摘要>(23) <PDF>(4)

摘要:
针对隔爆型水冷变频器隔爆腔体内部的高湿度空气在冷热变化过程中会出现结露现象甚至产生冷凝水而导致电路短路的问题，对隔爆腔体内部结露机理进行了定性分析，提出了箱体内空气温度、空气湿度与露点温度的关系模型，并以此作为判断箱体内是否结露的依据；利用模拟试验方法验证了该关系模型的正确性，并分析了隔爆型水冷变频器的冷却水流量与温度对结露的影响情况，得出空气温度与露点温度的差值越大则结露越严重的结论，指出通过冷却或加热手段即可有效避免隔爆腔体内部出现结露现象。

静止无功发生器在风电场电网中的应用研究

王钢, 赵莉君, 李捷, 余亚冰

2012, 38(9): 63-66.

<摘要>(48) <PDF>(4)

摘要:
分析并比较了晶闸管控制电抗器型无功补偿装置和静止无功发生器的动态响应时间和谐波特性，得出静止无功发生器动态响应速度更快、谐波含量更低的结论；对静止无功发生器在风电场电网正常运行和发生三相接地短路故障时的应用情况进行了仿真研究，结果表明，静止无功发生器可在风电场电网正常运行时降低输电线路损耗、抑制并网点电压的波动和闪变，在电网发生短路故障时增强风机低电压穿越能力；在某风电场通过断开静止无功发生器端子排上330 kV母线PT空气开关来模拟电网三相接地短路故障，测试结果证明，静止无功发生器能够在较短的时间内达到最大容性无功输出，提高了电网运行的稳定性。

基于逆系统原理的感应电动机滑模速度控制

牛超, 朱振伟, 曹玲芝

2012, 38(9): 67-70.

<摘要>(49) <PDF>(3)

摘要:
针对目前逆系统原理应用于感应电动机调速系统中时往往忽略参数不确定性的问题，从感应电动机的非线性模型出发，采用逆系统理论建立了转子电阻与负载参数不确定的感应电动机伪线性控制系统模型；提出了一种采用变指数趋近律实现的防抖动自适应滑模变结构控制方法，并将该控制方法应用于感应电动机伪线性控制系统中。仿真结果表明，基于逆系统原理的感应电动机滑模速度控制方法能够有效抑制系统参数的不确定性，提高系统的稳定性和控制精度。

基于神经网络的带式输送机火灾预警算法

樊荣, 侯媛彬, 张代, 刘海洋

2012, 38(9): 70-74.

<摘要>(36) <PDF>(4)

摘要:
针对传统的带式输送机火灾预警算法大多仅根据单一特征信号进行火灾预警而导致误报率较高的问题，提出了一种传统火灾预警算法与神经网络相结合的带式输送机火灾预警算法。该算法将多种传统火灾预警算法提取的单一特征变量作为神经网络的输入量，利用实验室所测得的样本数据来训练神经网络，并将神经网络的输出作为火灾预警算法的最终输出。实验结果表明，该算法能够有效识别出样本数据中的火灾预警状态，误报率低。

综合式拥塞控制机制的研究

赖成瑜

2012, 38(9): 75-78.

<摘要>(49) <PDF>(3)

摘要:
针对无线传感器网络中的SFB拥塞控制算法在网络流量大时，其分类机制受影响而导致TCP流传输性能下降的问题，介绍了一种综合式拥塞控制机制的算法实现，并在NS-2平台上对该机制的性能进行了仿真研究。综合式拥塞控制机制通过建立新路径对数据包分流来解决拥塞问题；当新路径建立失败时，采用公平汇聚算法，按比例减少源节点的发送率，保证每个源节点公平发送数据；对于轻度拥塞情况，采用一种节能算法，即设置拥塞时间阈值，只有当拥塞时间超过阀值时才启动新路径查找机制。仿真结果表明，综合式拥塞控制机制能够减少丢包率，有效缓解拥塞，并能够根据数据权重的不同可靠发送重要数据。

低功耗无线应变传感器的设计

林福严, 付朝英

2012, 38(9): 79-82.

<摘要>(62) <PDF>(7)

摘要:
提出了一种以MSP430F149为主控芯片、nRF24L01为无线传输芯片、AD627为前置放大器的低功耗无线应变传感器的设计方案，给出了该传感器的总体结构，详细介绍了该传感器数据采集发射子系统的软硬件设计方法，并对该传感器进行了能耗分析和测试，得出了该传感器的能耗公式。经理论计算，该无线应变传感器的平均电流消耗为32 μA，比现有无线应变传感器的能耗低；测试结果与理论分析结果基本一致，且电池使用寿命可达70 h以上。

神华宁煤集团安全智能分析平台建设构想

张杰

2012, 38(9): 83-86.

<摘要>(60) <PDF>(4)

摘要:
结合神华宁煤集团数字化矿山建设实践，提出了神华宁煤集团安全智能分析平台建设构想，指出该平台的建设目标为安全生产过程和安全管理数据的全面感知、可靠传输、数据集成、智能分析、科学决策；介绍了该平台的五层架构，阐述了该平台的研究内容，最后给出了该平台建设的技术路线及可实现的功能，指出该平台的建设将实现人、机、环、管的全面管控，提高集团安全管理水平。

组合式过电压保护器在防雷方面存在的问题探讨

易小飞, 康翔, 滕金佐, 李珊珊

2012, 38(9): 87-90.

<摘要>(62) <PDF>(3)

摘要:
分析了山西阳泉某矿区变电站和湖北某抽水蓄能电站在使用组合式过电压保护器过程中出现的事故；介绍了组合式过电压保护器的原理及工作特性，探讨了组合式过电压保护器存在的问题，指出组合式过电压保护器采用的上下两部分氧化锌元件结构会导致雷电过电压发生时，组合式过电压保护器因该动作时无动作或者自身损坏而引起事故；提出了组合式过电压保护器在使用时的注意事项，即不能采用组合式过电压保护器替代重要防雷设备,应尽量少用组合式过电压保护器对重要设备进行防雷保护。

多网合一信息集成系统在煤矿应用的设想

田大兵

2012, 38(9): 91-93.

<摘要>(41) <PDF>(5)

摘要:
针对目前煤矿各监控系统相对独立、数据评定不够准确等问题，提出一种煤矿多网合一信息集成系统方案，给出了该系统的架构和工作原理，探讨了该系统的关键技术，并对该系统在煤矿的具体应用进行了设想。该系统可集成矿井人员定位系统、无线通信系统、环境监控系统、视频监控系统、车辆管理系统等，对于煤矿安全生产及管理具有重要意义。

煤矿调度室员工自动签到系统的设计

袁小平, 陈羲梅, 张明涛, 姚万华

2012, 38(9): 94-97.

<摘要>(56) <PDF>(3)

摘要:
针对煤矿采用的打卡记名等常规考勤方法存在的考勤信息不准确问题，采用人脸识别技术设计了一种煤矿调度室员工自动签到系统，介绍了系统的总体设计方案及人脸识别算法。该系统首先采集人脸图像并进行预处理，然后采用Adaboost算法进行人脸检测，最后采用POEM+分块PCA算法及最近邻法分类器对采集到的人脸图像进行识别，以实现调度室员工的自动签到功能，并对考勤状况加以记录，为员工考核提供依据。

基于REST架构的矿山数字移动办公平台

兰巍, 迪明, 王峰

2012, 38(9): 97-100.

<摘要>(33) <PDF>(3)

摘要:
基于面向资源思想以及REST架构，首次提出了矿山资源抽象层的概念，将矿山中各个异构系统的功能、文档、界面、工作流等抽象为能够通过标准URI来唯一标识的抽象资源元数据，在决策或智能分析层通过对元数据的分析和处理来实现相应操作或得出相关的分析结果；提出了基于REST框架的矿山数字移动办公平台设计方案，并以神木张家峁矿业有限公司移动办公平台的建设为例，介绍了将多个异构系统快速集成在移动终端的实现方法。应用结果表明，该移动办公平台运行稳定，操作流畅，使得工作人员能够随时、随地、随手办公，大大提高了办公灵活性及效率。

矿井胶轮车运输信号系统的分布式架构设计

赵立厂

2012, 38(9): 101-103.

<摘要>(46) <PDF>(4)

摘要:
分析了矿井胶轮车运输信号系统的架构设计，指出应采用分布式架构，以提高系统的可靠性与实时性；介绍了分布式系统结构，比较了RS485总线和CAN总线两种通信方式，提出将CAN总线作为系统的主传输通道；介绍了胶轮车运输信号系统的分布式架构及其工作流程。实际应用证明，与传统的主从式架构系统相比，基于分布式架构的胶轮车运输信号系统具有更高的可靠性和实时性。

交流变频回馈加载技术在煤矿井下大功率减速器中的应用

李胜军

2012, 38(9): 104-106.

<摘要>(41) <PDF>(4)

摘要:
针对煤矿井下大功率减速器缺少带负荷加载试验手段，一般只作空载转动，无法发现备用减速器潜在质量隐患的问题，介绍了目前煤机行业所采用的动力加载技术，分析了交流变频回馈加载技术的优势，并阐述了交流变频回馈加载试验系统的组成及工作原理，给出了该系统的主要指标。该系统能够验证煤矿井下大功率减速器在实际带负荷状态下的工作性能，测试效率和精度高，节能效果显著。

化学矿山自动化控制中心设计

杨晓勇, 谭军, 李显军

2012, 38(9): 107-109.

<摘要>(50) <PDF>(4)

摘要:
阐述了化学矿山自动化控制中心的主要功能，介绍了自动化控制中心的物理平台设计，包括自动化控制系统的软硬件及工业电视系统，论述了管控一体化在自动化控制中心的体现，最后提出了自动化控制中心设计中的注意事项，给出了UPS电源的选型方案、控制系统及工业电视系统的抗干扰措施。应用结果表明，化学矿山自动化控制中心能够较好地实现矿山生产设备的远程控制与监视以及安全监测仪表的遥测功能，大大降低了生产管理及现场作业人员的劳动强度。

一种道口报警系统的设计

吴昌东

2012, 38(9): 110-112.

<摘要>(29) <PDF>(3)

摘要:
为了提高道口行车及行人的安全性，介绍了一种道口报警系统的设计方案，给出了该系统的总体结构、单片机选型、传感器检测电路、有源屏蔽驱动电路、信号处理电路及软件设计方法。该系统可在检测出行车信号后发出语音报警，并显示列车接近方向及速度，以提醒行人注意安全。测试结果表明，该系统可在列车距离道口1 km内报警，报警时间为1 min，报警准确率高，抗干扰能力强，性能稳定。

基于HART协议的通信圆卡设计

童世华

2012, 38(9): 112-115.

<摘要>(54) <PDF>(4)

摘要:
针对不具有远程通信功能的传统仪表，提出一种基于HART协议的通信圆卡设计方案，详细介绍了通信圆卡的电路设计；采用该通信圆卡搭建了HART通信仪表系统，并在NCS4000组态软件平台上进行了性能测试。测试结果表明，该通信圆卡可结合端口卡将传统仪表改造成智能仪表，使其具有远程通信和控制功能。

可视化常闭式自动跑车防护装置在煤矿的应用

李国锋, 周新磊

2012, 38(9): 116-118.

<摘要>(34) <PDF>(3)

摘要:
针对煤矿采区上下山仍采用传统的挡车棍、挡车器等安全保护装置而存在工人劳动强度大、自动化程度低等问题，介绍了一种可视化常闭式自动跑车防护装置的组成及工作原理、PLC控制系统的设计方案、测距传感器和挡车栏的选择等。该装置已应用于矿井绞车运输中，运行效果较好，提高了斜巷安全设施的信息化、自动化水平。

胶轮车运输监控系统在煤矿的应用

田华

2012, 38(9): 119-120.

<摘要>(56) <PDF>(6)

摘要:
介绍了一种胶轮车运输监控系统在煤矿井下的布置原则、建设目的、系统结构、主要功能及应用效果。该系统在煤矿的应用有效解决了井下无轨胶轮车的运输安全问题，并为胶轮车的安全管理提供了良好的信息化平台。

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2012年第38卷第9期

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