新型轨道运输监控系统智能分站的研究与设计

井下电机车轨道运输监控系统亦常称为“信、集、闭”系统。生产实践证明，信集闭系统是提高井下运输能力、保证安全生产、实现轨道运输自动化调度、提高经济效益的主要技术手段。采用分布式控制系统（DCS）三级网络结构的微机型轨道运输监控系统是目前轨道运输监控系统的发展方向之一。在微机型轨道运输监控系统中，工作在井下轨道沿线的智能分站是整个信集闭系统的控制基础，它担负着传感、执行设备的数据采集、数据处理与转换，接收主站发来的各项命令，管理、控制分站各部分的工作，其重要性不言而喻。本文结合当前煤矿的实际运输情况，研究、设计了新型轨道运输监控系统智能分站，该分站由双微处理器（MPU）和双端口RAM组成，含有双UART接口，与主站和下级控制子站均可实现总线传输，通信接口规范，且价格低，编程灵活，可方便地实现各种控制功能和管理功能。     

基于霍尔元件的矿用钢丝绳漏磁数值模拟

提出基于霍尔元件的钢丝绳漏磁场数值模拟分析,研究钢丝绳多励磁磁化回路漏磁场特征,分析霍尔元件的布置规律。结果表明:要得到较大的霍尔元件感应电压信号,在一定条件下,霍尔元件应尽可能靠近钢丝绳布置;钢丝绳损伤漏磁场信号主要分布在轴向方向,径向方向漏磁很少,要获得较好的检测效果,霍尔元件感应面应该垂直于钢丝绳轴向方向布置。     

矿用钢丝绳损伤检测信号处理方法研究

采用电磁检测法检测矿用钢丝绳受损情况时,检测信号中含有大量噪声,且存在尖峰和突变干扰,增大了损伤识别难度,需要对原始检测信号进行降噪处理。常用的傅里叶变换无法处理运行中的钢丝绳检测信号,而小波变换因存在平移不变性较差、频带混叠等问题而影响检测准确度。提出了基于双树复小波变换的矿用钢丝绳损伤检测信号处理方法。首先采用Q平移法构造双树复小波高低通滤波器,对原始信号进行3层双树复小波分解,得到高低频信号分量;然后采用最小极大方差软阈值方法对分解信号进行降噪处理;最后对降噪信号进行重构。在实验室环境下搭建了钢丝绳损伤检测试验平台,对基于双树复小波变换的钢丝绳损伤检测信号处理方法的降噪性能进行验证,结果表明:该方法可有效减少检测信号中的尖峰和突变数量,使信号平稳,降噪效果优于经典小波变换,且增大了奇异点处信号峰值,有利于后续特征提取。     

一种新型高可靠矿井安全监控系统

提出了一种新型高可靠矿井安全监控系统,系统融合千兆以太无源光网络技术(GEPON)和基于LonWorks总线的多主分站通信技术,是一种基于GEPON混合网络控制的监控系统.建立并分析了系统模型,并对关键技术进行研究.     

面向矿井动目标的 PSO-SVR 模型与 UWB Chan 优化距离指纹融合定位方法

针对目前井下人员、车辆、设备等移动目标位置精确管理存在的不足,本文对面向矿井动目标的定位算法与指纹定位模 型进行研究。 设计出一种基于改进粒子群优化 SVR 模型与 Chan 优化距离指纹匹配融合定位方法。 首先,构建一种基于 STM32 ARM 主控制器和 DWM1000 的超宽带(UWB)核心节点模型,通过双边双向测距和飞行时间法(TOF)对传输距离数据进 行计算。 在此基础上,通过依次在特定点采集距离指纹,基于改进的 PSO-SVR 模型进行移动目标路线拟合,预测目标的移动路 径。 再将其与 Chan 指纹进行结合,拓展出优化距离指纹融合定位方法。 实验结果表明,本文提出的指纹优化匹配融合定位方 法能够较好地预测出移动路径,最大误差不超过 20 cm,平均误差不超过 1 cm。 本文研究对矿井智能化建设及安全生产具有重 要意义。     

基于有限元分析的矿用钢丝绳聚磁检测方法

针对目前钢丝绳聚磁检测中存在的问题,把有限元分析技术用于矿用钢丝绳的聚磁检测中,研究基于霍尔元件的钢丝绳检测聚磁器结构,以及当选用霍尔元件时,应该遵从什么原则。研究结果表明：对基于霍尔元件的矿用钢丝绳检测,可研究设计一边分布4个聚磁柱的环形聚磁环,环绕钢丝绳周围一圈布置4片霍尔元件;在使用霍尔元件进行钢丝绳损伤检测时,应该选择感应面较宽的霍尔元件。     

煤矿监控系统接入网关的研究

指出了设计煤矿监控系统接入网关的重要性,详细分析了系统接入网关的功能。利用NPort4511可编程串口网关,已对某煤矿监控系统设计了系统接入网关。     

矿用钢丝绳损伤检测系统设计

矿用钢丝绳在运行过程中会发生表面断丝翘起现象,可能导致运行中的钢丝绳把探伤仪孔壁划伤或带走的情况,甚至会对钢丝绳造成二次伤害,影响检测结果。针对该问题,基于超声波测距及强磁检测原理,设计了一种矿用钢丝绳损伤检测系统。该系统采用超声测距装置检测钢丝绳表面断丝翘起幅度,若检测值超过限定距离则发出报警,若检测值未超过限定距离,则由强磁检测装置进一步探测钢丝绳损伤情况。测试结果表明,针对设置的20,30,35 mm钢丝绳表面断丝翘起幅度,该系统的检测误差基本上不超过±2mm,从而验证了该系统可有效、准确地检测钢丝绳表面断丝情况及断丝翘起幅度,避免了表面断丝翘起幅度过大对强磁检测装置等造成损伤。     

煤矿监控系统接入网关的研制

指出了设计煤矿监控系统接入网关的重要性，详细分析系统接入网关的功能，利用Nport 451l可编程串口网关，设计实现了某类监控系统的接入网关，并将其投入实际应用。     

煤矿安全监控分站的研究

本文介绍了煤矿安全监控监测系统的设计思路,研究了安全监控分站的硬件和软件结构,详细分析了频率测量技术以及CAN总线通讯技术。以微控制器AT89S52为核心,在现有煤矿安全监控分站的基础上设计了新型煤矿安全监控分站,目前已投入实用。