工矿自动化

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孙继平, 伍云霞

2013, 39(4): 1-4.

<摘要>(49) <PDF>(4)

摘要:
提出了矿用无线电系统及设备严禁使用广播、电视、射电天文、安全救助、无线电导航等频率，并给出了严禁使用的频段。提出了矿用无线电系统及设备应优先选用业余频段，优先选用工业、科学和医疗设备频段，并给出了推荐使用的频段。提出了矿用无线电系统及设备若与地面业务一致或相近时，宜选用与地面一致或相近的频段，并给出了业务相近的频段。给出了煤矿井下在用的频段。

基于WiFi的煤矿井下智能终端设计

吴静然, 李秀凤, 吴倩

2013, 39(4): 5-8.

<摘要>(62) <PDF>(7)

摘要:
针对现有智能终端灵活性差、功能较单一等缺点，提出了一种基于WiFi的煤矿井下智能终端设计方案，详细介绍了该终端的硬件与软件设计。该终端集环境信息采集、人员定位和信息交互功能于一体，利用采集的井下环境温度、瓦斯体积分数等实现对井下环境信息和人员信息的实时感知；通过获得AP的 RSSI反馈给监控中心进行井下人员定位；矿工通过人机交互界面查看监控中心发送的调度信息、救援信息或者发送报警信息到监控中心。该终端功耗低、实时性高、灵活性强，具有良好的应用前景。

煤矿无轨胶轮车监控调度系统设计

郭海军, 续芳

2013, 39(4): 9-12.

<摘要>(58) <PDF>(11)

摘要:
针对煤矿井下巷道狭窄、视线差、会车困难和调度信息不畅等问题，设计了一种无轨胶轮车监控调度系统。该系统采用RFID技术实时采集井下无轨胶轮车辆的运行数据信息，实现了井下车辆定位跟踪、车辆调度管理功能；采用分布式自动控制调度方式对车辆行进方向进行判断，通过信号灯对行进车辆进行交通指挥。现场应用表明，该系统能够充分利用人员定位系统中的井下设备，满足煤矿现场应用需求。

具有网关功能的矿用本安传输分站设计

王树丰, 谢国军, 方斌

2013, 39(4): 13-16.

<摘要>(46) <PDF>(5)

摘要:
针对传统矿用传输分站存在执行协议单一、通信接口单一的问题，设计了一种具有网关功能的矿用本安传输分站，详细介绍了该分站的硬件和软件设计。该传输分站采用分布式结构，具有多种通信接口，通信端口可以自由定义协议类型、自由编辑数据地址、自由共享网关中数据，具有数据采集、数据融合和数据传输等功能。试验结果表明，该分站兼具网关和分站的作用，实现了监控现场多设备的无缝兼容和松耦合，具有很高的工程实用价值。

输送带上煤含水率检测装置设计

程学珍, 邱家康, 逄明祥

2013, 39(4): 17-20.

<摘要>(39) <PDF>(8)

摘要:
针对煤矿在利用输送带运输煤炭的过程中容易发生煤自燃的问题，提出了一种输送带上煤含水率检测装置的设计方案，介绍了装置的硬件和软件设计。该装置利用微波透射法，通过测量微波功率衰减得到煤的含水量。标定实验证明该装置具有误差小、测量精度高的优点，为煤矿测量输送带上煤含水率提供了一种有效方法。

基于高密度电阻率法的尾矿坝浸润线监测系统设计

李晓新, 王吉宇, 牛昱光

2013, 39(4): 20-23.

<摘要>(46) <PDF>(5)

摘要:
针对现有的浸润线监测方法由于观测点少而无法反映尾矿坝的整体实际情况的问题, 提出了一种基于高密度电阻率法的尾矿坝浸润线监测系统的设计方案。该系统通过智能电极开关采集测点数据，根据实测的视电阻率剖面进行计算、分析, 可获得尾矿坝剖面的电阻率分布情况, 通过电阻率等值面图可直观了解到尾矿坝浸润线的位置和坝体异常情况，为尾矿库风险状态评估提供了科学依据。

煤矿巷道喷雾降尘智能控制系统设计

许艳英, 包宋建

2013, 39(4): 24-26.

<摘要>(51) <PDF>(8)

摘要:
介绍了喷雾降尘机理，分析了影响喷雾降尘效果的重要因素，设计了一种煤矿巷道喷雾降尘智能控制系统。该控制系统利用粉尘浓度传感器检测粉尘浓度，通过单片机比较粉尘浓度标准值与在线监控测量值，当粉尘浓度超标时，单片机发出喷雾降尘指令，若粉尘浓度低于标准值，则停止降尘。试运行结果表明，该系统实现了自动控制喷雾降尘功能，调试方便，降尘效果较好。

红外气体传感器信号调理及数据处理

郝世东, 梁永直, 夏路易

2013, 39(4): 27-30.

<摘要>(45) <PDF>(5)

摘要:
针对红外气体传感器易受外界光源、电磁等干扰影响，其输出信号中存在大量噪声而影响检测精度的问题，设计了一种红外气体传感器信号调理及数据处理电路。该电路采用硬件和软件相结合的方法，在硬件上设计了信号调理电路，在保证信号真实性的同时具有非常好的放大滤波功能；在软件上采用中位值平均滤波算法对信号进行处理，可有效克服信号中混入的噪声，且对周期性和热噪声产生的干扰也有很好的抑制作用。试验结果表明，该电路可有效滤除传感器中的大量噪声，准确提取有用信号，提高检测精度及稳定性，满量程精度可达0.54%。

一种基于STM32与CPLD的软启动器设计

孟彦京, 杨波

2013, 39(4): 31-35.

<摘要>(50) <PDF>(10)

摘要:
针对现有带式输送机、粉碎机软启动设备大多采用8位或16位单片机作为微处理器，存在运行速度较慢，软件编程不灵活等问题，设计了一种基于STM32与CPLD的软启动器。该启动器采用STM32F103C8T63微处理器为智能控制核心，采用CPLD为辅助控制核心, 根据电压检测、电流检测及外部输入设备反馈回来的信息产生相应的输出，通过驱动电路对3组反并联的晶闸管触发角进行控制，从而改变电动机的启动电压或者频率，达到控制电动机启动的目的。实验结果表明，该软启动器克服了电动机直接启动时瞬间电流大的缺点，对改善异步电动机的启动特性具有很好的效果。

矿用宽电压自适应防爆本质安全型电源设计

刘亚辉, 郭江涛, 林引

2013, 39(4): 36-39.

<摘要>(65) <PDF>(7)

摘要:
针对煤矿井下供电电源输入电压等级多、用电设备易受到大型设备启停影响的特点，提出了宽电压自适应防爆本质安全型电源设计方案。该电源采用智能移相调压技术和宽电压开关电源技术，通过单片机实现了85~825 V宽输入电压的自动高低压段识别、自动切换、智能移相调压处理；通过脉宽调制方式将波动的电压转换为稳定的直流电压。实验结果表明, 该方案很好地解决了矿井电源多电压等级、输入电压波动范围大的问题。

智能金属探测器设计

洪文峰, 魏立峰

2013, 39(4): 40-43.

<摘要>(35) <PDF>(3)

摘要:
针对大部分用于矿山的金属探测器使用模拟信号技术，存在功耗大、安装不方便、灵敏度低等问题，提出了一种智能金属探测器的设计方法。该金属探测器采用数字信号处理方法，实现了多参数测量；采用自激式探测线圈感应金属，感应信号经过幅值放大电路获取幅值，实现金属块大小的判别；通过频率检测电路获取不同频率，实现金属种类的分类。实验结果表明，该探测器不仅可以有效测出被检测金属物的大小和材质并作出报警，并且性能稳定，易于扩展。

掘进工作面瓦斯涌出预警传感器布置位置探讨

邹云龙, 邓敢搏, 张庆华, 赵旭生

2013, 39(4): 44-47.

<摘要>(56) <PDF>(3)

摘要:
针对矿井现有瓦斯传感器布置主要为瓦斯爆炸、瓦斯积聚等灾害监测而布置，而非为监测工作面瓦斯涌出特征而布置的情况，探讨了一种工作面瓦斯传感器的位置布置方案。试验结果表明，将传感器布置在距离工作面5 m左右的距离，其监控数据较为符合工作面真实的瓦斯涌出情况，满足监测工作面瓦斯涌出特征的需要；矿井现有的掘进工作面迎头瓦斯传感器布置方式能满足监测工作面瓦斯涌出特征的需要。

基于云计算的物联网安全研究

聂晓

2013, 39(4): 47-50.

<摘要>(101) <PDF>(3)

摘要:
介绍了云计算与物联网的概念，分析了二者结合的必然性与结合模式，提出了基于云计算的物联网体系结构，研究了基于云计算的物联网所面临的安全威胁问题, 并针对安全威胁给出了相应的解决方案，即构建可信的物联网环境和如何保证“云”中的物联网数据安全，指出了基于云计算的物联网安全研究的技术难点和研究现状。

一种应用于煤矿井下线型WSN的时间同步算法

徐卫东, 王子剑, 丁恩杰

2013, 39(4): 51-55.

<摘要>(34) <PDF>(2)

摘要:
针对煤矿井下线型网络结构的特殊性及传统TPSN算法存在线型网络末端节点同步误差比较大的问题，提出了基于分簇结构的线型WSN时间同步算法。该算法以传统分簇算法为基础，运用时钟漂移补偿、异常数据过滤技术，降低了网络的时间同步误差，同时平衡了整个网络的能量损耗。仿真结果证明了该算法的正确性。

基于主成分分析和BP神经网络的煤岩界面识别

张宁, 任茂文, 刘萍

2013, 39(4): 55-58.

<摘要>(43) <PDF>(4)

摘要:
针对现有煤岩识别方法由于提取的时域参数过多，存在识别速度慢、实时性差等问题，提出了一种基于主成分分析和BP神经网络的煤岩界面识别方法。该方法首先提取采煤机滚筒扭矩的时域信号，然后利用主成分分析方法对该时域信号进行压缩，最后将得到的最终信号输入到BP神经网络进行煤岩识别。仿真结果表明，该煤岩识别方法不仅满足了识别率，还提高了识别速度，为提高滚筒调高响应速度奠定了基础。

基于冲激脉冲的无线电波透视法仿真研究

雷凯丽, 谭飞

2013, 39(4): 59-64.

<摘要>(39) <PDF>(2)

摘要:
针对传统的无线电波透视法获取信息量少及探测工作繁琐等问题，提出了一种基于冲激脉冲的时域脉冲式无线电波透视法；仿真分析了理想脉冲电磁波透过一定厚度的不同介质后在有限频带内的频率响应。仿真结果表明，基于冲激脉冲的时域脉冲式无线电波透视法具有更宽的频率范围，可增加提取的信息量，提高探测精度；不同介质的电性参数和吸收系数不同，对电磁波的吸收能力也不同，据此可分辨不同的地质构造。

基于改进串联合闸电阻的变压器励磁涌流抑制研究

李平, 宋晓

2013, 39(4): 64-67.

<摘要>(48) <PDF>(4)

摘要:
在利用合闸电阻抑制变压器轻载或空载合闸时产生励磁涌流的基础上，提出一种在合闸电阻上串联适当电容器的改进方法。该方法在原有的合闸电阻上串联电容，通过适当选取电容的容值，以减少励磁涌流的大小，加快励磁涌流的衰减速度。将该方法与分相合闸技术相结合，可最大程度实现变压器励磁涌流的抑制。仿真实验结果验证了该方法的可行性。

有源电力滤波器的自抗扰控制研究

彭智育, 唐霞

2013, 39(4): 68-71.

<摘要>(47) <PDF>(3)

摘要:
针对采用PI控制器控制有源电力滤波器时存在谐波或基波电流指令而无法实现无静差调节，且数字化后会进一步增大稳态误差，使有源电力滤波器的补偿性能降低的问题，提出一种有源电力滤波器的自抗扰控制策略。该策略利用自抗扰控制器的非线性跟踪-微分器和扩张状态观测器分别处理参考输入和输出, 并选择适当的状态误差, 实现了对滤波的自动、精确补偿。仿真和实验结果表明，有源电力滤波器采用自抗扰控制策略后具有很强的鲁棒性、稳定性和适应性，控制性能有较大改善。

基于六脉波交交变频的分频启动方法研究

李高举, 杜庆楠, 郭宏亮, 梁京

2013, 39(4): 72-75.

<摘要>(21) <PDF>(3)

摘要:
在分析六脉波交交变频的基础上及根据软启动中的电压双斜坡启动原理，提出了一种基于六脉波交交变频的分频启动方法。该方法根据交交变频原理和晶闸管触发规律，在电动机启动时，直接在电动机定子侧加电动机启动所需最小转矩所对应的电压值，然后逐级增加变频输出电压值，直至最终所需电压。仿真结果表明，通过合理选择变频输出电压的大小，调节每个等级电压作用的时间，能够有效控制电动机分频启动过程中定子电流的大小，获得良好的转矩变化曲线，改善电动机启动性能。

选煤厂人员智能视频监控系统设计

张宗华

2013, 39(4): 76-79.

<摘要>(63) <PDF>(9)

摘要:
以某煤矿选煤厂为实际应用背景，设计了选煤厂人员智能视频监控系统，详细介绍了系统软件的设计。该系统采用人脸信息对运动人体进行身份识别，可自主跟踪监控选煤厂员工，自动判断其工作状态的安全性，若存在异常则快速启动安全警报及保护装置，对选煤厂的安全生产具有重要的实际应用价值。

基于DM365的井下多媒体监控系统设计

衡条条, 王苗苗, 张国圆

2013, 39(4): 79-82.

<摘要>(36) <PDF>(3)

摘要:
针对现有井下监控系统由于采用有线方式传输而存在布线难、网络覆盖不全及由于监控网络相互独立而造成成本高等问题，提出了一种基于DM365的井下多媒体监控系统的设计方案。该系统选用DM365视频处理芯片为硬件平台，嵌入式Linux操作系统为软件平台，集传感器无线数据传输和视频监控功能于一体，可对井下现场的视频、设备工作状况以及甲烷气体体积分数、湿度和温度等多维环境信息进行监测。实验结果表明，该系统提高了视频图像的处理能力，满足了井下无线传输距离的要求，适合在能量有限的煤矿井下使用。

煤矿瓦斯监测系统异常数据识别技术研究与应用

王勇, 殷大发, 邸彭浩, 肖成

2013, 39(4): 83-86.

<摘要>(47) <PDF>(3)

摘要:
详细分析了瓦斯监测系统在日常运行中产生异常数据的原因，阐述了异常数据辨识原则，建立了异常数据识别模型，并根据该模型设计了异常数据分析识别软件。实际应用结果表明，该分析软件能够有效减少瓦斯监测系统误报警、误断电情况的发生，提高了监测数据的真实性和可靠性。

基于MSP430单片机的Modbus协议软件设计方法

高旭彬

2013, 39(4): 87-90.

<摘要>(30) <PDF>(4)

摘要:
分析了Modbus协议规范；以MSP430单片机为例，介绍了一种在单片机上实现Modbus通信协议的软件设计方法。该方法将通信流程分解为接收、收转发、发送、发转收4个独立过程，合理分配Modbus报文的接收、校验、解包、打包、响应等任务，实现了Modbus协议的模块化编程。

煤矿安全监控系统常见误报警原因分析及软件处理方法

冯亚飞, 肖运江

2013, 39(4): 90-92.

<摘要>(49) <PDF>(2)

摘要:
针对煤矿安全监控系统在实际使用中由于外部干扰产生的误报警问题，分析了误报警原因，提出了一种通过上位机软件处理误报警的方法。该方法通过系统监测值的变化状态和持续时间可判断出传输线路干扰、传感器不稳定、供电不稳时产生的误报警，有效避免了误报警的产生，提高了煤矿安全监控系统的稳定性和准确性。

无极绳连续牵引车无线监控系统设计

白永明, 黄文金

2013, 39(4): 93-95.

<摘要>(68) <PDF>(2)

摘要:
针对现有无极绳连续牵引车监控系统只具有保护、调速等功能而无视频监视功能的情况，设计了一种无极绳连续牵引车无线监控系统，详细介绍了无线监控功能的设计。该系统在梭车上和运行轨道沿线安装视频设备，司机可以实时监控梭车运行状况，实现了无极绳连续牵引车的启停、调速、保护、无线视频监视等功能，提高了牵引车运行的安全性。

信息化项目实施中的问题反馈及处理机制分析

谭章禄, 常金明, 刘浩

2013, 39(4): 95-97.

<摘要>(30) <PDF>(2)

摘要:
针对煤炭企业信息化项目的特殊性，以某煤炭企业信息化项目为例，分析了项目在实施过程中存在的问题，并提出了客观、合理的对策，建立了问题反馈及处理机制，实现了对项目实施过程的动态管理，对于实施信息化系统具有一定的借鉴作用。

带式输送机变频调速节能控制系统研究

孙伟, 王慧, 杨海群

2013, 39(4): 98-101.

<摘要>(72) <PDF>(7)

摘要:
针对某矿带式输送机电能浪费严重的问题，设计了带式输送机变频调速节能控制系统。该系统应用BP神经网络建立带式输送机煤流量、输送带速度和电能消耗的节能模型；基于遗传算法和神经网络对模型参数进行优化，得到了煤流量和输送带速度的最优匹配关系；利用模糊控制算法实现了带式输送机变频调速的节能运行。实际应用表明，该系统可根据煤流量大小调节输送带速度，节能效果显著。

基于AT89C52的矿用绞车闸瓦综合保护系统

左慢慢, 耿进飞, 黄成华, 王勇, 李双双

2013, 39(4): 102-105.

<摘要>(51) <PDF>(2)

摘要:
针对目前绞车闸瓦的保护设备存在可靠性和实时性较差的问题，设计了一种基于AT89C52的矿用绞车闸瓦综合保护系统，详细介绍了系统硬件和软件的设计。该系统利用传感器采集闸瓦间隙、闸瓦贴闸压力、闸瓦油压和温度等信号，并将采集的信号送至单片机处理，与设置值进行比较，如正常就显示检测到的数据，否则报警，实现了对闸瓦的实时监测和综合保护。

变频技术在带式输送机远距离运输中的应用

苗继军, 姜明学, 刘朋元, 吴江, 刘波

2013, 39(4): 105-108.

<摘要>(45) <PDF>(3)

摘要:
针对某矿带式输送机控制系统采用工频拖动和液力偶合器传动，存在着传动效率低、启动电流冲击及机械冲击大、电动机功率不平衡等问题，提出了一种采用变频控制技术的改造方案。该方案运用变频器的软启动功能，将电动机的软启动和带式输送机的软启动合二为一，通过电动机的慢速启动带动输送机启动，使重载启动时输送机启动平滑，转矩大，没有冲击电流。实际应用结果验证了该方案的有效性。

带式输送机输送带跑偏原因分析及处理方法

王文晖

2013, 39(4): 109-112.

<摘要>(78) <PDF>(7)

摘要:
针对带式输送机输送带常见的几种跑偏规律，即哪偏往哪跑、哪高往哪跑、哪松往哪跑，详细分析了引起这几种跑偏现象的主要原因，提出了相应的调整方法和预防措施。

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2013年第39卷第4期

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