工矿自动化

Industry and Mine Automation

科研成果

  • 基于DSP与ARM的煤矿设备振动监测系统设计

    李臻;贾洪钢;李东晓;操虹;

    针对煤矿设备振动监测中常用的采集卡与工控机方案成本高、体积大、灵活性差的问题,介绍了一种以TMS320C6713B DSP和LPC2468 ARM双CPU为核心,结合高速AD转换芯片、双口RAM等硬件组成的煤矿设备振动监测系统的设计方案。该系统利用DSP对采集的大容量振动数据进行频谱和包络谱分析处理,采用ARM实现参数设置、数据存储与传输等功能。试验结果表明,该系统的振动测试误差小于5%,且满足煤矿设备振动监测的实时性要求。

    2010年10期 v.36;No.175 1-3页 [查看摘要][在线阅读][下载 90K]
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  • PLC自由口通信模式在矿井注浆监测系统中的应用

    蒋曙光;谈建良;吴征艳;邵昊;王凯;

    针对传统的矿井注浆监测系统采用PPI协议实现上、下位机通信导致用户自主开发困难、监测系统开发成本高的问题,提出了采用自由口模式实现PLC与上位机通信的方案,并以注浆监测系统中的注浆参数采集子系统为例,详细介绍了该子系统中自由口模式下的上、下位机通信原理及通信软件的设计方案。实际应用表明,采用PLC自由口模式实现注浆监测系统上、下位机的通信,其通信速度快,数据传输的正确性和稳定性高,为矿井中小规模控制系统的数据监控提供了良好的解决方案。

    2010年10期 v.36;No.175 4-8页 [查看摘要][在线阅读][下载 221K]
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  • 基于PLC的选煤厂除尘系统设计与实现

    陈传虎;卢艳峰;刘海宽;朱部;

    介绍了目前常用的除尘方式及特点;结合新疆某煤矿选煤厂的具体情况,提出了一种基于PLC、采用DH+组网方式和超声负压雾化技术的除尘系统的设计方案,详细介绍了该系统的总体结构、硬件构成、控制流程及通信程序设计。现场应用结果表明,该系统性能稳定,除尘效果良好,操作方便,可靠性高,便于扩展和维护。

    2010年10期 v.36;No.175 8-11页 [查看摘要][在线阅读][下载 130K]
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短讯

分析研究

  • 长短线悬殊和不平衡电流大时的矿井低压漏电保护分析

    苏坡;陈庆;

    通过实例分析说明了零序功率方向原理和零序电流最大原理等传统的漏电保护原理无法实现长短线悬殊和不平衡电流大情况下的选择性漏电保护;提出了一种采用零序电流突变量法实现长短线悬殊和不平衡电流大情况下的选择性漏电保护方案。该方案通过比较各支路零序电流和对应支路固有电容电流来判断是否发生漏电,即如果某一支路的零序电流与固有电容电流相比发生突变,则该支路为漏电支路;如果所有支路的零序电流与固有电容电流相比都没有发生突变,则为总线漏电。实践证明了该方案的有效性。

    2010年10期 v.36;No.175 12-15页 [查看摘要][在线阅读][下载 96K]
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  • 大功率变流器共模电压产生及抑制研究

    章勇高;李银玲;

    通过三相等效电路详细分析了H桥多电平变流器共模电压的产生机理,介绍了共模电压对大功率变流器及变频调速系统的危害;讨论了目前共模电压抑制技术的研究现状,分析了外加滤波装置和改变变流器结构的硬件抑制方法及采用控制策略的软件抑制方法的特点及其不足,为研究新的共模电压抑制策略提供了参考;最后,提出未来大功率变流器共模电压抑制的研究重点:一是兼顾直流电压利用率和谐波含量的最优共模电压抑制方法,二是从本质上找出一种通用于各种拓扑结构的完全消除共模电压的统一算法。

    2010年10期 v.36;No.175 16-21页 [查看摘要][在线阅读][下载 181K]
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实验研究

  • 一种新型矿用本质安全型电源的设计

    朱前伟;

    针对目前煤矿井下多输入电压等级本质安全型电源的笨重和单输入电压等级本质安全型电源的局限性问题,提出了一种新型本质安全型电源的设计方案。该新型本质安全型电源采用R型隔离变压器,体积小;采用高性能的DC/DC开关转换电源,提高了本质安全型电源的转换效率,且减小了输出纹波噪声;同时采用由过流检测芯片、单稳态触发芯片、大功率三极管等组成的双重化过流和过压保护电路,提高了本质安全型电源的可靠性。

    2010年10期 v.36;No.175 21-24页 [查看摘要][在线阅读][下载 112K]
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  • 数字控制技术在本质安全型开关电源中的应用

    尹相卿;白林绪;申利飞;王聪;

    针对部分本质安全型开关电源产品在实际应用中存在输出功率小、工作频率低、输出纹波较大、故障率高等问题,提出了一种基于数字控制芯片DSPIC30F1010/2020的本质安全型开关电源的设计方案,给出了该开关电源的总体结构,重点介绍了该开关电源的硬件电路及其数字控制器的软件设计。通过理论分析、整体设计、仿真、实际电路的调试及安全火花试验,验证了数字控制技术在本质安全型开关电源中应用的可行性。

    2010年10期 v.36;No.175 24-28页 [查看摘要][在线阅读][下载 153K]
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  • 基于FPGA的煤矿安全监控系统监控分站的设计

    王启峰;祝国源;孙小进;

    针对煤矿安全监控系统中的监控分站采用单一微处理器采集传感器数据而导致的实时性差的问题,提出了一种基于FPGA的煤矿安全监控系统监控分站的设计方案,详细介绍了该监控分站的软、硬件设计。该监控分站采用A3PE600系列FPGA完成传感器信号的数据采集任务,采用ARM系列MCU完成与FPGA通信、与上位机通信、根据配置信息及传感器数据实现断电及报警控制、人机交互等任务。该监控分站实时性强,可接入多种类型的传感器,并适用于传输接口不同的多种安全监测监控系统。

    2010年10期 v.36;No.175 29-31页 [查看摘要][在线阅读][下载 103K]
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  • 基于粒子群优化的支持向量机在瓦斯浓度预测中的应用研究

    张剑英;许徽;陈娟;曹新德;

    为了准确预测煤矿瓦斯浓度,基于从芦岭煤矿KJ98监控系统中提取的生产现场瓦斯浓度时间序列数据,对基于粒子群优化的支持向量机理论在瓦斯浓度短期预测中的应用进行了研究。首先对瓦斯浓度时间序列进行小波软阈值去噪和相空间重构等预处理,然后采用粒子群优化算法对支持向量机的惩罚因子、损失函数、核函数参数进行了优化,并基于最优参数建立了瓦斯浓度预测的支持向量机模型。仿真结果表明,采用粒子群优化的支持向量机理论进行煤矿瓦斯浓度预测,极大地提高了预测的准确性和精确度;误差分析结果表明,该方法预测结果的误差很小,且测试样本越小,误差越小。

    2010年10期 v.36;No.175 32-35页 [查看摘要][在线阅读][下载 124K]
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  • 基于KPCA-SVM的煤与瓦斯突出预测方法

    李大锋;赵帅;杨岱平;

    提出了一种基于KPCA-SVM的煤与瓦斯突出预测方法。该方法首先通过KPCA方法对影响煤与瓦斯突出的相关指标进行特征提取,然后利用SVM方法对煤与瓦斯突出进行分类预测。实例结果表明,该方法对煤与瓦斯突出预测的准确率明显高于直接运用SVM方法的煤与瓦斯突出预测准确率,且运算速度快,识别能力强,同时根据该方法建立的煤与瓦斯突出分类预测模型具有较好的稳定性和有效性。

    2010年10期 v.36;No.175 36-38页 [查看摘要][在线阅读][下载 79K]
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  • 基于层次分析法和模糊数学的煤矿安全生产评价

    邹义怀;江成玉;李春辉;苏恒瑜;

    为了定量地综合评价煤矿的安全生产状况,建立了煤矿安全生产评价指标体系,采用层次分析法确定评价指标的权重,采用模糊数学方法对煤矿安全生产情况进行评价。评价结果表明,基于层次分析法和模糊数学的煤矿安全生产评价准确性和可靠性高,为评价煤矿安全生产状况提供了一条新途径。

    2010年10期 v.36;No.175 39-41页 [查看摘要][在线阅读][下载 95K]
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  • 一种改进的谐波电流检测算法

    林洁;缑新科;

    针对基于瞬时无功功率理论的谐波检测算法实时性差、不能直接用于单相谐波检测的问题,提出采用滑窗迭代DFT算法来提高谐波检测的实时性;并针对传统DFT在非同步抽样时存在错误的问题,提出采用自适应抽样算法来自动调整抽样时间,从而减小DFT在非同步抽样时的计算误差。仿真结果表明,基于自适应抽样的滑窗迭代DFT算法能够实时有效地检测出谐波电流,具有很好的目标跟随性和抗干扰性。

    2010年10期 v.36;No.175 42-45页 [查看摘要][在线阅读][下载 117K]
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  • 基于数据融合的高压断路器故障诊断方法研究

    苗红霞;王宏华;

    为了提高高压断路器的故障诊断水平,对采用D-S证据理论将不同类型传感器获得的信息进行数据融合的方法进行了研究,并将其运用到高压断路器的故障诊断中。实例分析结果表明,D-S证据理论能够提高高压断路器故障诊断的进度、准确性和可靠性,并且融合的数据越多,故障诊断的可靠性越高。该方法具有普遍适用性。

    2010年10期 v.36;No.175 45-48页 [查看摘要][在线阅读][下载 118K]
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  • 基于二阶海宁卷积窗和双峰插值傅里叶变换的谐波检测方法

    王巍;陈慧慧;刘伟伟;李宁;

    针对采用傅里叶变换检测谐波时存在的频谱泄露和栅栏效应问题,提出采用二阶海宁卷积窗的加窗算法来减少频谱泄露,采用双峰谱线插值修正算法抑制栅栏效应的谐波检测方法。Matlab仿真结果表明,该谐波检测方法对于稳态谐波的检测精度较高,且很好地改善了频谱泄露和栅栏效应问题。对于波动谐波,提出可采用小波变化与傅里叶变换和加窗插值法相结合的谐波分析方案。

    2010年10期 v.36;No.175 49-52页 [查看摘要][在线阅读][下载 121K]
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  • 同步电动机磁链观测的稳定性研究

    陆锦生;何凤有;刘侠;

    简要分析了基于电压模型的同步电动机磁链观测器的原理;针对传统电压模型中积分环节带来的直流偏置误差和积分零点漂移问题,提出了一种基于MT轴系电压模型的磁链观测器模型,并在该模型中引入了积分负反馈环节。仿真结果表明,与基于传统电压模型的磁链观测器相比,基于MT轴系电压模型的磁链观测器的稳定性得到了增强,且能够很好地抑制直流偏置扰动和积分零点漂移。

    2010年10期 v.36;No.175 52-55页 [查看摘要][在线阅读][下载 125K]
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  • 基于ABE算法的2.4GHz IEEE 802.15.4网络模拟研究

    盛希宁;

    针对IEEE 802.15.4网络的MAC层采用基于时隙的CSMA/CA标准算法可能引发数据封包碰撞和网络拥塞的问题,参考ABE算法对标准算法进行了改进,并采用NS-2网络模拟软件对基于时隙的CSMA/CA标准算法与ABE算法对2.4 GHz频段上的IEEE802.15.4星型网络性能进行了模拟实验。结果表明,基于ABE算法的2.4 GHz IEEE 802.15.4网络在网络吞吐量、数据封包成功传输率、网络公平性、LQI类型封包遗失数量等方面的性能都得到了有效提升。

    2010年10期 v.36;No.175 56-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 155K]
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  • 3G工业适配器节点的设计

    吴志盛;刘枫;张渝;

    从工业控制网络的无线化需求出发,针对3G网络应用到工业无线控制领域的方案,重点介绍了一种3G工业适配器节点的软、硬件设计。该适配器节点采用MU103完成传统网络和工业无线网络到3G网络的接入,采用MSP430F5438芯片完成数据采集、AT命令与自主协议的转换以及AT命令的执行任务,采用RS485接口完成适配器节点与仪表或工业无线网关的通信任务。实验室WIA网络以及Profibus网络检测结果表明,该适配器节点工作稳定、可靠,且具有较好的兼容性。

    2010年10期 v.36;No.175 60-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 121K]
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  • WIA-PA网络通信资源设计

    刘建国;刘枫;

    介绍了WIA-PA网络通信资源的基本要素及其路由表、邻居表、通信时隙表结构,并提出了一种WIA-PA网络通信资源的设计方法。该方法通过设计通信资源中的路由表、邻居表和通信时隙表来分配全网节点的通信时序,从而实现整个网络的数据通信。实验结果验证了该方法的可行性和网络稳定性。

    2010年10期 v.36;No.175 64-66页 [查看摘要][在线阅读][下载 449K]
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  • Surfer8.0在开采沉陷数据可视化表达与制图中的应用

    汤伏全;汪桂生;代巨鹏;

    针对常规绘制变形曲线的方法难以有效全面地表达工作面开采沉陷情况的问题,提出基于地表观测站获取的观测数据,利用Surfer8.0软件对矿区开采沉陷观测数据进行可视化表达与制图的方案,介绍了Surfer8.0在变形等值线绘制及数据三维可视化表达中的具体应用方法。对比MapGIS软件制图可知,采用Surfer8.0能够快速而精确地实现对开采沉陷数据的可视化表达与制图,且输出图形更加美观。

    2010年10期 v.36;No.175 67-69页 [查看摘要][在线阅读][下载 572K]
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  • 基于数据驱动的氢粉碎工艺氢含量的预报

    朱林;吕品;

    针对目前钕铁硼氢粉碎工艺过程中氢含量无法在线检测、动力学模型难以建立等问题,提出利用数据驱动方法实现钕铁硼氢粉碎过程中氢含量的预报,详细介绍了基于LS-SVM的氢粉碎工艺氢含量预报模型的建模过程。预测结果表明,基于LS-SVM的氢含量预报模型对氢粉碎工艺中氢含量的预测误差较小,可满足生产工艺的要求。

    2010年10期 v.36;No.175 70-72页 [查看摘要][在线阅读][下载 83K]
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经验交流

  • 基于ARM-Linux的钢丝绳损伤检测系统设计

    刘礼;杨子建;付聪;

    针对现有钢丝绳检测系统实时性与适应性差、自动化程度低的问题,提出了一种基于ARM-Linux的高性能钢丝绳损伤检测系统的设计方案,详细介绍了该系统的硬件组成、工作原理、软件实现方法及实时采样曲线绘制的设计与实现。该系统结合嵌入式Linux技术和漏磁无损检测技术,可独立完成检测任务,实时显示检测波形,提高了检测效率。

    2010年10期 v.36;No.175 73-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 226K]
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  • 静止型动态无功补偿装置在松河煤矿的应用

    董俊;陈田;

    针对传统的固定无功补偿装置只能在一定程度上补偿功率因数,无法解决煤矿大功率负荷软启动装置造成的电网高次谐波污染问题,提出采用静止型动态无功补偿装置来提高功率因数、治理谐波污染的方案;以静止型动态无功补偿装置在松河煤矿的应用为例,介绍了具体的补偿方案及该装置中滤波器的设计,并分析了补偿效果和节能效果。应用结果表明,静止型动态无功补偿装置投运后,将功率因数补偿到0.95以上,且有效抑制了高次谐波,每年可为煤矿节约电费达430万元。

    2010年10期 v.36;No.175 76-79页 [查看摘要][在线阅读][下载 114K]
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  • 浅析CST软启动装置的日常维护

    曹剑;赵学刚;张磊;刘伟龙;

    以济三煤矿胶带机所使用的CST软启动装置为例,指出煤矿用CST软启动装置发生故障的主要原因是日常维护不到位;基于CST软启动装置控制系统的液压原理,结合CST厂家对换油、更换滤芯、日常清洁及紧固方面的维护要求,分析了对这3个方面进行日常维护的重要性;最后指出,应根据煤矿自身情况实现经济的CST软启动装置日常维护。

    2010年10期 v.36;No.175 79-81页 [查看摘要][在线阅读][下载 79K]
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  • 电喷柴油机在凿岩采矿机械设备中的应用分析

    刘登前;欧阳名三;

    针对电喷柴油机在凿岩采矿机械设备的实际应用中存在故障率高的问题,以OM926LA型电喷柴油机在XRHS396型移动式空气压缩机上的使用为例,分析了该型电喷柴油机的控制原理,指出其主要故障原因是维修人员技术基础薄弱、柴油品质差、机械使用时间长及矿山环境恶劣等,并由此提出了相应的解决措施。

    2010年10期 v.36;No.175 82-84页 [查看摘要][在线阅读][下载 163K]
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  • 综采工作面支架安全快速拆除新工艺

    胡院;

    针对传统综采工作面支架拆除工艺在安全、施工速度、材料耗费等方面的不足,以张集煤矿1214(3)工作面支架拆除工程为例,介绍了一种改进的综采工作面支架安全快速拆除新工艺。该新工艺顶部采用锚梁网支护,帮部只采用锚杆支护,简化了通道支护工艺;采用多台支架作为掩护架,提高了支架拆除的安全性;通道顶板随着掩护支架的前移自行垮落,不需维护。实践证明,该综采工作面支架拆除新工艺安全、快速,取得了明显的经济和技术效益。

    2010年10期 v.36;No.175 85-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 101K]
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  • 一种结合ZigBee和GPRS的无线网络结构

    朱尚嵩;郁春雷;

    介绍了利用GPRS实现远程数据传输和ZigBee实现短距离数据传输的原理,并提出一种结合ZigBee和GPRS的无线网络结构,给出了该无线网络结构的软、硬件结构设计。该无线网络结构在广域内使用GPRS传输数据,在局域内采用ZigBee传输数据,实现了一种新型的多模网络结构,为终端设备、远程设备以及与个人之间建立无线连接提供了一种简单手段。

    2010年10期 v.36;No.175 88-90页 [查看摘要][在线阅读][下载 224K]
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  • 红外瓦斯传感器在跃进煤矿的应用

    张国华;

    介绍了GJG10H型红外瓦斯传感器的检测原理、结构组成及其调校方法。实际应用结果表明,该红外瓦斯传感器可检测0%~10%的瓦斯气体,测量精度较高,且具有良好的稳定性,但响应速度需进一步提高。

    2010年10期 v.36;No.175 91-93页 [查看摘要][在线阅读][下载 376K]
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  • 基于S7-300的污水泵站自动控制系统设计

    崔博;许广宾;曹同慧;李超;

    针对目前污水泵站采用的继电器-接触器控制方式运行管理成本高的问题,提出了一种以S7-300 PLC为核心的污水泵站自动控制系统的设计方案,介绍了系统的组成及控制原理,阐述了系统的软、硬件设计。该系统采用PLC控制1台软启动器拖动4台电动机的方式,消除了直接启动对电动机带来的影响;可根据不同情况自动选择最合理的运行状态,同时可与上位机通信,以上传数据和接收控制命令。实际应用结果表明,该系统运行稳定,提高了污水泵站的净水效率。

    2010年10期 v.36;No.175 93-97页 [查看摘要][在线阅读][下载 678K]
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  • 基于Web数据流挖掘的资源服务实现

    王春霞;

    为了提高网站的利用率及优化网站,构建了Web数据流挖掘系统,介绍了该系统的框架结构,并以商丘师范学院校园网为挖掘对象,说明了Web数据流挖掘的工作流程以及Web资源服务的具体实现流程。实践证明,基于Web数据流挖掘技术实现Web资源服务,可充分利用Web网站的信息和网络资源,实时、高效地为用户提供个性化的Web资源服务。

    2010年10期 v.36;No.175 97-99页 [查看摘要][在线阅读][下载 92K]
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  • 激电中梯在大河铜矿矿产预测中的应用

    徐遂勤;张先年;刘海军;

    介绍了激电中梯法在大河铜矿矿产预测中的具体应用。通过分析矿区地质特征及地球物理特征以及对野外观测数据进行处理解释,圈定了3个激电异常,并对异常进行了定性解释,详尽地预测了区内极化体的位置走向,为在大河铜矿深部及外围的地质找矿工作指明了方向。

    2010年10期 v.36;No.175 100-103页 [查看摘要][在线阅读][下载 978K]
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专题讲座

  • 物联网与感知矿山专题讲座之一——物联网基本概念及典型应用

    张申;丁恩杰;徐钊;华钢;

    介绍了物联网的发展、基本概念、体系结构、标准及典型应用,同时指出了目前物联网应用中存在的问题,提出在感知矿山物联网建设中不能照搬地面应用模式,以避免出现新的信息孤岛和子系统问题孤岛。该文讨论的内容是理解将在本刊连续发表的"物联网与感知矿山"系列文章的基础。

    2010年10期 v.36;No.175 104-108页 [查看摘要][在线阅读][下载 944K]
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