煤矿井下多功能协议转换模块设计

针对现有监控分站将采集数据通过交换模块接入环网存在交换模块功能单一、协议转换实时性差和不能满足视频接入的问题,提出一种基于FPGA的煤矿井下多功能交换模块设计方案,实现RS485/CAN协议转换和视频传输。介绍了方案的硬件关键电路设计和软件总体架构、采用乒乓存储的方式解决了接口速率不匹配的问题、FPGA实现RS485/CAN和以太网协议相互转换的关键处理技术、视频接入关键技术。通过现有升级改造项目的试用结果表明,设计的交换模块具有多协议转换的功能且转换速率快等优点,满足现有协议相互转换的全部功能,适应多种安全监测监控系统;且自带的视频接入接口可实现在不更改现有网络结构和不重新布网的基础上,满足现有监控系统分站接入视频传输的功能要求。     

综采工作面液压支架姿态监测系统设计

针对综采面液压支架姿态参数获取难、传输距离远、传输可靠性差等问题,开发了一种基于C8051F0 20微处理器和RS485通信网络的液压支架姿态监测系统。以两立柱掩护式液压支架为模型,推导了姿态计算公式;以加速度传感器ADXL345为核心的倾角传感器可实时测得液压支架关键部件的倾角;以C8051F020微处理器为核心的检测分站通过RS485通信电路获得倾角参数,并将数据存储和通过RS485实时上传到防爆计算机;实验室调试结果表明,本系统实现了液压支架姿态在线监测功能,为现场应用提供了指导意义。     

远程多路数据采集系统

系统设计实现了一个具有多路采集和远程传输功能的数据采集系统的解决方案。整个系统由3个部分组成。数据采集部分主要完成模拟信号的采集,数据的前期处理,现场显示,以及应答控制中心(PC机)发出的命令等功能;远程传输部分采用国际标准的RS485差分总线方式,其协议简单,用线少(只要2根),较适合于千米级别的远程通信;PC机接口部分采用RS232转RS485接口,简单方便,经过设计调试,达到了相关要求。     

基于Zigbee的低功耗无线顶板压力监测系统

设计了一个煤矿顶板压力在线监测系统。硬件基于Zigbee无线传输模块和MSP430单片机设计。无线模块采用内置协议栈的Zigbee模块,采用AT指令集与MSP430单片机通信。无线传输采用点对点传输协议,可以有效延长通信距离。现场用数码管实时显示压力数据,用光电三极管检测外界环境,当有矿灯照射时接通数码管显示,黑暗中默认关闭显示功能以降低功耗。接收分站通过RS485电缆传输至以太网交换机。     

多协议矿山自动化通信平台设计与实现

采用ARM Cortex-M3微处理器,设计并实现了矿山自动化多协议通信平台,系统架构采用微处理器+实时操作系统+嵌入式TCP/IP协议栈的形式。构建了图形显示接口,以SPI接口模式驱动TFT-LCD。经JPEG 压缩后的图像文件,大小约45 kB,大约需要600 ms传输时间,可满足通信平台的需求。在设计时采用了降低噪声、防止干扰等技术措施以提高电源部分的稳定性。为了方便系统调试,提供RS232串行通讯与PC机建立 数据连接,可以支持技术人员以便携式计算机或PC机观察系统的运行状态。通过RS232-485转换器,可以实现矿山自动化系统设备接入。通过移植嵌入式TCP/IP协议栈和嵌入式文件系统EFSL,实现了文件传输和嵌入式 Web服务器,可以实时显示通信平台接入的矿用设备的基本信息。试验结果表明：通过对矿山自动化通信平台进行有机整合设计,实现了各子系统协作、关联操作,解决了矿山多年的信息孤岛问题;在Web端实现了对 整个矿山采集数据的无缝整合,能够快速实时查询和追踪采场环境变化和生产工艺过程的所有动态信息;能够实现矿山生产运行态势实时监控、采矿生产运营决策和指挥、事故追踪和预警等。     

基于S3C2440的煤矿井下多协议转换器的设计

采用嵌入式技术,设计了基于S3C2440的多协议转换器,可实现将RS232、RS485、TCP/IP、MODBUS、CAN等主流协议相互进行转换,使煤矿原有使用不同协议的各监测监控系统信息数据无缝传输,并接入以太网交换机,将各设备、仪表与系统的状态及参数及时传输到集中监控中心,实现集中管理,分散控制,提高了生产的可靠性。     

基于LabVIEW的刮板输送机状态监测系统设计

针对刮板输送机故障率较高、运行工况监测方法较少的现状,结合LabVIEW监测平台,设计出了刮板输送机状态监测系统。该系统由AVR数据采集模块、RS485通信模块及LabVIEW上位机监测模块组成,可实现对刮板输送机重要监测参数的实时监测、超限报警、数值显示、存储、查询和打印等功能,并对电动机启动过程进行保护。     

选煤厂煤仓料位网络化自动检测系统设计

针对现有煤仓料位检测方法存在的测量精度低、实时性差、无法网络化传输等问题,设计了一种基于调频连续波雷达的料位网络化自动检测系统。该系统通过设置信号转换模块,将传统工业现场使用的485串行信号转换成网络信号,使用TCP/IP协议实现了测量数据的网络化传输;通过Qt Creator编写的上位机软件,在集控室实现了全厂所有煤仓数据的实时显示,并实现了煤仓顶仓与空仓的自动报警功能、历史煤质与煤仓料位分析与查询功能。在屯兰选煤厂的应用实践表明,该系统可实现选煤厂煤仓料位的实时、远距离、高精度测量,为选煤厂储运系统优化运行提供了智能决策支持。     

基于云平台的矿井主通风机监控与预警系统设计

本系统设计了一种基于云平台的矿井主通风机在线监控与预警系统,系统的特点是借助5G智能网关实现了“PLC-云服务-远程在线监控”功能;系统基于云服务,采用kafka和Flume技术采集数据到HDFS历史数据库,通过storm、spark streaming、spark分布式计算框架进行数据挖掘和机器学习,从而建立主通风机的故障分析模型,形成故障标签置于内存数据库HBase,并与前端数据标签实时对比实现故障预警。系统的优点是高速率、高可靠性,无需布线,安装便捷,减少运维成本;实现通风机工作状态的井下可视化监控;支持包括高清视频传输在内的所有数据无线上传、处理;具有通风机故障预警功能。可真正实现井下通风机远程监控、无人值守的智能化运行。     

基于PCC的综采工作面输送设备监控平台开发

为了实现对综采工作面输送设备的集中监控,设计了基于可编程计算机控制器的工作面输送设备监控平台。系统采用基于RS485的Modbus RTU通信协议,平台采集各个分站的监测参数,并对采集到的数据进行显示、存储和故障诊断,若发现异常则故障报警并采取紧急的手动和自动的启停控制。通过大量的试验验证表明:系统安全可靠,实用性强。     

基于Modbus协议实现上位机与矿用传感器的通信

介绍了Modbus RTU通信协议,以及通过Modbus通信协议实现上位机与矿用传感器的通信,实现了上位机对传感器的实时监控。因为本系统中传感器是矿用的,所以其电源是由本安电源提供。此系统中有2块RS-485芯片:一个是主站,一个是从站。RS-485芯片选用的是ADM2483带隔离的增强型RS-485收发器。     

矿井空压机新型在线监控系统的研究与应用

为了改善原西门子S7-200 PLC监控系统无监控画面,设备老化及无法接入新安装的离心式压风机状况,并新采用西门子S7-1200 PLC集中控制系统,充分利用Modbus RTU及Modbus TCP通讯协议对9台螺杆式压风机及1台离心式压风机通讯并集中智能自动化控制,并将高、低压供电系统及余热利用系统数据接入系统中,简化了接线方式。提高了压风系统的自动化。实现了对整个压风机运行状态的实时监测,显示,控制和报警。     

基于Modbus协议的矿井顶板状态监测系统研究

为了提高矿井顶板状态监测水平,提出了以Modbus RTU协议和RS-485总线为基础的矿井巷道顶板状态监测系统。简要介绍了Modbus协议、矿井顶板状态监测系统的网络结构、Modbus功能码和部分出错处理代码,重点阐述了矿井顶板状态监测系统要实现Modbus通信功能的硬件设计及软件实现方法。试验结果表明:系统运行稳定、可靠,数据传输实时性好,准确度高,性价比高,实现了矿井顶板状态监测。     

基于PCC的综采工作面输送设备监控平台的开发

 煤矿井下综采工作面输送设备是煤矿生产的重要组成部分,其工作的可靠性、安全性和高效性直接影响着煤矿的生产效率和生产安全及其相关的经济指标,为了实现对煤矿综采工作面输送设备的集中监控,本文设计了基于可编程计算机控制器的工作面输送设备监控平台。系统采用基于RS485的Modbus RTU通信协议。平台采集各个分站的监测参数,并对采集到的数据进行显示、存储和故障诊断。若发现异常则故障报警并采取紧急的手动和自动的启停控制。通过大量的试验验证表明：系统安全可靠,实用性强。     

基于ZigBee与GPRS的煤矿环境远程监测系统设计

为了有效监测煤矿环境,防治煤矿地质灾害,针对当前煤矿环境监测系统存在的布设和维护成本高、布线复杂、传输距离及能量受限等问题,设计了一种结合ZigBee与GPRS技术的无线传感器网络煤矿环境远程监测系统。无线传感器网络采用网状拓扑结构,主要采用CC2530射频芯片、SHT10数字温湿度传感器、GY-63-03数字气压传感器以及WG-8010GPRS DTU模块等器件,在Z_Stack协议栈的基础上进行开发,完成了系统传感器节点的硬件与软件设计,实现了温度、湿度以及气压数据的远程采集、传输与处理。上位机监控系统采用面向TCP/IP协议的Socket通讯机制的C/S结构,在Visual Studio 2010环境中采用C#语言进行开发,通过调用SQL数据库,实现监测数据的实时显示与查询。试验结果表明,该系统数据传输可靠、实时性高、组网灵活,大大降低了煤矿环境监测成本,具有一定的实用性。     

基于LabVIEW的Modbus RTU通信协议的实现

在简单介绍Modbus RTU通信协议技术特点的基础上,详细地阐述了在LabVIEW 7Express软件平台上基于Modbus RTU通信协议的上位计算机与CW2系列智能型万能式断路器主从式串行通信的实现。     

综放液压支架载荷监测系统的设计

根据支架ZT6500/19.5/34顶梁载荷的计算公式,经实验得出了支架载荷的监测参数,根据监测参数,以单片机为控制核心,设计了液压支架载荷监测系统,通过井底监测分站测出立柱工作阻力及支架载荷并显示和存储,采用RS485通信直接传到井上计算机,及时有效地直接显示井下液压支架载荷及立柱工作阻力,为了解支架载荷及顶板压力的研究提供第一手资料。