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2010年  第36卷  第5期

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矿井通风机选型设计系统的自动化
程海兵, 刘永立, 卢本陶, 代顺强, 侯立波
2010, 36(5): 1-5.
摘要:
针对传统的矿井通风机选型方式存在选型设计周期长、设计精度不高、不能保存设计方案、选型过程书写繁琐等问题,提出了一种软件实现的矿井通风机选型设计系统的设计方案,介绍了该系统的基本功能模块设计、设计流程及实现的关键技术。该系统以最小二乘法为基础,采用LONGRUAN GIS 3.0平台及Access数据库,实现了通风机型号参数的计算、通风机性能曲线的输出、通风机工况点的自动计算、通风机选型报告的自动生成、通风机选型方案的存储及查询等功能。
基于Web的矿井供电设计系统的研究
王勤贤, 贾卫平, 杨兆建
2010, 36(5): 5-8.
摘要:
提出了基于B/S模式网络结构、Web服务器和Access数据库的矿井供电设计系统的设计方案,详细介绍了矿井供电设计系统的开发环境和主要功能模块的设计,并实例验证了该设计系统的可行性。该设计系统实现了计算资源、数据资源和服务资源的有效聚合和广泛共享,给工程设计人员提供了便捷的计算方法和丰富的设备数据参考,有效地提高了工程设计计算的效率。
智能集中润滑系统的研究与开发
王莉, 苏波
2010, 36(5): 8-12.
摘要:
针对传统的单线式、双线式润滑系统因设计不合理而容易导致润滑故障的问题,提出了一种智能集中润滑系统的设计方案,介绍了系统的总体结构,研究了油压、流量和温度参数的检测方法,并提出了可靠的数字化检测方案,详细讨论了供油终端的设计。该智能集中润滑系统采用分布式结构,具有远程控制功能,可实现逐点供油和逐点检测,已成功应用于工业现场,可以实现精确的定时定量润滑。
变频恒压供气监控系统的设计
王祖迅, 田兵, 李涛, 李勇, 尚辉
2010, 36(5): 12-15.
摘要:
介绍了一种基于S7-200系列PLC和ATV71系列变频器的变频恒压供气监控系统的设计方案,阐述了系统的组成、系统功能、工作原理和系统上位机组态软件的设计。该系统运行稳定可靠,已在某矿成功应用。
基于nRF905的高压配电装置隔离触头温度在线监测装置的研究
张国栋, 宋建成, 许春雨
2010, 36(5): 16-20.
摘要:
针对目前高压配电装置隔离触头温度在线监测因采用红外探头、光纤等监测手段存在造价高、安装不便、测试不准确等问题,设计了一种基于nRF905的高压配电装置隔离触头温度在线监测装置,详细介绍了装置的硬件和软件设计。实验结果表明,该装置数据采集、数据收发和数据处理单元的电路设计合理,装置能比较准确地对高压配电装置隔离触头温度进行在线监测,测量误差为±1.5℃,符合工程实际需求。
基于PLC和WinCC的闸瓦间隙实时监测系统的设计
程琼
2010, 36(5): 20-22.
摘要:
采用具有可靠性高、抗干扰性强的PLC和拥有友好人机交互界面的WinCC构架设计了闸瓦间隙实时监测系统,详细介绍了系统的总体结构及软件设计。该系统集数据采集、存储、分析和处理功能于一体,实时性强、界面友好。实际应用表明,该系统能实时可靠地监测闸瓦间隙及其故障。
煤炭企业集团公司生产综合调度指挥系统建设初探
贺耀宜, 王渊
2010, 36(5): 23-27.
摘要:
分析了目前煤炭企业集团公司信息化建设的现状,对煤炭企业集团公司生产综合调度指挥系统管理平台进行了职能定位分析,提出了建设该系统的3层逻辑架构体系,介绍了系统建设过程中需要解决的关键问题,如数据分级传输管理、数据分级权限管理、系统集成及规范要求等。文章对于煤炭企业集团公司建设生产综合调度指挥系统具有一定的指导意义。
基于离散元对放煤方式的研究
王烨, 张春荔, 王福龙, 范文胜
2010, 36(5): 27-29.
摘要:
介绍了单轮间隔放煤、单轮顺序放煤和多轮间隔放煤3种不同的放煤方式,利用离散元PFC3D软件对3种放煤方式进行模拟,给出了模拟结果,并依据模拟结果分析了3种不同放煤方式的优缺点,提出了一些加以改进的意见。
浅谈机器视觉技术在煤矿中的应用前景
田原
2010, 36(5): 30-32.
摘要:
煤炭开采过程的机械化、自动化和信息化是煤矿安全高效运行的必由之路,机器视觉技术是煤炭生产自动化和信息化以及矿井数字化和可视化的重要组成部分。文章介绍了机器视觉的概念和特点,论述了机器视觉技术用于煤矿的现实意义,指出了这一技术在煤炭行业的应用前景,并分析了机器视觉技术应用于煤矿井下时需要解决的问题。
Relex可靠性分析方法及应用
赵三军, 冯保红, 王煜, 冯蔚, 魏媛
2010, 36(5): 33-36.
摘要:
介绍了可靠性技术的发展、产品系统可靠性的基本概念以及参数指标体系等相关理论。以三取二表决系统的可靠性分析为例,详细介绍了Relex软件中可靠性与维修性分析的几种重要方法,讨论了表决系统在元件组成、结构设计和维修性方面的可靠性指标,总结了提高系统可靠性的有效途径。利用Relex可靠性分析方法,以可靠性设计指导产品设计,可以达到提高产品质量的目的。
基于HJM模型和蒙特卡罗方法的瓦斯浓度预测研究
魏星, 王汝琳, 巫金庭
2010, 36(5): 37-40.
摘要:
在金融学HJM模型的基础上,采用蒙特卡罗(Monte Carlo)方法,利用Microsoft Excel强大的数据分析能力,对瓦斯浓度的历史数据进行分析,从中总结出了一条接近真实溢出量的规律,从而实现了煤矿井下瓦斯溢出量的产前预测。该预测方法与井下瓦斯检测设备配合,能有效降低事故的发生率,具有一定的推广和应用价值。
煤矿用光纤Bragg光栅火灾探测系统研究
魏世明, 柴敬, 许力
2010, 36(5): 40-42.
摘要:
采用特殊合金材料封装制作了光纤Bragg光栅火灾探测器,温度传感实验表明,该火灾探测器的温度灵敏度是裸光栅的1.755倍,实现了温度的增敏;应用该火灾探测器与光纤光栅波长解调仪、数据传输和控制总线、数据控制中心等设计了煤矿用光纤Bragg光栅火灾探测系统,该系统采用光纤光栅波长解调仪对由现场感温光栅反射回的光信号进行波长解调并测试波长的变化率,通过该波长变化率获知是否发生火灾。实验表明,该系统具有较高的火灾探测准确率,并能缩短报警时间。
矿井环境下基于MB-OFDM的UWB系统建模及性能分析
王鑫, 孙彦景, 钱建生
2010, 36(5): 43-47.
摘要:
针对超宽带无线通信系统UWB在矿井环境下的多径传播所造成的频率选择性衰落,提出将具有抗多径时延等优势的多频带正交频分复用技术MB-OFDM应用到井下UWB系统中。为了弥补S-V模型在信道衰落环境下的不足,将传统的信道冲击响应转换为一个独立的角度脉冲响应,建立一个基于修正的信道模型。结合修正的信道模型,对基于MB-OFDM的矿井UWB系统进行建模,给出了频带的划分方式、信道的改造办法、无线系统的设计方案等。在矿井复杂环境下对系统模型进行性能分析仿真,结果表明,该系统能有效抵抗多径衰落,具有抗噪声能力强、误码率低、覆盖范围远等优点。
挖掘机提升系统神经网络PID控制的研究
寇桂岳, 汤何胜
2010, 36(5): 47-50.
摘要:
建立了280-B挖掘机提升系统的数学模型;针对该系统动态特性的非线性和时变性因素,提出了一种基于BP神经网络的PID控制器的设计方案,该控制器既有经典PID控制算法的特点,又有神经网络良好的自适应和抗干扰能力。Matlab仿真结果表明,基于BP神经网络的PID控制器具有较高的精度和较强的适应性,可以获得满意的控制效果。
粗糙集理论在滚动轴承故障诊断中的应用
闵勇, 郭一楠, 闫俊荣
2010, 36(5): 51-54.
摘要:
粗糙集是一种软计算方法,它不需要任何先验知识和理论推导,仅依赖于原始数据,从数据中发现潜在规律和隐含规则,其核心任务是数据约简,得到最简决策规则。文章基于粗糙集理论的可辨识矩阵算法,对滚动轴承故障信息表进行属性约简和属性值约简,得到了精简的诊断规则,从而方便了信息的机器处理,也为基于规则的滚动轴承智能故障诊断系统提供了一种更为简单的知识库自动构造方法。
基于改进粒子群优化算法的PID控制器参数优化
安凤栓, 常俊林, 苏丕朝, 李亚朋, 魏晓宾
2010, 36(5): 54-57.
摘要:
针对PID控制器参数整定问题,提出一种基于改进粒子群优化算法的优化方法。该方法在实数编码及设定参数搜索空间的基础上,采用基于指数曲线的非线性惯性权值递减策略,以较大幅度地提高算法的收敛速度和精度;嵌入基于差分进化算法变异算子的局部搜索策略,以有效提高粒子个体的适应性和群体的多样性,改善解的质量,同时增强算法全局空间探索和局部区域改良能力的平衡。仿真结果表明,该方法与传统和智能算法相比较,所得到的控制器参数能够使控制系统获得更好的动态响应特性和满意的控制效果。
无线传输以太网音视频流的帧重组方法
刘玉萍, 徐钊, 封钦柱
2010, 36(5): 58-61.
摘要:
针对煤矿井下利用无线传感网技术传输音视频流存在着丢包严重的问题,提出了一种基于FPGA实现的对以太网数据帧进行拆/组的方法,即在发送端将一个以太网帧拆分成若干个小的数据包进行传输,在接收端将小数据包组合成以太网帧,并对丢失或损坏的数据进行一定的处理,最后对接收到的数据帧重新计算帧校验序列(FCS)。该方法有效利用了丢失部分数据的以太网帧,提高了有效数据的利用率,减小了音视频流中数据丢失对接收端收到的音视频流质量造成的影响。
三相电压调整模块无源控制的研究
杨玉岗, 廖相德, 付财
2010, 36(5): 61-64.
摘要:
针对多相交错并联型电压调整模块(VRM)稳态时各相电流纹波大、动态响应难以满足最新VRM标准要求的问题,以三相Buck型VRM为例,从切换线性系统理论角度建立其系统模型,推导出其无源控制策略,既保证了系统的大范围稳定,又提高了系统的动态品质。仿真结果表明,应用无源控制方法的三相VRM闭环系统在稳态工作点上三相电流能保持良好的均流效果,有效地减小了各相的电流纹波,并且能明显改善负载变化时的动态品质。
基于Proteus仿真的三相整流控制电路的设计
邵期友, 江思敏
2010, 36(5): 64-67.
摘要:
针对采用传统单片机开发整流电路存在开发成本高、调试工作量大等问题,提出了一种采用Proteus软件设计三相整流控制电路的方案,详细介绍了电路的组成及软件设计。调试与仿真结果表明,该电路实现了全控整流的六脉冲输出。
基于BP神经网络的PID控制器在伺服系统中的应用研究
王军晓, 林青松, 姚玉菲, 刘艳兵
2010, 36(5): 68-70.
摘要:
针对经典PID控制的参数不能在线调整的缺陷,提出了一种基于BP神经网络的PID控制算法,利用BP神经网络比较强的学习能力实现了PID控制参数的在线调整和优化,并对其在伺服系统中的应用进行了仿真。仿真结果表明该算法优良,加快了系统响应速度,减少了超调量,适应于非线性系统
基于DSP的单相桥式级联逆变器SPWM的研究
韦宝泉, 胡文华, 曾建军
2010, 36(5): 71-74.
摘要:
级联型多电平逆变器拓扑及其控制策略的研究和实现是当前高压大功率电能变换器实现的重要环节。文章介绍了2H桥级联五电平逆变器的主电路,采用了载波相移PWM法对其控制,分析了电路的工作原理和控制规则,推导出了输出电压的解析表达式;采用TI公司DSP芯片TMS320F2812控制器设计实现了控制电路。对2H桥级联型五电平逆变器的输出电压波形和频谱的实验分析结果验证了理论分析的正确性,证明了控制方法的正确性和DSP实现载波移相技术的便捷性。
基于模糊控制的IPMSM调速系统研究
刘艳, 陈杰
2010, 36(5): 74-77.
摘要:
在分析IPMSM数学模型的基础上,提出了一种新型的IPMSM调速系统模糊控制方法;运用模糊逻辑分析和设计了控制器,建立了仿真模型,并针对不同运行情况对基于模糊控制的IPMSM调速系统进行了仿真分析。仿真结果验证了该模糊控制方法的有效性,实现了IPMSM调速系统的自适应控制,达到了高精度的控制要求
在线式矿浆磁性物含量检测仪的设计
吴文川, 王建民
2010, 36(5): 78-81.
摘要:
采用螺管式电感线圈作为检测探头设计了一种在线式矿浆磁性物含量检测仪,介绍了该仪器的构成、工作原理及软件设计等。该仪器可以实时观察磁性物含量的变化,提高了选矿效率;采用数字电路,抗干扰能力强、精度高,便于与其它设备整合。经试验检测,该检测仪可以提供精度达到0.5%的数据。
无线瓦斯传感器的设计
朱尚嵩, 郁春雷
2010, 36(5): 82-85.
摘要:
针对传统的有线传感器存在井下布线繁琐、线路依赖性强、安装布设维护成本高等缺点,提出了一种无线瓦斯传感器的设计方案,重点介绍了传感器硬件和软件及无线传感器路由的设计。该无线瓦斯传感器克服了传统传感器的缺陷,可实时监测井下任何地点的传感器数据信息,覆盖范围广、通信可靠性好、灵活性强。
基于嵌入式系统的煤矿主通风机在线监测系统的设计
刘伟伟, 任子晖, 李宁, 王巍
2010, 36(5): 85-87.
摘要:
目前,煤矿主通风机在线监测系统多采用"硬件基于工控机,软件基于组太"的方案,该方案的缺点是体积较大、成本较高、系统不稳定。针对该缺点,提出了一种以S3C2440为硬件平台和嵌入式Linux操作系统为软件平台的煤矿主通风机在线监测系统的设计方案,并详细介绍了系统硬件组成和软件设计。该系统能够实时监测主通风机的风量、振动、电压和电流等参数,并可实现远程浏览本地数据的功能。
基于LabVIEW的低频交流电法仪的设计
刘义国, 董浩斌, 谭超
2010, 36(5): 88-91.
摘要:
介绍了低频交流电法原理,针对现有交流电法仪存在体积庞大、维护和改造不便的问题,提出了一种将LabVIEW应用于低频交流电法勘探的设计方案,详细介绍了仪器硬件、软件的设计,重点分析了LabVIEW软件的实现过程。该电法仪以软件为主,利用LabVIEW强大的数据处理、编程直接、网络共享等优点,减小了仪器的硬件开销,体积小、维护方便,且测试达到了预期的效果,满足了应用需要
刮板输送机刮板链故障在线监测系统的研发
汪爱明, 吴景红, 孟国营, 庞政铎, 段鹏飞
2010, 36(5): 91-93.
摘要:
阐述了刮板输送机刮板链故障的检测原理,提出了一种刮板输送机刮板链故障在线监测系统的设计方案,给出了系统的结构,重点介绍了系统二次仪表的设计和地面监测软件的开发。该在线监测系统可对现场刮板链的断链、断刮板、堵转、跳链等故障进行实时监测,并可将监测结果及时上传至地面调度室,保障了生产的安全
Access与MCGS在主井装载系统中的应用
王永超, 孙怀湘
2010, 36(5): 94-97.
摘要:
针对煤矿主井装载系统中数据资料繁杂、参考价值高等特点,介绍了一种Access数据库结合MCGS组态软件在主井装载系统中的应用方法。该方法通过Access 2003链接MCGS存盘数据表,设置查询方式、查询报表、查询窗体,最后在MCGS中调用内部函数!Shell()实现与Access数据库的挂接,完成各种数据查询和统计任务,实现了煤炭装载量等各项数据的多种查询功能,为煤矿分析管理煤炭生产情况提供了依据。
胶带机传动设备智能冷却系统的研制
曹剑, 颜淑伟, 李静静, 周嘉玲
2010, 36(5): 97-99.
摘要:
针对济宁三号煤矿现有胶带机传动设备冷却系统采用水冷方式,存在水资源浪费严重、水温靠人工调节因而无法有效控制冷却水进出水温差等问题,对该冷却系统进行了改造,研制了一种胶带机传动设备智能冷却系统,介绍了该智能冷却系统的总体改造思路、工作原理及改造的实现过程。该智能冷却系统可以根据需要冷却的设备温度自动调节冷却水的供水量,在保障设备冷却需要的同时达到了最大限度的控制冷却水排放的目的,起到了节支降耗的作用。
矿用无轨胶轮车车载显示器的设计
盛况, 任传敏, 王天威, 李阳
2010, 36(5): 100-101.
摘要:
针对矿用无轨胶轮车车辆运行监控参数较多、发动机表面温度过高时报警信息需要记录等情况,设计了一种车载显示器,介绍了车载显示器的硬件构架和软件设计。该车载显示器实现了矿用无轨胶轮车参数监控、故障诊断以及报警信息记录等功能。实际应用表明,该显示器人机交互友好、操作直观、使用效果良好。
应用阻抗追踪技术的新型矿灯的设计
郭庆凯
2010, 36(5): 102-104.
摘要:
针对现有矿灯使用的锂离子电池由于其固有的材料结构,正极在充电时会分解产生热量,热稳定性弱等缺陷,提出了应用电量管理芯片BQ20Z70的新型矿灯设计方案。该方案采用阻抗追踪技术对电池电量进行实时管理,可有效地防止电池过充和过放,保证了矿灯的安全使用。
低功耗智能地温测定仪的研制
陶喜林, 昌彦君, 李永涛, 徐慧
2010, 36(5): 104-108.
摘要:
介绍了一种低功耗智能地温仪的硬件和软件设计。该仪器利用DS18B20一线式数字温度传感器作为感温元件,通过AT89S52单片机进行数据采集、控制,通过按键设定时间初值和对应的测量深度信息,然后通过单片机自身的定时器功能进行走时,采用I2C总线协议的EEPROM器件AT24C32存储温度和对应的测量时间和深度信息,可保证单片机掉电不丢失数据。上位机采用VC环境下的ActiveX MSCcomm控件实现串口通信功能,实现了温度信息上传到计算机。该地温测定仪具有硬件开销小、功耗低、抗干扰能力强、人机界面友好、成本低、智能化程度高等优点,有广泛的使用价值。
基于嵌入式系统的水泵自动控制系统在东庞煤矿的应用
靳跃中, 宋海军
2010, 36(5): 109-111.
摘要:
详细介绍了基于嵌入式系统的水泵自动控制系统的结构、功能和特点及其在东庞煤矿深部泵房的应用。该系统实现了水泵多种控制模式下的运行。实际应用表明,该系统运行操作简单方便、稳定可靠、数据实时性高、维护量小,达到了减员增效的目的。
基于西门子PLC的耐火厂配料系统设计
胡万里, 董卫军
2010, 36(5): 111-113.
摘要:
针对目前耐火厂配料系统存在自动化程度较低、操作复杂等问题,提出了一种基于PLC的配料系统设计方案,详细介绍了该系统的硬件与软件设计。该系统以KINGVIEW作为上位机监控软件来实时监控和发出指令,以西门子PLC作为下位机对现场设备进行实时调度控制,从而完成了整个配料工艺的自动控制。该系统投资少,配置灵活可变,故障率低。
选煤厂工业电视系统的数字化应用
高宇, 周国宾, 朱延涛
2010, 36(5): 114-116.
摘要:
对比分析了传统模拟闭路电视监控系统的局限性和数字化工业电视系统的优势,介绍了数字化工业电视系统的组成及其在选煤厂中的应用。通过网络平台和软件技术,工业电视系统可以实现与选煤厂集控系统、MIS、安防系统、消防系统的信息交换与共享,从而提高了整个系统的实时性和可视化,保证了企业的安全高效生产。
GPRS微震监测短信报警系统的设计
蒋娇莲, 唐礼忠, 白冰
2010, 36(5): 116-118.
摘要:
基于瓜冬山铜矿原有的ISS微震监测系统,提出了添加GPRS网络的ISS微震监测短信报警系统的设计方案,阐述了该系统的组成及工作原理,详细介绍了利用GPRS网络传输数据的实现方法,最后给出了利用手机接收报警短信的应用情况。经改进的微震监测短信报警系统成本低,易于在现有基础上实现,而且传输数据不受距离限制。
增大CAN总线传输距离的设计方案
谢兵, 杨帆, 吴绍辉
2010, 36(5): 119-121.
摘要:
针对CAN总线在实际运用过程中由于各种原因导致其传输距离达不到理论值的问题,结合实际设计经验,分析了影响传输距离的各种因素,提出了一种延长CAN实际通信距离的设计方案。测试结果证明,该设计方案能增长CAN总线传输距离12 km。
MLX90251在智能电动机保护中的应用
李润春, 杨新华
2010, 36(5): 121-124.
摘要:
介绍了新型可编程霍尔传感器MLX90251的工作原理及其在智能电动机保护中的应用方法。实验表明,该传感器具有线性度好、灵敏度高、准确性高等优点,特别适合于对体积要求苛刻的场合。
基于ARM9的多功能电动机保护器的设计
聂文艳, 王仲根
2010, 36(5): 124-126.
摘要:
针对目前井下电动机保护器功能相对单一、保护算法不够完善、常出现误动作且不能及时与地面监控系统进行信息交换等问题,设计了一种采用S3C2410芯片作为主控制器的多功能电动机保护器,重点介绍了保护器硬件电路及软件设计。实验测试结果表明,该保护器具有良好的通信和保护性能。
基于NiosⅡ的连铸结晶器振动控制装置的开发
李文涛, 张丽娟
2010, 36(5): 127-130.
摘要:
介绍了连铸结晶器液压振动控制装置的构成,在FPGA平台下利用NiosⅡ设计开发了结晶器智能振动控制装置。用VHDL硬件描述语言编写控制装置部分外设的控制程序,并在SOPC Builder开发环境下完成装置硬件的定制和选配,在NiosⅡIDE编程环境下利用C语言编制PID控制程序,实现了控制结晶器按照给定波形振动的目的。该控制装置既可单独使用,又可作为CAN总线的独立节点构成基于CAN总线的结晶器振动控制系统,从而实现多流连铸机结晶器的振动控制,降低了控制成本,提高了连铸自动化的水平。
C语言程序设计课程教学探讨
伍云霞, 武晓华, 王瑛
2010, 36(5): 131-132.
摘要:
将认知结构论用于C语言程序设计课程教学中,帮助学生建立层次分明的全课程认知结构,以目标激发学生学习心向,以算法为核心讲解,将工程设计与课堂教学同步,大大提高了学生的编程能力。