物联网与感知矿山专题讲座之四——感知矿山物联网与煤炭行业物联网规划建设

指出感知矿山物联网M2M平台应为应用层服务提供开放的接口,适应完善安全避险"六大系统"、领导带班下井、煤矿灾害监测的需求;给出了煤炭行业物联网的四层结构,指出感知矿山物联网建设是整个煤炭行业物联网建设的重点,其它层次以煤矿安全管理和资源管理为主,并分析了矿业集团级、省级、国家级煤炭行业物联网的应用方式;提出了煤炭行业物联网建设需要注意的问题。     

矿井作业区域环境安全评价系统的设计与实现

分析了现有煤矿安全监控系统的状况,在安全监测的基础上建立了作业区域危险程度分级判定的评价模型,设计了一个矿井作业区域环境安全评价系统,详细介绍了该系统的设计思想、系统结构原理及主要功能。该系统可对煤矿井下主要作业区域生产安全的环境参数的变化进行动态分析和综合评价,并以不同的颜色给出该作业区域的危险等级,为保证井下作业人员的环境安全提供参考依据。该评价系统可独立运行,也可作为安全监控系统的功能组件运行。     

一种拼接式大型矿用LED阵列显示屏的设计

针对地面应用的大型LED电子显示屏存在功耗大、不能应用到煤矿井下的问题,提出了一种拼接式矿用LED阵列显示屏的设计方案;给出了该显示屏的结构,详细介绍了该显示屏的硬件及软件设计。该显示屏可单独使用,也可与煤矿信息指引系统联合使用。调试与测试结果表明,该显示屏能够实时接收、显示上位机的图形、文字信息,达到了预期目标。     

基于SVG的矿用3.3kV静止无功动态补偿装置的研究

针对工作面供电系统电压波动大、功率因数低、线路损耗大、设备启动困难等问题,提出以SVG技术为核心的无功补偿技术路线,并介绍了一种基于SVG的矿用3.3 kV静止动态无功动态补偿装置的设计方案。工业性测试结果表明,该补偿装置响应速度快,补偿平滑准确,显著提高了工作面设备启动和运行时的功率因数,缩短了启动时间,提高了启动和运行电压的稳定性,有效抑制了谐波,并具有显著的节能效果。     

任楼煤矿电容电流危害分析与治理研究

针对中性点不接地系统单向接地电容电流易造成配电网络次生灾害和设备损害、易产生单向电弧接地过电压和铁磁谐振过电压的问题,分析评估了任楼煤矿电网电容电流的测试数据,根据评估结果制定了电容电流治理方案,即将中性点不接地系统改为中性点经消弧线圈接地运行方式,并给出了具体实施方案。运行结果表明,该方案大大减少了高幅值电弧接地过电压发生的几率,抑制了铁磁谐振过电压,有利于提高电缆寿命。     

变频技术在锅炉风机中的应用

针对袁店二矿锅炉鼓风机、引风机采用工频运行方式存在电网冲击大、电能浪费严重的问题,提出采用变频技术改造的方法;分析了变频节能原理、变频控制原理及节能效果。在风机设备上使用变频技术调节电动机转速和风量,可精确地调节锅炉送风量及引风量,不仅提高了锅炉热效率及燃烧效率,而且节能降耗效果显著,平均节能在30%~40%左右。     

基于工业以太网的嵌入式视频监控系统设计

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。     

矿用变频器功率器件选型及其驱动保护设计

分析了煤矿井下设备对变频器功率器件IGBT的需求和在IGBT选型时需要考虑的电气参数,介绍了基于2SD315模块的IGBT驱动保护电路的设计。实际应用表明,采用文中介绍的方法选用的IGBT和设计的驱动保护电路后,变频器运行稳定,IGBT驱动有效,保护完善。     

一种电池供电的采煤机启动预警电路设计

介绍了一种电池供电的采煤机启动预警电路的软、硬件设计方案,电路调试方法,调试过程中出现的问题及优化方法。该电路采用12 V充电电池作为系统电源,由MSP430F149单片机控制采煤机机身上电的预警过程,并且实时监控电池电量;如果单片机检测到的电池电压低于程序预设的低电压阈值,则驱动LED发出闪烁提醒信号,提醒用户给系统电池充电;整个电路在不用时处于低功耗模式,以延长使用时间。经过调试及优化,该电路程序运行正确,静态功耗仅为0.2 mA,满足低功耗设计要求。     

矿井综合信息集成系统的设计

提出了一种适合冀中能源集团公司的矿井综合信息集成系统的设计方案,给出了综合信息集成的实现目标,介绍了系统集成平台技术和系统集成方式的设计。该系统软件采用组态软件+定制信息发布方式,硬件采用H3C核心交换机双机热备+城域数据骨干网方式进行信息传输与集成。实际应用表明,该系统实现了主要生产过程的信息集成和共享,达到了在生产调度中心实现信息远程监测、统一管理分析的目标。