GPS技术在矿用节点式地震仪中的应用研究

针对矿用节点式地震仪无主机、无大线,各台之间独立工作的特点,采用GPS授时技术实现各台地震仪之间的时钟同步。分析了GPS授时技术的原理,设计了GPS时钟同步的电路,在嵌入式ARM9处理器上开发了GPS授时控制软件,并在实际应用中得到验证。     

基于PTP和RTC的煤矿微震监测系统及应用

为提高煤矿微震监测系统的震源定位精度,结合煤矿实际情况,研制一套具有自主知识产权的高精度煤矿微震监测系统。该系统井下布置多台分站,通过分站采集拾震传感器信号,然后分站通过以太环网将数据上传到地面主机。系统采用PTP(Precision Time Protocol)网络精密时钟同步协议给分站授时作为时间基准,同时采用RTC(Real Time Clock)作为PTP时钟的补充时钟,主机通过对拾取震动波的阈值、时窗和相关有效触发道数判断,对微震事件进行自动识别。系统运行情况表明,监测结果与实际现场情况较吻合,定位结果具有小于10m的精度。     

采空区温度监测系统路由感知与汇聚节点设计

为了实现对采空区温度信息的长期监测,提高采空区温度监测系统的健壮性、稳定性,克服传统有线监控系统抗毁性差、部署不便的问题,提出并设计了基于无线传感器网络的路由感知节点与汇聚节点,所设计的路由感知节点具有同步休眠功能和同步自组织路由功能,汇聚节点控制全网,解决了传统无线传感器网络路由节点功耗过高及路由健壮性问题,保证采空区温度监测系统具有的足够长的生命周期。     

基于精密时钟同步技术的微震监测分站

研发了基于精密时钟(PTP)同步技术的KJ768-F微震监测分站。介绍了分站的软、硬件设计及精密时钟同步协议原理与实现;对分站的等效输入噪声及时间同步精度进行测试:结论表明分站的最大等效输入噪声为10.04μV;分站与授时服务器的同步精度为320 ns;分站与分站间的同步精度为120 ns。基于该分站的KJ768微震监测系统井下定点爆破试验定位误差小于10 m,定位精度满足对冲击地压矿井监测的需要。     

基于WSN的矿井事故搜索探测多机器人系统

为解决煤矿井下事故中环境探测、人员搜索定位、远程通信等问题,建立了一种基于无线传感器网络的子母式多机器人系统,设计了子、母2种机器人构型并具体分析了其越障性能,提出了以子机器人为节点的链状冗余传感器网络结构,建立了一种基于FPGA软核的多传感器接口模块.初步实验证实,这种以移动机器人为节点,采用无线传感器网络技术将多机器人协调控制而实现的矿井搜索探测多机器人系统,能够在井下复杂地形中运动并配置多机器人节点,搭建无线多跳通讯网络,实现井下信息获取和多机器人控制.     

煤矿井下WSN最优线性拟合时间同步算法

针对煤矿井下无线传感器网络结构的特殊性以及由节点时钟不稳定性对同步精度产生的影响,提出一种基于最优线性拟合时间同步算法。在传统TPSN(Timing-sync Protocol for Sensor Networks)算法的基础上,建立一种新型算法模型,并利用线性回归算法对时钟漂移进行补偿,过滤异常数据点,从而提高同步的精度,减少异常数据点对同步精度的影响,延长同步时间。实验结果表明:该算法能有效提高同步精度和稳定性。     

基于WiFi通信的矿井监测无线传感器网络研究

针对现有矿井监测系统中无线传感器网络部署复杂、传输速率低、难以接入等问题,设计了一种基于WiFi通信的无线传感器网络矿井监测系统。该系统基于STM32芯片和Wi Fi芯片搭建矿井监测的硬件平台,利用802.11协议实现传感器节点的WiFi自组网通信,通过路由器节点汇聚传感器节点的测量参数并进行转发,最终传输至监测中心实现矿井监测。     

基于GPRS和Zigbee无线传感器网络的矿井综合监控系统的设计

针对井下各环境参数采集和人员定位的需求,充分利用无线传感器网络的特点,提出了一种基于GPRS和Zigbee无线传感器网络综合监控系统的设计方案,并介绍了系统的软、硬件设计思想和方法。本设计改变了传统无线传感网络需要依托有线公共网络进行数据传输的限制。     

基于无线传感器网络的液压支架监控系统研究

为了能够提高液压支架的工作可靠性,构建了基于无线传感器网络的液压支架监控系统。首先,分析了液压支架监控系统的组成,分别讨论了各个组成部分的功能和硬件设计;其次,研究了无线传感器网络的算法模型;最后,提出了基于无线传感器网络的液压支架监控系统的软件实现方法,实际的应用表明该控制系统具有较好的稳定性,能够提高液压支架自动控制水平。     

矿井节点地震仪低功耗时间同步系统设计

矿井节点式地震仪的时间同步系统包括授时和守时2部分。授时部分为一台基于STM32的可视化手持式低功耗GPS授时仪,实现各台站之间的时间同步;守时部分利用低功耗高精度数字温度补偿晶振电路来实现,以保证各台站相同的时间尺度;在各个台站之间时间同步的前提下,实现了低功耗设计的目标。通过室内实验测试:在地震仪最高采样率4 000 sps的条件下各台站之间的同步误差小于250μs,实际功耗仅0.68 W。     

基于工业以太环网的煤矿排水泵房监控系统设计

为了提高煤矿井下泵房排水自动化水平,实现实时高效的排水操作,更好的防范水患对煤矿安全生产的影响,提出了一种基于工业以太环网的井下泵房排水控制系统设计,系统以西门子PLC S7-300(CPU314C-2DP)控制核心、以太网接口模块CP443-1、以太网交换机、多种传感器等组建,具有状态监测、过程控制、数据查询等主要功能,实现了对井下多水平点位排水房泵的自动化集中控制。     

电网并联电容器继电保护分析

对电容器的内外部故障及对应的保护方式进行了分析,明确了现行电容器保护的整定原则,从一、二次设备协调一致的角度对电容器不平衡型继电保护进行了分析比较,给出了该类保护的选型技术原则。     

新庄孜矿63采区C_3~3灰岩含水层疏放模型建立

该文以新庄孜矿为研究对象,建立研究区(63采区)A1煤层底部C33灰岩含水层水文地质模型及数学模型,利用前期探放水基础数据,通过数值模拟计算结合勘探获得的数据对研究区含水层参数进行分区,为下一阶段疏放性评价确立合理模型。     

带串联补偿装置的输电线路距离保护新方案

文章分析了串补设备对距离保护的影响,针对串补设备容易引起距离保护超越误动的问题,将串补电容作为保护线路的边界,提出一种基于正序故障电压分量和直流分量—工频分量百分比的串补线路距离保护新方案。该方案利用串补电容两侧正序故障电压分量的大小来判断串补电容背侧区外故障和区内故障,利用串补电容对侧母线处电流的直流分量与工频分量的百分比来判断区内故障和正向区外故障。经PSCAD仿真验证,该方案可有效提高保护动作的可靠性。     

截止型EC电路火花放电模型及其特性分析

电容电路模型不能满足对于开关型本质安全电源的研究,为此提出了更精确的电势电容EC电路模型作为研究对象。通过不断优化改进截止电路的性能,依据实验波形,发现截止型EC电路火花放电波形具有直接截取特性;进而依据基于IEC火花试验装置而获得的大量实验数据,进行了火花放电特性的分段研究,建立了火花放电阶段截止型EC电路等效火花放电模型电路,推导出相应的数学模型;结合数学模型和数值仿真工具,分析了截止型EC电路本质安全的关键参数对火花放电安全性能的影响。最后采用不同组参数进行实验,其结果验证了所建立数学模型的正确性及特性分析的一致性。     

矿用馈电开关保护装置设计研究

为了保障煤矿井下生产安全和提高供电的可靠性,分析了井下低压供电系统结构,基于此,研究了馈电开关保护装置硬件框架,硬件部分主要包括电源模块、辅助模块、永磁操作机构驱动和储能电容充电模块、开关量输入输出模块、通信模块、人机接口模块、模拟量采集模块、核心微控制器模块等,着重研究了其功能及硬件电路设计,设计了系统抗干扰措施;研究了馈电开关保护装置软件设计,着重设计了主程序、故障保护模块等软件部分。研究对提高电网的作业安全性具有重要意义。     

开关电容滤波器的特点与应用

本文以ＭＡＸ２９１／２９２低通开关电容滤波器为例介绍了开关电容滤波器的工作原理及特点，并对其使用方法进行了详细分析和探讨。     

超级电容器在煤矿井下本安电源中的应用

介绍了超级电容器的工作原理和特点,为充分利用其优点,用其代替本安电源中的蓄电池,并对其在本安电源储能部分中的应用进行详细设计,将超级电容器组成的储能部分和DC-DC变换部分连接起来在前级进行计算机仿真试验,由前级故障时电源在超级电容器供电时输出电压、电流波形和电容器组块电压波形可知,把超级电容器应用到煤矿井下本安电源中,很好地解决了原来本安电源中蓄电池使用寿命短、维护困难等缺陷.     

基于MATLAB仿真的矿用复合开关投切电容器

复合开关在无功功率补偿系统中作为执行机构一直是一个重要的环节,适用于对660 V矿井电网无功补偿电容器的通断控制,描述了复合开关的基本工作原理及其主电路接线方式,详细阐述了复合开关投切电容器的整个工作过程,通过MATLAB软件建立系统仿真模型,对不同投切方式和不同投切时刻进行对比仿真研究,实现了无功补偿的动态仿真。     

基于PLC的矿用低压无功自动补偿控制器

介绍了一种基于PLC及三相交流电参数采集模块的无功自动补偿控制器,它能够根据移动变电站低压系统的实际负荷状况,自动投切电容器组,可以有效地提高功率因数;该装置具有过流、过载、三相不平衡等保护功能,除保护电容器外,还可作为移动变电站低压保护的补充。