水电站安全防触电节能保护装置研究

水电站是现今电力能源供应的关键场所之一,由大量电力设备构成,漏电及其触电事件的发生率居高不下。为了保障水电站电力设备及其工作人员的安全,维持水电站的稳定运行,提出水电站安全防触电节能保护装置设计研究。防触电装置硬件单元包括漏电流检测器单元、中央处理器选型单元与传感器选型单元;软件模块包括漏电流信号预处理模块、触电电流信号特征提取模块与防触电告警模块。通过上述硬件单元与软件模块的选型、设计与开发,实现了水电站安全防触电节能保护装置的运行与应用。实验数据表明：相较于对比装置来看,应用设计装置获得的漏电流信号处理时长更短,防触电距离更远,装置空载损耗率更低,充分证实了设计装置的效率更高,安全性更强,节能性更好,能够为水电站安全运行提供更有效的保障。     

煤矿瓦斯抽放浓度控制系统设计

针对现有煤矿瓦斯抽放控制采用粗放式控制方法存在瓦斯抽放浓度控制缺失和水环真空泵能耗高等问题,设计了一套煤矿瓦斯抽放浓度控制系统。该系统基于分级调节思想,在控制程序集中控制下,通过瓦斯浓度传感器检测抽采管路中的瓦斯浓度,利用PLC逻辑运算功能计算出瓦斯浓度变化率,并根据瓦斯浓度变化分级调节电动瓦斯调节阀开度和水环真空泵变频电动机转速,以提高抽采瓦斯浓度,从而提高抽采瓦斯利用率。试验结果表明,该控制系统能有效提高抽采瓦斯浓度,瓦斯体积分数可提高3.6%～4.2%,使抽采瓦斯利用率大大提高;且节能效果明显,瓦斯抽放浓度控制后节能效果提高了24%。     

瓦斯抽放管路系统的设计及其设备的配套选型

以某高瓦斯矿井建立瓦斯抽放系统的实践为例,介绍了瓦斯抽放系统中瓦斯抽放管路系统的设计,即管路敷设路线的设计、瓦斯抽放管径的选择、管路阻力的计算;并根据管路阻力的计算结果及瓦斯抽放泵的选型原则,给出了瓦斯抽放泵的选型设计。实际应用表明,该矿采用瓦斯抽放系统后未出现瓦斯超限现象,瓦斯抽放率达到46%。     

煤矿瓦斯运移模型建立及瓦斯抽采技术的现场应用研究

瓦斯抽采是防治瓦斯灾害的主要措施,合理的抽采参数可以提高抽采效率,降低瓦斯事故风险。为进一步研究抽采参数对瓦斯抽采效果的影响,结合COMSOL Multiphysics数值模拟和现场实验,优化山西省塔山煤矿42201工作面的采空区插管间距和抽采负压2个参数,建立了采空区三维瓦斯分布模型,利用COMSOL数值模拟软件进行计算,并结合现场实验,得到了插管间距和抽采负压对抽采效果的影响规律。结果表明,在50～70 m范围内,负压为12～18 kPa时的抽采效果较理想。     

瓦斯抽采数据预处理技术及达标评判应用

针对瓦斯抽采达标人工测定数据周期长、在线监测装置存在数据缺失等问题,采用数据拟合的方法研究井下管道瓦斯抽采时长与累计抽采量的关系以及单点缺失、连续缺失这2种情况下的瓦斯监测数据修补算法,设计并实现一套瓦斯抽采达标评判系统。石壕煤矿N1633北回风巷抽采评价单元试验效果显示,该系统达到了煤矿瓦斯抽采达标评价需求,为矿井现阶段瓦斯抽采达标提供了应用示范。     

基于PLC的舞台灯光设备智能控制系统

当前舞台灯光设备智能控制系统追光控制效果较差,预设的灯光打投距离与实际输出打投距离误差较大,严重影响舞台的整体效果。针对上述问题,提出基于PLC的舞台灯光设备智能控制系统。在系统硬件中增设PLC控制模块,对舞台灯光信号处理器重新选型,完善无线通信设备功能,以此提升系统的整体功能性。构建舞台灯光设备运行模型,为控制指令的输出提供基础。在PLC模块中设定舞台灯光智能控制算法,实现舞台灯光智能控制。至此,基于PLC的舞台灯光设备智能控制系统设计完成。构建系统测试环节,验证此系统应用效果。经系统测试可知,此系统硬件运行状态稳定,可控制预设的灯光打投距离与实际输出打投距离的误差,在一定程度上提升舞台灯光效果。     

重症护理仪器管路约束定位装置控制系统设计

重症护理仪器管路约束定位装置可以解决管路约束与定位问题,但应用中依然存在着缺陷,在重症护理仪器管路较多背景下控制精度较低,无法满足医院ICU的治疗需求,因此,提出重症护理仪器管路约束定位装置控制系统设计研究。为了提升装置控制精度,设计新的重症护理仪器管路约束定位装置控制系统,硬件单元包括可编程逻辑控制器选型单元、电机选型单元与通讯电缆选型单元;软件模块包括电机驱动程序制定模块、通讯程序制定模块与控制程序制定模块。通过上述硬件单元与软件模块的设计,实现了重症护理仪器管路约束定位装置控制系统的运行。系统应用性能实验数据显示：在不同管路数量条件下与现有系统相比较,设计系统控制相对位移较小,即控制精度较高,充分证实了设计系统装置控制效果更好,适合大力推广与应用。     

基于跨平台架构的全矿井瓦斯抽采智能管控软件设计

现有煤矿瓦斯抽采异常识别需要借助人工辅助查看相关数据分析,缺乏自主式、智能化分析手段;抽采异常及时处置能力弱,缺乏瓦斯灾害发生时的多系统联动控制功能;软件部署环境单一、无法实现跨平台、跨端应用访问。针对上述问题,设计了一套基于跨平台架构的全矿井瓦斯抽采智能管控软件。该软件包括公司端、矿端瓦斯抽采智能管控软件2个部分。采用抽采多源数据采集、抽采钻孔辅助设计、抽采数据分析、抽采设备运维管理、抽采GIS展示、抽采融合控制等技术实现了抽采系统全域可视化,形成了井上下一体化抽采全貌数据展示,建立了多层级数据溯源访问机制,通过构建专题数据特征图谱实现抽采数据数理特征、抽采评判特征、设备故障特征、抽采异常特征、钻孔轨迹特征的综合分析。在抽采发生异常时,该软件能自动联动广播系统告知瓦斯涌出危险区域撤离人员,同时联动通风监控系统加强异常区域通风,并通过消息推送策略自动将异常告警消息推送给相关负责人,便于及时、快速解决抽采问题。采用Docker技术实现软件跨平台设计,在Docker环境中部署SQL Server数据库与Web终端应用程序。采用原生HTML技术结合响应式布局样式,实现HTML网页、手机APP...     

井下瓦斯抽采钻机远程控制系统的设计

为了能够有效杜绝煤与瓦斯突出、打钻机械伤人事故的发生,设计了一种井下瓦斯抽采钻机远程控制系统。该系统采用PLC控制技术、视频及声音监视技术和远程数据无线传输技术,操作人员利用地面操作台操作手柄和按钮,借助远程视频和声音监视完成远程控制钻机的钻进和钻杆的自动装卸,从而实现了井下瓦斯的无人化抽采。井下试运行结果表明,该系统运行稳定、可靠。     

英语翻译机器人翻译错误自动检测系统设计

翻译是否准确是衡量英语翻译机器人应用性能的关键指标。英语翻译机器人在使用过程中频繁发生翻译错误事件,影响用户沟通质量,极大地阻碍了英语翻译机器人的发展,提出英语翻译机器人翻译错误自动检测系统设计研究。为了有效校正翻译错误,设计系统对翻译错误进行有效检测,其硬件设计包括英语翻译语音传感器选取单元、英语翻译语音处理器选取单元与通信芯片选取单元;软件设计包括英语翻译语音采集模块、英语翻译语音处理模块与翻译错误自动检测模块。通过上述硬件单元及其软件模块的设计,实现了英语翻译机器人翻译错误自动检测系统的运行。实验数据显示：应用设计系统后,获得的翻译错误自动检测正确率高于最低限值,误判率低于最高限值,充分证实设计系统能够获得较好的翻译错误自动检测效果。     

高瓦斯矿井高、底抽巷联合抽采瓦斯技术研究

针对煤矿松软低透煤层U型通风回采工作面的瓦斯治理存在抽采效率低、抽采浓度低、煤层透气性差、打钻成孔难等问题,以山西晋煤集团赵庄矿1307综采工作面为研究对象,提出了一种高瓦斯矿井高抽巷和底抽巷联合抽采的瓦斯抽采技术,即在原有U型通风的基础上外加一条高抽巷、一条中部底抽巷和一条边部底抽巷,边部底抽巷掩护2个掘进工作面的掘进,中部底抽巷穿层区域条带预抽本煤层瓦斯,高抽巷抽采上隅角瓦斯。确定了边部底抽巷和中部底抽巷的层位、钻孔布置及高抽巷的合理层位布置。实际应用结果表明,边部底抽巷掩护的煤巷掘进工作面最大瓦斯体积分数为0.48%,穿层钻孔抽采有效降低了掘进工作面的瓦斯涌出量;中部底抽巷抽采本煤层瓦斯后,瓦斯含量平均下降了4.18m3/t;高抽巷抽采负压为12～15kPa时,抽采纯量在46.13m3左右,减小了瓦斯向工作面涌出。     

水族箱智能控制系统的设计与实现

本文基于单片机技术,设计了一套基于时间控制与多线程技术的水族箱智能控制系统。通过一台arduino mega 2560单片机作为系统的处理器,控制控温模块,换水模块,时间显示模块,自动喂食模块,水位控制模块等。总体基于时间控制,用时钟芯片提供整体的系统时间,系统按照预先设定好的时间顺序依次运行,除非触发中断点,否则无限循环。本控制系统功能多、成本低,能够实现对水族箱的智能控制。     

瓦斯抽采智能化钻探技术及装备的发展与展望

总结了井下远距离控制钻进、地面控制钻进、地面远距离自动控制钻进、遥控自动钻进等现有煤矿瓦斯抽采智能化钻探技术与装备的成果与不足;提出了实现瓦斯抽采智能化钻探需要攻克的钻进工况智能感知、钻进过程智能控制、瓦斯防治钻孔智能设计、钻探装备自主导航与定位等关键技术,并指出了可能的解决途径;展望了瓦斯抽采智能化钻探技术的发展方向与发展途径,提出了逐步分级实现瓦斯抽采钻探智能化的3个阶段,包括全自动钻机、智能化钻机和钻孔机器人,并指出需从多个环节入手,全面推进瓦斯抽采智能化钻探技术的创新与应用。     

基于RFID物联网技术的校园路灯智能控制系统

由于传统的校园路灯控制系统已经不能够满足现代校园发展的需要,为此提出并设计了基于RFID物联网技术的校园路灯智能控制系统。硬件系统主要包括终端控制器、驱动电源和光照传感器三个方面的设计;软件系统包括无线通信模块和中心控制模块设计。通过实验论证分析的方式,确定基于RFID物联网技术的智能控制系统的有效性,能够实现智能化、远程化的路灯节能控制,满足校园的照明需求。     

钻孔不同变形失稳时抽采负压分布规律研究

针对钻孔内瓦斯流动变质量流的特点及钻孔变形情况,建立了综合考虑钻孔负压动态变化的瓦斯抽采固-流耦合模型,并以新安煤矿为例,采用多物理场耦合软件Comsol Multiphysics对钻孔不同变形失稳时抽采负压分布进行了数值模拟研究。结果表明:①完整孔孔口、孔底附近煤层瓦斯分布基本相同,抽采负压损失较小。②钻孔塌孔时,仅塌孔段附近煤层瓦斯分布与完整孔稍有不同,总负压损失比完整孔大,但与孔口负压相比仍较小。③钻孔堵孔时,孔口、孔底周围煤层瓦斯分布差异巨大,钻孔有效抽采长度缩短,堵孔段附近煤层出现抽采空白带;完整段抽采压力变化相对较小且仍为负压,堵孔段抽采压力变成正值,且越靠近钻孔底部越接近附近煤层瓦斯压力。现场测试结果表明完整孔抽采负压损失较小,且随抽采时间的延长而变小,与数值模拟结果一致。     

基于定向钻进技术的综合立体瓦斯抽采模式

以成庄矿为例,分析了定向钻进技术在顺层钻孔抽采实体煤、高位钻孔抽采采空区、跨破碎带抽采待掘区域等方面的应用,研究了基于定向钻进技术的综合立体瓦斯抽采模式:针对实体煤层采用顺层递进模块式抽采技术,通过长时间、大范围抽采及预抽模块、掘进工作面、回采工作面的循环递进,实现回采煤量和抽采煤量的良性接替;针对"U"型通风上隅角瓦斯集聚区域采用顶板高位定向钻孔抽采技术,高位定向钻孔通过裂隙带与上隅角构成连通系统,采空区内瓦斯通过裂隙被钻孔抽出,从而降低采空区内瓦斯浓度;针对破碎煤层采用煤-岩-煤型顶板梳状定向钻孔技术,主孔布置于顶板中,钻孔跨越破碎煤体后施工梳状分支钻孔进入煤层,从而掩护下一阶段巷道掘进;针对煤层积水情况采用顶抽气-底排水组合式梳状定向钻孔技术,煤层中积水排采钻孔和顶板中瓦斯抽采钻孔在空间上实现水-气流场联通,煤层孔排水降压后利于顶板孔抽采瓦斯。采用该瓦斯抽采模式后,成庄矿瓦斯抽采率达60%以上。     

基于移动支付的自动售货机实时监控系统设计

智能自动售货机缺少实时监控功能,导致带来不必要的损失,从而影响消费行为,降低运营商的经济效益。设计基于移动支付的自动售货机实时监控系统。设计系统硬件包括移动支付物联网平台搭建单元、监控芯片选取单元及其监控通信单元;软件包括移动支付物联网监控模块、售货机终端监控模块及其数据库构建模块。通过上述硬件单元与软件模块的设计,实现了自动售货机实时监控系统的运行。测试实验对象,创建实验网络环境,进行自动售货机实时监控实验。实验数据显示：相较于现有系统,设计系统响应时间缩短,监控有效率提升,充分证实了设计系统监控效果更好。     

HIFU医疗系统中介质水水温水位的智能控制

为了满足HIFU医疗系统要求,在分析常用水温水位单一控制方式存在问题的基础上提出了水温水位智能控制系统。阐述了系统的硬件设计、控制方案及原理,并给出了水温水位控制原理图和部分软件流程图。仿真实验结果表明,采用该系统对水温水位进行控制,取得了良好的效果,而且调节过程平稳。     

采空区瓦斯抽采钻孔参数及注氮防灭火研究

钻孔抽采能够影响采空区内部风流的运动,从而导致采空区流场发生变化,增加工作面向采空区的漏风,同时钻孔周围呈现负压状态,漏风风流也不断向钻孔周围补充,采空区煤体在漏风集中区域呈现氧化升温状态,存在采空区遗煤自燃问题。针对上述问题,研究了钻孔抽采条件下采空区最优注氮防灭火方案。以白龙山煤矿10201工作面为背景,用数值模拟软件对工作面采空区进行仿真,分析了不同抽采参数下的采空区流场和温度场分布,依据合理钻孔参数确定了最优注氮条件。结果表明:抽采负压为30kPa时瓦斯抽采效果良好,氧化升温带增幅相对较低;钻孔间距为6m时抽采效果佳且工程量较小;进风侧注氮口与工作面距离为75m、注氮流量为1 500m^3/h时,可以很好地缩小氧化升温带宽度并节约成本。实际应用结果表明:综放工作面及上隅角瓦斯体积分数得到了有效控制,均低于1%;抽采管路及上隅角CO体积分数分别低于0.040%,0.032%,采空区煤体未发生自燃,采空区瓦斯抽采和注氮取得了良好的应用效果。     

基于热式原理的矿用缺水传感器的设计

针对电极式和靶式缺水传感器在瓦斯抽采泵供水状态检测中存在无水时显示有水、有水时显示无水等检测状态不准确的问题,设计了采用热式原理的矿用缺水传感器。该传感器在抽采泵供水管路中设置2个铂电阻;根据介质流动时要带走铂电阻表面的温度来检测这2个铂电阻温差,由此判断供水管道中是否有介质流动。煤矿现场实际运用表明,所设计的缺水传感器检测供水状态准确,运行稳定可靠,同时对外提供了RS485和无源触点等多种标准接口,对实现瓦斯抽采泵的自动控制具有重要意义。