采煤机运行状态实时监控系统的研究
煤矿智能化研究现状和意义
煤矿智能化研究现状和意义一、研究背景与意义随着科技的快速发展，智能化已成为各行各业转型升级的重要方向。
煤矿行业作为我国能源产业的重要组成部分，其智能化发展对于提高生产效率、保障安全、降低环境污染等方面具有重要意义。
同时，煤矿智能化也是实现煤炭工业高质量发展的重要途径。
因此，对煤矿智能化进行研究，具有重要的理论和实践意义。
二、煤矿智能化技术发展现状近年来，我国煤矿智能化技术取得了长足进步，主要体现在以下几个方面：1.采煤作业智能化技术应用目前，我国采煤作业已基本实现智能化。
智能采煤机、智能液压支架等设备的广泛应用，大大提高了采煤效率和质量。
同时，采煤作业的智能化技术应用也使得工作条件得到改善，降低了工人的劳动强度。
2.掘进工作面智能化技术应用掘进工作面的智能化技术应用主要包括掘进机的智能控制和自动截割。
通过引入智能传感器和控制系统，掘进机能够实现自动截割、自动定位和自动纠偏等功能，提高了掘进效率和安全性。
3.运输系统智能化技术应用运输系统智能化技术应用主要体现在无人驾驶矿车和智能调度系统的研发和应用上。
无人驾驶矿车能够实现自动导航、自动装卸等功能，提高了运输效率和安全性。
智能调度系统则能够对运输车辆进行实时监控和调度，优化运输路线和运输量。
4.安全管理智能化技术应用安全管理智能化技术应用主要包括安全监控系统、人员定位系统等。
这些系统的应用能够对矿井内的各种安全参数进行实时监测和预警，及时发现和处理安全隐患，保障矿工的生命安全。
5.监测监控系统智能化技术应用监测监控系统智能化技术应用能够对矿井环境和设备状态进行实时监测和监控。
通过对监测数据的分析和处理，能够及时发现设备故障和安全隐患，提高矿井的安全性和生产效率。
三、智能决策支持系统研究现状智能决策支持系统是煤矿智能化的重要组成部分，能够通过对大量数据的分析和挖掘，为管理者提供科学、准确的决策依据。
目前，我国已在智能决策支持系统方面取得了一定的研究成果，例如基于大数据分析和人工智能技术的煤与瓦斯突出预警系统等。
采煤机在线监测系统研究与应用
３ 信号 的传 输及 显 示
３ １ 信 号 的 传 输 ．
采煤 机 在 线监 测 信 号 通过 传 感 器 传输 到 工控 机 ， 工 控 机 与 监 控 网络 分 站 ＫＪ ２ Ｂ的 ＲＳ ８ Ｆ３ ４ ５智 能 接 口 相 连 ，监 控 分站 将信 号进行 处 理 ，经通 信板通 过调 制 解 调器／ ， ０ ｂ ｓ 通
维普资讯
第 ５期 （ 第 １４期 ） 总 ４
２０ ０ ７年 １ ０月
机 械 工 程 与 自 动 化
Ｍ ＥＣＨＡＮＩ ＣＡＬ ＥＮＧＩ ＮＥＥＲＩ ＮＧ ＆ ＡＵＴ０Ｍ ＡＴ１ ０Ｎ
Ｎｏ．５
０ｃ ． ｔ
文章 编 号 ：６ ２６ １ （０ ７０ —０ ４０ １ ７—４ ３ ２ ０ ）５０ ９— ２
采煤机在 线监测 系统研 究与应用
袁 红 兵
（ 原 理 工 大 学 机械 工 程 学 院 ， 山 西 太 原 太 ００２ ） ３ ０４
摘 要 ：介 绍 了 电牵 引 采 煤 机 在 线 监 测 系统 的组 成 、工 作 原 理 以及 具 体 实 施 方 案 。实 现 了 采 煤 机 实 时 在 线 监 测 ， 使 其 运行 更 加 安 全 可靠 。达 到 快 速 高 效 生 产 的 目的 。
收稿 日期 ：２ ０ —２１ ；修 回 日期：２０ —４ １ ０ ７０— ４ ０ ７０— ８
作 者 简 介 ：袁 红 兵 （ ９ １）女 ， 苏 丰县 人 ， １ ６一 ， 江 高级 工 程 师 ， 士 。 硕
（ ）采高 、 ２ 卧底 量信 息 ： 采煤 机 自身没 有采 高、卧 底 量信 息 。通过 在采 煤机 摇臂 上加 装倾 角传感 器测 得 摇 臂倾 角 ，再通 过计 算得 到摇 臂末 端的 高度 ，从而 得 到采煤 机 的采 高和 卧底量 信息 。 （ ） 采煤机 内部 参数 ：采 煤机 内部 参数 由其控 制 ３ 系统 的 Ｐ 【 Ｃ和执行 变频器 提 供 ，通 过 Ｐ Ｃ通信 端 口 Ｌ 和变 频器 上 的特 殊通 信模 块 ，运 用 编程技 术 、Ｒ ４ ５ Ｓ ８ 接 口技 术及 Ｍｏ ｂ ｓ通 信协 议 建 立 工控 机 与 变 频器 、 ｄｕ 采 煤机 Ｐ 制 器的数 据通 信操 作 ， Ｉ Ｃ控 完成 数据 的提 取 操作。 最 后 ，把 上述提 取 到的所 有采煤 机 相关数 据信 息 运 用工 控机 的编 程语 言解 释编 译 ， 再对 数 据进行 分析 、 打 包 ，通过 Ｒ ４ ５ ２ ２接 口接 入 矿井 监 测 系统 ＫＪ ６ Ｓ ８／ ３ ６ 的 通 信分 站 ＫＪ ２ Ｂ，通过 网络传 输 至井 上 监控 服务 Ｆ３ 器 中 ， 经过 解包 、数 据提 取 、分 析 ，生 成监控 画面 ， 再
基于OPC通信协议的采煤机远程监控系统研究
基于OPC通信协议的采煤机远程监控系统研究
梁超权;安晓飞;刘俊锋;吴振
【期刊名称】《煤矿机械》
【年(卷),期】2024(45)4
【摘要】为了解决井下综采工作面自动化设备种类繁多、不同硬件之间通信协议不统一的问题,从软件的角度出发,开发了一种基于OPC通信协议的服务器。
该服务器能够集成多种通信协议,如Modbus、Fins等,以实现井下不同设备之间的数据信息交换和协调。
通过集成Modbus/TCP通信协议开发了采煤机远程监控系统,并进行了一系列相关测试。
实验结果表明,开发的OPC服务器及采煤机远程监控系统可以实现采煤机的实时监控。
【总页数】4页(P201-204)
【作者】梁超权;安晓飞;刘俊锋;吴振
【作者单位】中国矿业大学机电工程学院;西安煤矿机械有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TD421.6
【相关文献】
1.基于OPC UA的数控机床远程监控系统研究
2.基于OPC技术锅炉远程监控系统研究
3.基于XNA的采煤机3DVR远程监控系统研究
4.基于OPC XML-DA技术的远程监控系统研究
5.基于OPC和.NET的选煤厂副产品煤质信息远程监控系统研究
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
智能化煤矿机电设备状态监控系统的研究
智能化煤矿机电设备状态监控系统的研究摘要：煤矿开采，为实现劳动密集型向技术密集型的转变，越来越多的煤矿企业开始推进智能化开采。
通过智能化开采技术，煤矿的开采效率得到大幅度提高，安全状况也得到极大改善。
智能化开采技术的实现依赖于大量智能化机电设备的使用，如智能化液压支架、智能化采煤机等。
目前智能化开采处于起步阶段，经验较少，开采时智能化机电设备故障频发，不利于煤矿的安全高效开采。
针对这种情况，需要做好对智能化机电设备的状态监控工作。
关键词：智能化；煤矿机电设备；机电设备状态监控引言随着煤矿产业现代化的不断发展，越来越多的机电设备被应用到煤矿的开采工程中。
由于矿井下生产环境恶劣，机电设备经常发生各种故障，严重影响煤矿企业的生产安全和生产效率。
这要求在煤矿开采中做好机电设备的管理工作，对机电设备的运行状态进行监控，通过有效的维护和维修保证设备稳定运行。
因此，做好煤矿机电设备的管理非常重要。
但在实际管理过程中，由于煤矿的机电设备种类繁多，管理人员素质参差不齐，实际存在的各类问题严重影响着煤矿开采的时效性，具体分析如下。
1、煤矿机电设备特点以现代煤矿机电设备的安装工艺为主要基础，中国现代煤炭行业中已涵盖了大量的煤矿机电设备工艺，这一过程对于推动和促进煤矿机电开采工艺的发展起到了积极作用。
随着机电生产水平的不断提高，矿山工程机电设备的质量和精度正逐步得到改善，通过不断提高工业机电化的生产水平，煤矿企业可为社会创造更多的经济效益。
而煤矿机电设备的安装一般相对比较复杂，在设备更新换代加速的同时，机电设备的安装难度也大大增加。
机电特性是影响矿山机电设备性能的主要因素，在机电一体化的实施过程中必须对其着重分析，掌握设备性能，从而指导机电设备的实际安装。
否则，有可能导致机电设备损坏且无法使用，引发机电安全事故。
为保证机电设备稳定生产，应对煤矿机电设备的建设和发展加大投资，避免设备开发中安全隐患的增加，确保煤矿机电设备状态可知和能长时间稳定运行。
煤矿综采工作面设备状态综合监测及故障预警系统研究与应用
煤矿综采工作面设备状态综合监测及故障预警系统研究与应用摘要：近几年，随着社会经济的高速发展和科学技术的不断进步，智能化技术也渗透到了社会的各个领域。
比如在煤炭行业，将智能化技术运用到煤炭开采中，极大的提高了煤炭开采的效率。
现阶段我国的煤炭开采已经全部实现了机械化作业，以前比较传统的煤炭开采方式已经满足不了现在的行业发展趋势，运用智能化开采技术可以运用开采设备对煤层和参数进行详细的分析研究，并且智能化开采技术的安全系数比较高，可以避免很多意外。
所以，运用先进传感、检测监控技术、可视化技术、5G融合网络等智能化开采技术是现在煤炭行业的主要发展方向，为煤炭行业智能化发展提供了强有力的技术保障。
基于此，本篇文章对煤矿工作面设备状态综合监测及故障预警系统研究与应用进行研究，以供参考。
关键词：煤矿工作面；设备状态综合监测；故障预警系统；研究与应用引言我国是煤炭大国，煤炭也是我国最重要的能源之一，我国现在还处于工业发展的时期，在以后的很长一段时间内，煤炭依旧是重要的世界能源，并且有着不可替代的主要地位。
现代化信息技术的高速发展对煤炭行业也产生了很大的影响，煤炭行业想要继续发展下去，就必须顺应时代的发展趋势，运用智能化技术来促进煤炭行业的发展。
基于此，本文探究煤矿工作面设备状态综合监测及故障预警系统研究与应用分析。
1煤矿综采智能化工作面的技术特点1.1自动化控制提升准确性在煤矿综采工作的实际操作过程中，应该运用自动化控制系统对开采工作进行控制，比如说运用采面支架自动化和降尘自动化系统等技术来实现煤矿开采自动化。
智能化控制设备不同于以往的人工控制，它是通过计算机系统来实现智能化的系统控制，大大降低了工作人员的工作强度，同时也提高了煤矿综采运行的效率和准确性，降低错误率。
1.2参数监控确保实时性煤矿智能化系统拥有强大的计算能力，将智能化系统和设备运用到煤矿综采作业，可以有效的提高煤矿开采参数的准确性，从而实现煤矿综采的智能化监管目标。
智能化采煤工作面采煤机自动监控系统研究
智能化采煤工作面采煤机自动监控系统研究发布时间：2022-11-14T02:56:50.371Z 来源：《科技新时代》2022年12期作者：单立彬[导读] 科技在迅猛发展，社会在不断进步单立彬扎赉诺尔煤业有限责任公司灵露煤矿内蒙古满洲里市扎赉诺尔区 021410摘要：科技在迅猛发展，社会在不断进步，采煤机是智能化综采工作面的核心装备之一，是实现煤矿高产高效安全开采的核心设备，是智慧矿山建设的重要组成部分。
采煤机的机械化、自动化、数字化运行意义非常重大。
当前煤矿井下智慧工作面采煤机在进行自动记忆截割作业时应用缺陷较多，常需要人工进行干预，采煤机监控系统较为简单，无法对采煤机记忆截割作业提供有效的帮助，必须进行优化改进。
关键词：采煤机；PLC控制系统；自动记忆截割；监控系统引言随着矿井煤炭开采工艺、装备等的提升，采煤工作面已逐渐向自动化、智能化发展，同时部分矿井已实现智能化开采。
受到煤矿井下环境恶劣、开采煤层赋存条件复采以及煤炭开采工艺等限制，智能采煤工作面采煤机自动截割工艺应用效果不尽人意，现场应用过程中需要人工频繁干预，采煤机在生产期间容易出现故障，不仅影响采煤自动化程度而且影响煤炭正常生产。
为此，文中针对智能采煤工作面现状，提出一种采煤机运行自动监控系统，该系统可实现采煤机割煤期间参数的自动监测、调控，可提高采煤机自动截割控制能力而且大幅降低采煤机故障发生率。
1整个采煤机自动监控系统的结构由于井下的采煤工作的环境非常复杂而且多变，并且采煤机的自动记忆截割方法还有很多的不足，在实际使用时，其自动化水平比较低，所以要持续改善其方法。
采煤机的自动监控系统的优化，不仅使自动化水平得到提升，还能实时监控采煤机每个部位在工作时的状态，可以及时发现采煤机在工作过程中的问题并做出相应的处理，从而提高了采煤机的工作稳定性和大大减少了工作过程中故障发生的概率。
整个自动监控系统的结构是由Wicc、各种传感器、S7-300PLC等组成。
煤矿采煤机智能化控制技术研究
煤矿采煤机智能化控制技术研究随着科技的不断发展，智能化控制技术在各个领域得到了广泛应用。
煤矿行业作为我国经济的重要支柱之一，也在不断探索智能化控制技术在采煤机上的应用。
本文将探讨煤矿采煤机智能化控制技术的研究现状和前景。
一、智能化控制技术在煤矿采煤机中的应用煤矿采煤机是煤矿生产中的重要设备，传统的采煤机操作方式主要依赖人工控制，存在工作效率低、人员安全隐患大等问题。
而智能化控制技术的引入，可以实现采煤机的自动化操作，提高工作效率，减少人员伤亡事故的发生。
目前，智能化控制技术在煤矿采煤机中主要体现在以下几个方面：1. 自动化控制系统：通过传感器、PLC等技术，实现采煤机的自动化操作，包括自动开机、自动停机、自动调节工作状态等。
这样可以减少人工干预，提高生产效率。
2. 人机交互界面：采煤机的智能化控制系统还包括人机交互界面的设计，使得操作人员可以直观地了解采煤机的工作状态，及时调整参数，提高操作的准确性和效率。
3. 数据采集与分析：智能化采煤机可以通过传感器等设备采集到大量的数据，包括采煤机的工作状态、煤层的物理参数等。
通过对这些数据的分析，可以实现智能化的采煤机控制，提高采煤效率和资源利用率。
二、煤矿采煤机智能化控制技术的研究现状目前，我国在煤矿采煤机智能化控制技术的研究方面取得了一定的进展。
一方面，研究人员通过对采煤机的结构和工作原理的深入研究，提出了一系列的智能化控制方案。
另一方面，一些企业也开始将智能化控制技术应用到采煤机的生产中，通过实践不断改进和完善。
智能化控制技术在煤矿采煤机中的应用还存在一些挑战。
首先，煤矿环境复杂，采煤机在工作中会受到各种因素的干扰，如煤层变化、瓦斯等。
因此，智能化控制技术需要能够适应不同的工况，并具备一定的自适应性。
其次，煤矿采煤机的安全性要求非常高，智能化控制技术需要能够及时发现和处理故障，保证人员的安全。
三、煤矿采煤机智能化控制技术的前景展望煤矿采煤机智能化控制技术的应用前景非常广阔。
采煤机监控系统数据可视化技术的研究
传 统 的采 煤 机 监 控 装 置 界 面 显 示 是 纯 数 字 方
式 ， 直观性 、 在 易理 解 性 上 存在 局 限 ， 图表 比数 字 而
用寿命 。产 品可靠 性 的提 升和使 用 寿命 的延 长除 了
要不 断提升 、 改进 产品 自身 的设计 和制造 质量 ， 还要 的方式 在大量 数 据 的表 示 上具 有更 直 观 、 理解 的 易
Ｓｈ ａ ｅ ｅ ｒ，ｂ ｓ ｏ ｍｏ ｔｒｔ ｅ ｒ ａ － ｍｅ ｃ ｎｄ ｔ ｎ ｏ ｈ ａ ｅ ． Ｉ ｈｓｐａ ｒ ｈｅ ａ ｈ ｒｕ ｅ ｈｅｔ ｃ ｎ ｌｇ ａ ｅ ｎ Ｃ ｌｎ ｕ ｇ ｎ ｒ ｕｔａ ｏ ｔ ｎｉ ｈ ｅ ｌｔ ｏ ｉｉ ｆＳ ｅ ｒ ｎ ｔ ｉ ｐｅ ，ｔ ｕｔｏ ｓ ｓｔ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｂ ｓ ｄ ｏ ａ ｇ ａ ｅ ａ ｄ ｌ ｏ ｉ ｏ ｒ
Ａ ｓ ａ ｃ ｆ Ｓ ａ ｅ ｏ ｉｏ ｉ ｇ Ｓ ｓｅ ｔ ｓ ａ ｉ ａ ｉ ｎ Ｔｅ ｈ ｏ ｏ ｙ Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｈｅ ｒ ｒ Ｍ ｎ ｔ ｒｎ ｙ ｔ ｍ Ｄａ ａ Ｖｉｕ ｌ ｔｏ ｃ ｎ ｌ ｇ ｚ
ＬＵ ｕ Ｌ
（ ｏｌ ｎ ｃ ｎｅ ｅ ａ ｈＩｓｔｔ，ｈｎ ｈ ｉ ｒｎｈ Ｓ ａｇ ａ ２０ ３ ，ｈｎ ） Ｃ ａ ｅＳｉ ｃ ｓ ｒ ｔｕ Ｓ ａｇ ａ ａ ｃ ，ｈ ｎ ｈｉ ００ ０ Ｃ ｉ Ｍｉ ｅ Ｒ ｅｃ ｎｉ ｅ Ｂ ａ
Ｄ ｔ ａ ｅ ｔ ｃ ｉｖ ｙ ａ ｃ ｒ ａ － ｍｅｃ ａｔ ｔｐａ ｓａ ｒｌ ｆｉ ｒ ｖｎ ｈ ｏ ｎ ｅ —ｔ ｎ ｔｒ ｇ ｏ ｈ ａ ｅ ． ａａ ｓ ｏ ａ ｈ ｅ ｅ ａ ｄ ｎ ｍｉ ｅ ｌ ｉ ｈ ｒ．Ｉ ｌｙ ｏ ｅ ｏ ｍｐ ｏ ｉｇ ｔ ｅ ｇ ｕ ｄ ｒａ ｂ ｔ ｒ ｌ ｉ ｍｏ ｉ ｉ ｆＳ ｅ ｒ ｒ ｍｅ ｏｎ
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第15卷 第3期山 西 矿 业 学 院 学 报V o l.15 No.3 1997年9月SHA N XI M IN IN G IN ST I T U T E LEA RN ED JO U RN A L Sep.1997采煤机运行状态实时监控系统的研究邵庆龙 王荣生(机械电子工程系) (汾西矿务局水峪矿) 摘 要 论述了采煤机运行状态实时监控系统,着重阐述了监控系统所完成的功能、系统软硬件的设计及提高系统软件抗干扰的措施。
关键词 采煤机;监控系统中图分类号 TD676・・0 引 言采煤机是煤矿井下的重要设备之一,它的运行状况正常与否直接影响着整个煤矿的经济效益。
因此要求采煤机必须具有很高的可靠性和较长的使用寿命。
可靠性的提高除不断改进产品本身的制造质量外,更主要的就是对采煤机的运行状态进行实时监控、实时显示并及时对故障进行诊断和预报,根据运行情况对采煤机进行实时调节,使采煤机经常处于最佳运行状态。
这样就可大大提高采煤机的可靠性和开机率,并降低操作人员的劳动强度。
采煤机监控系统和故障诊断系统的研究一直是近年来人们关注的课题。
目前在国外已有比较完善的计算机监控系统应用于采煤机,但引进国外的采煤机监控系统又有一个致命的弱点,就是人机界面为英文模式,这给操作者带来诸多不便。
在国内,采煤机监控系统的使用,正处于研究阶段,本文正是对采煤机机载计算机实时监控系统进行了探讨。
1 采煤机监控系统的功能该监控系统可实现以下功能:a.对采煤机在工作面的位置、运动方向、牵引速度、供电电压、负载电流、姿态、冷却水的压力、流量、主液压系统及辅助液压系统的压力、流量、油的温度、各齿轮箱的油位和油温、电机轴承等重要轴承的温度等参数进行监测;b.对以上所监测参数实现极限值和实测值的中文巡回显示;c.实现简单的故障诊断及故障的声光报警;d.实现采煤机的恒功率控制;e.实现在开机或运行中对运行参数的极限值进行设置。
本文第一作者:邵庆龙,男,1965年生,山西矿业学院机械电子工程系讲师,030024 文稿收到日期:1996-05-222 采煤机运行状态实时监控系统的硬件设计该系统的硬件由传感器部分、变换电路部分、恒功率控制部分和计算机部分(包括主机、显示器、键盘、A /D 、I/O 输入输出接口)组成。
系统硬件结构框图如图1.图1 采煤机监控系统框图2.1 过程通道设计监控系统所用传感器根据采集参数的要求和井下环境条件,选取性能可靠、稳定性好的防爆传感器。
如FYC -A 50防爆压力传感器,LWGY 型防爆涡流流量传感器等。
变换电路主要完成部分传感器信号与计算机A/D 用标准信号的转换。
开关量的输入经过交直流固态继电器送入计算机。
2.2 工控机的选择该系统的主要部分是计算机系统,根据井下环境,监测系统所完成的功能及系统的扩展性、可靠性、寿命、成本、维修等诸方面综合因素,对几种可用机型(STD 工业控制机,工业用PC 机,单片机,可编程序控制器)相互比较,最终选用了ST D 5000系列的ST D 总线工业控制机作为主控机。
该机采用了小板模块化结构,体积小,I/O 接口丰富,实时性好,对于井下恶劣环境可靠性高、抗干扰能力强。
同时该控制机在对电网、空间和输入输出通道都相应采取了非常有效的抗干扰措施。
另外,该控制机维修更换方便,易于功能扩展,易于更新换代。
它的方便之处还在于测控参数的增多无需对整个系统更换,只需增加I /O 接口模板即可。
这样就可大大缩短新系统的开发和调试周期,这些特点特别适合于工作面自动化的要求。
该机的模块化结构如图1所示。
224山西矿业学院学报 第15卷2.3 人机界面设计该系统的显示采用了性能可靠的图形点阵式液晶显示模块。
现阶段常采用的显示部件有LED,LCD 数码管显示,LED,LCD 点阵显示和CRT 显示。
由于数码管显示信息量少,对于如此复杂的监控系统无法胜任。
CRT 虽然可以满足显示信息要求,但它的致命弱点就是工作电压过高,目前还很难实现井下防爆。
点阵LED 模块要显示汉字、图形体积过大,在井下使用很不方便。
那么比较理想的显示设备只好采用图形点阵液晶显示。
它能够很方便地显示汉字、图形字符等。
这就可解决监控系统全中文显示的友好人机界面,给采煤机的操作带来很大方便。
另外,图形点阵液晶显示模块还具有体积小、重量轻、功耗低、防尘、防震、可靠性高、易于防爆等优点。
该系统使用的液晶模块为日本生产,型号为DM F5005N,点阵数为64(行)×240(列),它的结构原理见[1]。
它有两种工作模式,字符模式和图形字符混合模式,该监控系统采用了后一种模式。
每屏可显示汉字4(行)×16(列)。
STD 工控机与图形点阵液晶显示模块的硬件接口,两者在时序上的兼容性、图形和汉字的显示,汉字字库的建立等一系列问题见文献[1]。
监控系统的键盘采用16键的触模式键盘,以提高按键可靠性。
整个系统硬件按井下防爆规程进行了防爆设计,工控机、变换电路等放置于一个防爆外壳内,显示器、键盘放置于另一个防爆外壳内。
具体防爆壳的安装位置视采煤机而定。
3 采煤机运行状态实时监控系统的软件研制3.1 实时监控系统软件设计方案制定实时监控系统为了保证实时性需支持多任务操作。
实时操作系统提供两种作业:一个是前台或实时作业,另一个是后台或非实时作业。
该监控系统软件采用了前后台作业结构。
前图2 后台作业任务调度框图台作业包括以下任务或模块:定时采样及数据处理、键盘识别、故障显示与报警、恒功率控制。
后台作业包括:系统自检、系统初始化、运行参数显示。
由于该系统采用单CPU处理机,多任务处理在宏观上看是并发的,但在微观上是顺序执行的,这样各任务的调度就有顺序之分。
在该系统中前台任务调度采用了优先级调度策略,优先级从高到低为:定时采样、故障显示与报警、恒功率控制、键盘中断。
后台作业采用顺序调度策略,次序为:系统自检、系统初始化、运行参数显示。
在系统正常运行后,后台作业实际上就调度一个显示模块。
225第3期 邵庆龙等:采煤机运行状态实时监控系统的研究图3 定时采样、数据处理、恒功率控制中断子程序框图3.2 前后台作业任务调度后台作业任务调度框图如图2.其中系统自检主要完成对系统硬件如RAM ,ROM ,CPU 和其它I /O 模板自检,判断它们是否正常。
系统初始化主要完成键盘中断向量和定时中断向量的设置。
对可编程芯片如8259A,8255,8253等初始化。
对图形点阵液晶显示模块初始化。
故障显示与报警主要完成系统自检和系统运行过程中故障信息的显示和声光报警。
前台作业各任务模块(定时采样及数据处理,恒功率控制,系统运行中故障报警)的程序框图如图3.为了程序的连贯和紧凑,3个模块都放置于定时中断服务程序中。
由图3可以清楚地看到各模块所完成的功能。
3.3 采煤机恒功率控制的计算机实现采煤机恒功率控制仍采用传统的继电型控制算法。
它是行之有效的方法,它的算法简单、软件实现容易、实时性好。
继电型功率控制算法是根据负载的功率信号,判断其是否超出规定功率范围,超出则进行控制,以实现采煤机的恒功率运行。
继电型控制的数学表达式:u (k )=K a , N 1(K )>N max0, N min ≤N 1(K )≤N maxK b , N 1(K )<N min式中: K a ——功率超载时的控制输出量; K b ——功率欠载时的控制输出量; N 1(K )——K 时刻的功率值; N max ——恒功率工作范围的上限值,N max =(1+8%)N 额; N 额——采煤机的电机额定功率值; N min ——恒功率工作范围的下限值,N min =(1-8%)N 额.由上式可知,其输出的控制量 u (k )是双向不等增益的(如图4),即K a ≠K b ,由实验可知,负载欠载时的升速过程应比超载降速过程慢一倍,即K a =2K b .在实际的控制操作中并不是按K a =2K b 关系直接控制的,而是计算机输出开关量,来控制防爆电磁阀换向。
速度的快慢由回路中的节流阀或缸径不同等方式来调节。
在该系统中由于226山西矿业学院学报 第15卷图4 继电型控制原理负载功率不易检测,采用检测电机电流信号,计算出输入功率,再算出负载功率,就可按以上算法实现控制。
另外,当电网电压过高或过低时直接输出报警信号,不再进行恒功率控制,以防止电机损坏。
键盘识别模块也采用中断服务程序,它主要完成在系统初始化时和在系统运行过程中对参数极限值进行设置,并完成一些功能的转换。
4 提高监控软件的抗干扰措施由于井下环境恶劣,除了在硬件部分充分考虑抗干扰措施外,在软件上也需采取必要措施,提高系统的抗干扰性能。
在该监控系统软件中采取了以下措施,并收到了良好的效果。
a .开关量信号输入输出中软件的抗干扰措施。
输入开关量的采集采用多次重复采集,连续两次或两次以上采集的结果完全一致为有效。
对于开关量输出抗干扰措施就是重复输出同一个数据,并且使其重复周期尽可能短。
b .模拟量输入信号的采集采用了数字滤波来消除干扰信号。
该系统采用了滑动平均滤波和防脉冲干扰平均滤波两种数字滤波方式。
c .CPU 的抗干扰措施采取在不占用的EPROM 空间内广布陷井,在程序各处插入空操作码,采用重要的指令冗余、功能设定冗余。
d .采用了程序运行监视系统(watchdog )硬件电路。
e .容错设计。
前4种措施都是用来排除外部因素对系统的影响,使系统正常工作,容错设计则是用以提高系统内部的自身素质。
如对系统硬件故障的自诊断,采用双主控机系统,这些都是提高系统自身的抗干扰能力。
本系统采用了对系统硬件故障的自诊断技术。
以上的抗干扰措施只有通过有机地结合才能极大地提高监控系统的抗干扰能力。
作者经过在该系统和其它监控系统的实践,的确获益非浅。
5 结束语采煤机运行状态实时监控系统经作者在实验室的开发、调试、长期的运行,系统可靠、稳定。
并在人为设置干扰信号情况下,系统仍能正常运行。
要实现该系统的产品化还需多方的支持和帮助。
参 考 文 献1 邵庆龙.采煤机在线监控系统中文显示界面的研究.山西矿业学院学报,1995,13(2):154～1602 魏庆福等.ST D 工业控制机的设计与应用.北京:科学出版社,1991.3 何为民.低功耗单片机系统设计.北京:航空航天大学出版社,1994.98～111(下转第233页)227第3期 邵庆龙等:采煤机运行状态实时监控系统的研究Coincidence coefficient of helicalgear transimissionWang Dongfeng(D ep t .of M achiner y and Electron Eng ineer ing )Shang Lihua(S hanx i Coal I ndustry S chool )AbstractThe paper analysed the varying of meshing length betw een tw o years w ith dif-ferent param eters ,der iv ed the relative form ula ,pointed out the vary ing regularity of g ear meshing leng th and solv ed the accuracy of calculation .T herefore ,it is ben-eficial to analy se and calculate the helical g ear meshing and be used in CAD fo r im-pro ving the accuracy of calculation.KEY WORDS helical gear ;coincidence coeff icient ;calculation(上接第227页)Study on the monitoring and controllingsystem of the shearer loader ′s on line runningShao Qinglong(D ep t .of M achinery and electr on E ngineering )Wang Rongsheng(Fenx i M ining A dministration )AbstractThe paper expounded the mo nitoring and contr olling system and its functio n o f the shearer loader ′s o n line running ,the sy stem ′s so ftw are and hardw are design ,and the measures of improving sy stem ′s resisting interference.KEY WORDS shearer loader ;monitoring and controlling system 233第3期 王东风等:斜齿圆柱齿轮传动的重合度系数。