工矿自动化

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邹哲强, 屈世甲

2011, 37(9): 1-5.

<摘要>(21) <PDF>(5)

摘要:
针对煤矿安全监控系统可靠性不高、监测数据未得到充分利用等问题，提出了可通过提高关键设备的无故障工作时间来提高系统可靠性、通过数据处理或冗余方法来提高数据可信性的观点；提出了基于关联性模型的煤矿安全监控系统报警方法，其主要思路是将原来独立判别的测点数据通过一种关联性模型与其它测点数据或工艺环境联系起来，当系统发现关联性模型不成立时报警，该报警方法是对现行报警方法的补充，可以发现传感器不按规定使用和传感器失效等情况，但在实际应用中应考虑模型的易用性和适用性；以煤矿工作面瓦斯监测为例，基于对工作面瓦斯涌出规律的分析，对瓦斯传感器数据分别建立了基于相关性、基于极差值、基于最小值的关联性模型，并通过实际的瓦斯监测数据对该三种模型进行了验证，结果表明该三种模型对不同煤矿和不同工作面均有较好的适用性。

矿用高压配电装置隔离触头温度在线监测系统的设计

武军峰, 宋建成, 曲兵妮

2011, 37(9): 6-9.

<摘要>(33) <PDF>(5)

摘要:
针对煤矿井下高压配电装置隔离触头常因接触不良引发温度过高，继而导致故障且不易检测的问题，提出了一种矿用高压配电装置隔离触头温度在线监测系统的设计方案，重点阐述了该系统下位机软件程序和基于LabVIEW虚拟仪器开发平台的上位机在线监测程序的设计。试验结果表明，该系统能够实时远程监测矿用高压配电装置隔离触头的温度信息，误差小于1 ℃，符合工程实际要求，且能够根据监测的温度信号进行故障诊断和预警。

CANopen协议在煤矿采掘设备电控系统中的应用

刘国鹏, 贾有生, 张波, 武鹏

2011, 37(9): 10-13.

<摘要>(20) <PDF>(3)

摘要:
介绍了CANopen协议的通信模型和设备结构，分析了CANopen协议在煤矿采掘设备电控系统中的应用方案。该电控系统以专用控制器和嵌入式人机界面作为CANopen通信系统的网络节点，采用CANopen协议实现各节点间的数据传输，以实现多电动机的多种保护、多传感器信息的采集、电动机运行参数的实时显示及远程控制功能。井下工业性试验表明，该控制系统中的CANopen通信系统稳定可靠，未出现任何通信故障，从而降低了整个电控系统的故障率。

煤矿瓦斯地质图管理信息系统的开发

郑同社

2011, 37(9): 14-17.

<摘要>(50) <PDF>(3)

摘要:
以新登煤矿信息化建设为例，介绍了一种基于GIS应用软件系统MapInfo及其二次开发控件MapX4.5的煤矿瓦斯地质图管理信息系统的设计方案；分析了建立瓦斯地质图信息数据库的工作流程，详细介绍了该系统中图层管理、数据编码、专题图信息展示、瓦斯突出区域预测人工神经网络分析、瓦斯突出事故树分析及瓦斯地质变量趋势面分析等模块的设计。实际应用表明，该系统能根据煤矿瓦斯地质信息对瓦斯地质规律进行有效的数值化、可视化分析。

基于WIA-PA的无线压力仪表设计

何柳, 刘枫

2011, 37(9): 18-21.

<摘要>(27) <PDF>(3)

摘要:
针对传统的工业压力仪表需铺设电缆进行数据传输而导致的高成本问题，详细介绍了一种基于WIA-PA的无线压力仪表的软、硬件设计方案。该无线压力仪表以WIA-PA无线网络技术为基础，采用集成了2.4 GHz射频功能的CC2431作为主处理芯片，成本低，组网灵活，数据传输安全性及可靠性较高。工业现场应用表明，该无线压力仪表可实现数百米的稳定传输，且误码率小于1%。

基于串口通信的电站监控系统设计

孙晓静, 孙晓生, 刘正铭

2011, 37(9): 21-25.

<摘要>(39) <PDF>(3)

摘要:
提出了一种基于串口通信的电站监控系统的设计方案，重点介绍了该系统发送端、接收端的软硬件设计及通信设置。该系统采用PLC作为发送端控制器，实现对电站及旋转UPS参数的采集、处理及控制功能；接收端采用PC机，通过VB语言编程实现电站“三遥”功能；PLC与PC机通过串行通信端口通信。该系统还在任务保障性、可维修性、可操作性方面进行了特殊设计。应用表明，该系统操作方便，性能可靠。

矿井主通风机不停风切换方案研究

盛团秀, 王韬

2011, 37(9): 26-29.

<摘要>(19) <PDF>(3)

摘要:
针对矿井主通风机切换过程中发生瓦斯超限的问题，分析了现有的主通风机切换方案，指出实现主通风机不停风切换的关键是要避免运转风机和备用风机在切换过程中同时运行在额定状态下；提出了一种矿井主通风机不停风切换方案，并提出可采用PLC实现该方案的自动控制；最后对该方案的供电系统要求及目前煤矿实现该方案时面临的主要问题进行了分析，认为该方案具有较强的可行性。

浅析煤矿带式输送机“六大保护”

曹剑, 张振平, 郑学瑞, 信忠秋

2011, 37(9): 29-31.

<摘要>(82) <PDF>(5)

摘要:
结合济宁三号煤矿带式输送机“六大保护”的现场使用情况，分别介绍了驱动滚筒防滑保护、堆煤保护、防跑偏保护、温度保护、烟雾保护和超温洒水保护这“六大保护”的安装位置、安装方式、动作原理、作用及重要性，指出应结合煤矿的实际情况对“六大保护”合理选型、安装及使用，且需要配合其它类型的保护，以保证带式输送机正常运行。

矿区35 kV电网线路继电保护的现状及改进措施

张兆华

2011, 37(9): 32-34.

<摘要>(55) <PDF>(4)

摘要:
分析了矿区35 kV电网线路继电保护的现状，指出存在的主要问题是保护定值整定、上下时限配合困难，容易引起保护拒动、越级跳闸等故障；提出了采用先进的数字式继电保护装置、采用输电线路纵联保护、增加低电压闭锁保护、加装故障录波装置等线路继电保护改进措施，并通过GPRS分布式故障录波报警系统在矿区电网线路继电保护中的应用实例说明了采用先进的技术装备可提高矿区电网继电保护的可靠性和电网运行的安全稳定性。

煤矿“三大规程”视听仿真学习考核系统的研究

王占锋, 王培强

2011, 37(9): 35-37.

<摘要>(44) <PDF>(3)

摘要:
以煤矿采掘的工作过程为研究对象，提出了一种煤矿“三大规程”视听仿真学习考核系统的设计方案，详细介绍了该系统的功能模块设计。该系统可虚拟井下采煤、掘进过程的各种场景，有利于生动讲解煤矿“三大规程”的相关操作规范、技术标准和注意事项，为煤矿职工的安全学习提供了一种新的模式。

南屯选煤厂CIMS环境下的数据融合研究

范大鹏, 王雪丹, 李丹

2011, 37(9): 38-41.

<摘要>(36) <PDF>(3)

摘要:
提出了南屯选煤厂CIMS环境下的数据融合方案，给出了相应的数据融合体系结构，并分析了南屯选煤厂CIMS车间自动化分系统、调度管理分系统、决策管理分系统的数据融合过程及所采用的数据融合算法。该方案有利于提高选煤厂的综合管理水平。

WSN数据采集时间同步算法研究

朱中波, 王刚, 张净

2011, 37(9): 41-44.

<摘要>(17) <PDF>(2)

摘要:
针对现有的WSN时间同步算法不适用于数据采集时间同步的问题，以基于WSN的某洗煤厂设备点检系统电动机振动信号采集为例，提出了一种新的延时时间广播同步算法，详细分析了该算法的原理、在单跳WSN中的实现过程及其时间同步延时补偿和误差计算，并与其它WSN时间同步算法进行了比较，得出该算法开销小、能量消耗低、同步精度较高的结论。该算法的有效性在基于WSN的洗煤厂设备点检系统数据同步采集中已得到验证。

变换域通信系统在煤矿井下的应用研究

倪水平, 邓立恒

2011, 37(9): 45-49.

<摘要>(78) <PDF>(3)

摘要:
针对煤矿井下复杂的电磁环境以及现有矿用无线通信系统抗干扰能力差的问题，分析了变换域通信系统应用于煤矿井下的可行性，提出了矿井变换域通信系统发射机和接收机的设计方案，并模拟井下电磁环境对矿井变换域通信系统的功率谱、阈值比较后的功率谱、调制波形和误码率进行了仿真分析。分析结果表明，该系统具有较好的抗干扰和抗噪声特性及较低的误码率，可在复杂的电磁场环境中有效地通信。

CPLD在电力系统微机保护装置中的应用

温阳东, 范俊华, 余茂全

2011, 37(9): 48-51.

<摘要>(17) <PDF>(3)

摘要:
针对采用DSP和单片机设计的电力系统微机保护装置中DSP输入输出扩展口较少、电路设计复杂的问题，采用CPLD器件EPM7128设计了该微机保护装置的开入开出量扩展电路、握手信号电路、数据通信电路、频率测量电路等逻辑电路，着重介绍了CPLD在双CPU通信中的设计与实现。仿真结果验证了CPLD逻辑电路的正确性；在微机保护装置中的应用也表明了CPLD逻辑电路的灵活性与稳定性。

矿用高压电缆在线监测系统CAN总线控制器的设计

刘姝敏, 宋建成, 许春雨, 耿蒲龙

2011, 37(9): 52-55.

<摘要>(47) <PDF>(3)

摘要:
针对矿用高压电缆在线监测系统缺乏高效监测平台和可靠通信方式的现状，提出了一种矿用高压电缆在线监测系统CAN总线控制器的设计方案，详细介绍了该控制器的硬件电路设计、程序状态机的实现、波特率的设定及SPI通信的实现。该控制器以FPGA芯片EP2C20F484C8为监测核心，以MCP2510作为总线控制器，采用Verilog HDL语言编写应用程序。实验结果证明了该控制器的实时性和可靠性。

无刷双馈发电机及其控制策略的仿真研究

马诗洋

2011, 37(9): 56-59.

<摘要>(16) <PDF>(3)

摘要:
给出了无刷双馈发电机的转子机械速dq0数学模型和定子同步速MT数学模型；提出了一种无刷双馈发电机空载并网控制策略，该策略根据定子同步坐标系下无刷双馈发电机有功功率、无功功率给定值，最终得出控制侧定子绕组的电压给定值，将该值进行2r/3s变换后输入SVPWM调制模块，得到的PWM信号用于控制机侧变流器开关管的通断，从而产生定子控制绕组所需的电压、电流；在Matlab/Simulink环境下搭建了无刷双馈发电机及其控制仿真模型，并对无刷双馈发电机在空载、并网状态下的动态性能进行了仿真研究。仿真结果验证了所搭建模型及空载并网控制策略的正确性、有效性。

基于虚拟磁链定向的PWM整流器直接功率控制研究

王洪谦, 刘守全

2011, 37(9): 61-64.

<摘要>(37) <PDF>(3)

摘要:
提出一种基于虚拟磁链定向的PWM整流器直接功率控制策略。该控制策略将传统的对电流有功、无功分量进行控制的方法改为直接对PWM整流器有功功率、无功功率进行控制，并采用虚拟磁链定向方法进行坐标变换，提高了整个变频调速系统的动态性能和可靠性，降低了系统成本；采用一种虚拟磁链积分初值估算方法来辨识磁链初值，在PWM整流器启动后将积分得到的虚拟磁链减去磁链初值，从而消除虚拟磁链中的直流分量。Matlab仿真结果证明了该控制策略的有效性。

新型同步发电机励磁控制器的设计

郝晓弘, 施振雷, 张萍

2011, 37(9): 64-67.

<摘要>(25) <PDF>(3)

摘要:
针对传统的基于迭代学习控制算法的同步发电机励磁控制器存在初始控制信号由经验确定的问题，提出了一种基于即时学习型迭代学习控制算法的同步发电机励磁控制器的设计方案。该方案在迭代学习控制算法中引入即时学习算法，利用即时学习算法计算初始控制信号，有效减少了初始控制信号与理想控制信号之间的误差。仿真结果表明，该励磁控制器收敛速度快，具有更强的维持机端电压的能力。

起重机升降运动系统自适应Backstepping控制研究

牛超, 姚玉梅

2011, 37(9): 67-71.

<摘要>(25) <PDF>(3)

摘要:
通过分析起重机升降运动系统各组成部分的关联关系，建立了起重机升降运动系统数学模型，从而将电动机的运动状态和负载的运动状态有效地统一起来；以该模型为基础，将负载运动位置作为控制变量，采用自适应Backstepping控制策略设计了一种起重机升降运动系统负载位置控制器。仿真结果表明，该控制器具有较快的响应速度和较小的跟踪误差，能够有效抑制负载突变和参数摄动的影响，具有良好的鲁棒性。

脉冲电源反应器的模糊控制研究

王琢玲, 赵金山

2011, 37(9): 72-75.

<摘要>(31) <PDF>(3)

摘要:
脉冲电源应用于污水处理时，需要反复调节交、直流耦合电路参数才能使反应器工作于流光放电模式。针对该方式存在的无有效可控量化指标及调节不准确问题，研究了反应器电压幅频特性以及反应器流光放电基本条件，提出了采用流光放电系数作为可控量化参数对脉冲电源反应器进行模糊控制，从而得到满足流光放电条件的交、直流叠加信号的方案。仿真及实验结果验证了该方案的可行性和有效性。

基于WIA-PA的OPC服务器开发

陈宗锋, 刘枫

2011, 37(9): 76-78.

<摘要>(25) <PDF>(4)

摘要:
论述了基于WIA-PA的OPC服务器的开发流程及具体实现步骤；以OPC客户端软件连接温度传感器为例，介绍了基于WIA-PA的OPC服务器将工业现场仪表采集的数据实时显示在上位机上的实现方法。测试结果表明，该OPC服务器能够规范化地添加现场设备及更新设备数据，并能使OPC客户端实时获取现场测控数据。

运算放大器锁零电路分析及其改进

元增民, 卿斌

2011, 37(9): 78-80.

<摘要>(11) <PDF>(2)

摘要:
分别介绍了目前常用的由NPN型BJT和由N沟道JFET构成的运算放大器锁零电路的工作原理；针对N沟道JFET运算放大器锁零电路的弊端提出了相应的改进方法，即将控制回路中的二极管改为电阻以方便维修，将N沟道JFET改为P沟道JFET以简化计算机锁零控制电路；最后指出采用继电器进行运算放大器锁零可以消除残余电压。

采区上山架空乘人装置的选型及安装

李庆阳

2011, 37(9): 81-84.

<摘要>(18) <PDF>(3)

摘要:
针对采区上山架空乘人装置大多布置在采区上部且采用电动机、齿箱驱动方式所存在的问题，提出一种将架空乘人装置布置在人行上山采区的下部且采用液压驱动方式的方案，通过详细分析、计算架空乘人装置的技术参数，确定了液压马达、液压油泵和驱动电动机等驱动设备的型号，并最终确定了架空乘人装置的型号。应用结果表明，选用的液压驱动架空乘人装置可实现无级调速、软启动、软停车，不存在信号干扰和谐波干扰问题，故障率低，安装在采区下部便于维修，且提高了人员输送的安全性。

基于工业以太网的嵌入式视频监控系统设计

樊晓明, 俎少杰

2011, 37(9): 84-86.

<摘要>(29) <PDF>(3)

摘要:
根据煤矿工业电视视频监控系统的特殊需求，开发了一种基于工业以太网的嵌入式视频监控系统。该系统以基于Linux操作系统的嵌入式视频服务器为核心部件，前端摄像机采集的现场图像经嵌入式视频服务器进行AD转换和MPEG4编码压缩等处理后，通过嵌入式TCP/IP模块发送到工业以太网，最终以Web形式发布在监控终端浏览器上。该系统还可以通过监控界面远程控制云台、摄像机光圈和焦距等。实际应用验证了该系统的便捷性和可靠性。

电牵引爬底式采煤机在大倾角极薄煤层工作面的应用

冯春, 周德熬, 张成茂, 何先文, 刘彬

2011, 37(9): 87-89.

<摘要>(34) <PDF>(3)

摘要:
介绍了MG110/130-TPD型电牵引爬底式采煤机的适用范围、机械部分、电控部分、主要功能及其在某煤矿大倾角极薄煤层工作面的具体应用情况。应用结果表明，该采煤机性能稳定，出煤效果较好，提高了工作面的安全生产水平及效率，但仍需进一步研究其容易窜矸及因采用链牵引而导致的运行轨迹不规则问题。

极薄煤层综采技术的研究与应用

苏俊彦, 李光荣, 李明, 唐强, 兰川

2011, 37(9): 89-92.

<摘要>(22) <PDF>(4)

摘要:
介绍了我国极薄煤层采煤技术的现状，指出现有的综采设备不适用于极薄煤层开采；介绍了适合极薄煤层综采的新型采煤机、液压支架、刮板运输机的结构、性能特点，提出了极薄煤层综采工艺。实践表明，该新型极薄煤层综采装备与综采工艺有效提高了采煤效率，创造了很好的经济效益，但还需进一步研究爬底式采煤机滚筒可调高技术、如何减少端头开缺口的工作量以及极薄煤层工作面的自动化技术。

矿井三维通风在线分析系统的研究与应用

杨占国

2011, 37(9): 92-94.

<摘要>(12) <PDF>(3)

摘要:
介绍了一种矿井三维通风在线分析系统的实现方案。该系统采用3DGIS数字矿山基础信息平台的企业管理器模块对井下数据进行整理、加工及存储，根据该模块中存储的巷道网路、通风设备以及通风设施等数据自动建立通风网络拓扑关系；结合煤矿安全监测监控系统监测的实时风速数据，利用通风网络解算算法实时监控矿井通风系统运行状况，分析通风异常原因，并采用3DGIS数字矿山基础信息平台的企业应用平台模块将分析结果以三维可视化形式予以展示。该系统在四台矿的应用取得了良好的效果。

皮带通廊环境安全监测系统的设计

曹景龙, 安佰秀, 史大光, 李文静

2011, 37(9): 95-97.

<摘要>(21) <PDF>(3)

摘要:
针对大多数皮带通廊安全监测因采用人工监测方式而导致的低效率问题，提出了一种基于计算机、在线检测、串行通信等技术的皮带通廊环境安全监测系统的设计方案，主要介绍了该系统的结构、主要硬件的设计及软件设计。应用结果表明，该系统运行安全、可靠，性能稳定。

煤矿瓦斯监测联网系统的设计

常利铭, 胡淑霞, 戴剑波

2011, 37(9): 97-99.

<摘要>(30) <PDF>(3)

摘要:
主要介绍了煤矿瓦斯监测联网系统的总体结构、数据库设计、实时数据处理过程及Web监测界面的设计。该系统采用Visual Studio为软件开发工具，采用Microsoft SQL Server 2005数据库存储瓦斯监测实时数据，并基于TCP/IP协议传输实时数据，可在客户端通过Web浏览方式对矿端瓦斯监测实时数据进行远程监测。实际应用表明了该系统的有效性。

煤矿电网电能质量测量

胡明, 朱治橙, 朱晓颖

2011, 37(9): 100-103.

<摘要>(28) <PDF>(4)

摘要:
介绍了电网电能质量常用测量装置的结构及测量要求；以某矿电网治理后的验收测试为例，介绍了通过分析各监测量参数的变化来判断电网电能质量是否符合要求的方法。

一种煤矿主通风机监控系统的设计

陈海峰

2011, 37(9): 103-105.

<摘要>(19) <PDF>(4)

摘要:
根据煤矿主通风机的运行情况及控制要求，提出了一种基于S7-300 PLC的煤矿主通风机监控系统的设计方案，详细介绍了该系统的组成、参数监测方法、控制流程及上位机监控界面设计。应用结果表明，该系统运行稳定可靠，提高了煤矿主通风机的自动化管理水平。

刨煤机电液控制系统监控子系统的设计

于希洋, 吴青, 李朋, 宫富章, 荣亮, 邬佳奇

2011, 37(9): 106-107.

<摘要>(23) <PDF>(3)

摘要:
介绍了一种刨煤机电液控制系统监控子系统的软、硬件设计方案。该监控子系统可接收CAN总线发送来的刨煤机、液压支架等设备的运行参数，经ARM单片机处理后显示在监控界面上，且具有故障检测、故障查询等功能，同时可通过以太网将监控信息发送至地面控制室。实践表明，该监控子系统运行可靠，响应速度快。

井下数字安全广播系统的设计

崔连成, 刘凯, 马丽娜, 何君燕

2011, 37(9): 108-111.

<摘要>(13) <PDF>(3)

摘要:
针对传统的定压广播、局部扩音电话及小灵通等矿用广播系统的缺点，提出了一种井下数字安全广播系统的设计方案，介绍了该系统的整体结构及软、硬件设计方法。该系统采用Ogg Vorbis音频编码方式，以CAN总线为数据传输方式，可实现远程低速率音频传输。应用结果表明，该系统具有较好的音频还原能力。

微机控制调容式消弧线圈的研制

潘明福

2011, 37(9): 111-113.

<摘要>(18) <PDF>(3)

摘要:
针对某配电网络采用九分头手动无载调匝式消弧线圈存在的调节分接头不方便、无法在线测量消弧线圈电流的问题，研制了一种新型的微机控制调容式消弧线圈。该消弧线圈在二次绕组上通过晶闸管并联不同容量的电容器组，利用晶闸管实现补偿电网的快速、动态调谐，并采用微控制器实现了消弧线圈电流的实时测量及基于并联中电阻选线方法的单相接地选线功能。应用结果表明，该消弧线圈调谐准确，可靠性高，且选线正确率高。

基于PLC的加药机器手控制系统设计

段友莲, 徐立军, 毛韵

2011, 37(9): 114-116.

<摘要>(28) <PDF>(7)

摘要:
为了提高工业雷管自动装填线工艺流程的安全性，提出了一种基于PLC的加药机器手控制系统的设计方案，详细介绍了该系统的结构组成及软、硬件设计。该系统通过控制电动机的正反转实现加药过程的自动化，具有手动和自动两种操作方式，转换灵活，还可通过上位机监控界面实时显示加药系统的运行状态，并具有声光报警功能。测试结果表明，该系统工作稳定，可靠性较高，提高了生产线的工作效率，降低了工人的劳动强度。

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2011年第37卷第9期

投审稿系统

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