露天矿用电缆卷放车智能保护系统设计

针对电缆卷放车运行中可能存在的电流型、电压型故障,设计了以STM32F103RCT6单片机控制单元为核心,集采集,判断,保护与查看功能于一体的电缆卷放车智能保护系统,实现了对电缆卷放车的可靠保护。由于传统的过电流保护方法在电缆卷放车出现电流故障时不能进行全面有效的保护,因此引入对称分量法作为保护的基本理论以检测电缆卷放车运行中的电流故障,通过测量电缆卷放车运行时的电流幅值、电流的零序、负序分量以及电压幅值,对电缆卷放车进行短路故障保护、断相故障保护、三相不平衡故障保护、单相接地故障保护、两相接地故障保护、欠电压故障保护以及过电压故障保护。为了将采集到电压、电流信号转变为单片机可以处理的单极性小信号,设计了信号调理电路,同时设计了保护系统的软件,包括数据采集处理、数据分析计算与检测判断、保护动作执行以及人机交互部分,实现了对电缆卷放车运行状态的判断和故障报警功能。试验结果表明,该保护装置符合保护要求。     

胜利一号露天矿电铲尾线电缆卷放车设计

针对胜利一号露天电铲作业时电缆移动不方便问题,设计了1种电铲尾线电缆卷放车,介绍了电铲尾线电缆卷放车的总体结构及行走总成、平台与机房总成、放线总成等部件;详细介绍了前放线和后放线总成的结构和工作原理及该卷放车的电气和控制系统。结果表明：通过试制与现场的试验,该电铲尾线电缆卷放车结构设计合理,操作方便。     

基于S7-1200 PLC的矿用电缆卷放车自动控制系统设计

为了制造千米级露天矿用电缆卷放车,解决现有卷缆装置自动化程度低、安全系数低、可容纳电缆米数短等问题,提出了一种基于S7-1200的电铲用千米带电电缆卷放车电气控制系统,分别从系统控制需求分析和实现原理、系统机械结构、系统设计及功能实现、监控界面开发4个方面进行了阐述。详细介绍了其电气控制系统,系统由传感器、液压驱动系统、集控中心控制系统、行走卷缆子系统、自动排线子系统、压紧电缆子系统及其上位机组成,以S7-1200为主控制器处理传感器模拟量信号,并根据结果逻辑控制各子系统顺序启动。阐明了系统的硬件设计和软件实现,实现了长距离自动收放电缆、匹配电铲车行走、智能化多层布线、工作状态远程监测监控及故障报警功能,推动了矿山机电设备的智能化发展。     

基于CAN总线的井下模拟量检测

针对井下数据采集和通信所存在的问题,设计了一种模拟量检测及CAN总线通信方法。该系统以TMS320F28335为核心处理器,AD7764为数据采集芯片,将采集得到的2路模拟信号数据存储在DSP片内RAM中,利用e CAN模块与具有CAN接口的上位机进行通信。在该系统中,2片AD7764相互独立,分别与DSP的2个多通道缓冲串口(Mc BSP)直接相连,减少了总线的占用。实验结果表明,该系统可实现对2路模拟数据的采集以及和PC的CAN总线通信。     

基于嵌入式技术的煤矿井下通信中图像信号处理方法

以提升煤矿井下视频图像呈现能力为目的,提出基于嵌入技术的煤矿井下通信中图像信号处理方法。利用图像采集单元内的CCD摄像机拍摄煤矿井下视频图像后,将其传输到嵌入式FPGA芯片内,该芯片将煤矿井下视频图像信号缓存在SDRAM内后,再利用双口RAM传输到嵌入式DSP芯片内; DSP芯片启动图像信号处理单元内的图像信号处理算法对煤矿井下视频图像信号进行压缩感知和高分辨率重建后,对其进行缓存处理,再利用FLASH视频模块对处理后的煤矿井下视频图像信号实施动态编辑,并将其回传到嵌入式FPGA芯片内;该芯片利用视频D/A转换器输出处理后的煤矿井下视频图像VGA信号,完成煤矿井下通信中图像信号处理过程。实验表明:经过该方法处理后的煤矿井下视频图像信号的峰值信噪比、图像像素密度以及图像信号灰度值均得到了较好的提升,其具备较好的应用效果。     

卷电缆车在连续采煤机智能掘进过程中的应用

介绍了掘进工作面智能化建设过程中卷电缆车在连续采煤机智能掘进时的重要作用,并对其结构参数和收放缆控制策略进行了深入研究。在供电侧和负载侧采用不同的控制策略,实现了卷电缆车和连续采煤机协同作业,自动管理电缆。应用结果表明,卷电缆车结构合理、收放电缆及时,有效减少了电缆漏电引起的机电安全事故,减轻了工人的劳动强度,保障了煤矿的安全生产。     

基于双端TDR的矿用电缆故障定位系统研究

针对传统矿用高压电缆故障定位系统稳定性差、精度低的问题,介绍了一种基于双端TDR的矿用高压电缆故障定位装置。该装置以FPGA作为核心处理芯片,通过安装于电缆两端屏蔽接地线上的高频电磁传感器,感应局部放电脉冲,经FPGA处理模块反映,并通过后台管理软件,可快速判断电缆故障所在点。经实验室及现场试验分析,证明了该方法的效性与准确性。     

基于DSP智能监控的无功补偿系统

运用TMS320F2812DSP控制芯片,不仅使无功补偿系统运算速度和精度得到提高,而且实现了变电站无功补偿的优化控制。本文着重介绍应用组态软件与DSP通信,实现对整个系统的智能监控。     

基于嵌入式Web服务器的井下供电监控系统的设计

研究与分析了井下供电系统的特点和要求,设计了以ARM芯片为核心的智能监控系统,扩展了通信模块、模拟量采集的监控模块等,嵌入式系统将现场的有关电力指标信号传输到地面集控室,由上位机进行数据管理;软件具有强大的组态能力,通过工业以太网与井下供电监控系统通信,实现电力系统的远程监控。     

基于DSP和CPLD的信号采集与编码系统设计

针对井下的安全生产管理信息采集,采用DSP和CPLD技术设计研究一个信号采集与编码系统。系统由四个模块构成：DSP核心处理模块完成多路模拟信号和数字信号的采集、存储和处理;CPLD控制模块用来生成系统各模块所需的译码电路和控制信号;模拟信号采集模块和数字信号采集模块是系统与外部信号的接口。     

露天矿用电铲动态称重计量系统设计

设计露天矿用电铲动态称重计量系统,实时动态称重计量电铲装载矿物重量,提高露天矿采装运输效率。通过角位移传感器、线位移传感器与力传感器组建的传感器网络,采集露天矿用电铲角度、拉力以及线位移数据信息,并将其传输至信号处理模块,利用信号预处理电路合理放大与降噪处理传感器采集信号,数据经A/D转换后,结合角、线位移数据触发AT89C52单片机转换芯片,读出动态称重计量数据,并以相应的形式将数据在LCD显视屏中显示出来,通过PC机完成动态称重数据处理,实现计量数据的显示、限位报警、个性化查询等功能。实验结果表明：该系统能够实现露天矿用电铲动态称重计量,能耗较低,将其应用于露天矿的采装运输业中,可提高采装运输效率。     

贪婪算法在露天煤矿电铲动态称重系统的应用

为了延长数据传输网络生命时间,提升动态称重效果,研究了贪婪算法设计露天煤矿电铲动态称重系统。通过力传感器与角度传感器等,采集露天煤矿电铲动态称重数据。利用信号处理电路滤除采集数据内部噪声,以输出接口方式,传输处理后的数据至无线通信模块;利用近似贪婪算法,优化数据传输距离,延长网络生命时间。通过单片机控制力传感器与角度传感器等传感器采集数据,根据计算机处理结果实现限位报警。利用计算机处理单片机接收数据,获取电铲动态称重数据并在LCD显示器上显示。该系统可有效采集电铲回转时的应力值,在不同网络环数时,数据传输的网络生命时间较长、比率较高,数据传输效果较好。系统可精准动态称重,有效呈现动态称重结果。     

露天矿WK-4型电铲电气传动系统改造

叙述了应用德国西门子DC-MASTER全数字直流控制器和S7-200及热管功率组件,成功地改造了露天矿WK-4型电铲发电机组电气传动系统,并实现人机界面和移动通讯.     

双5G网络下露天智能矿山系统构建与应用

经济发展新引擎的新基建,为未来数字经济高质量的发展方向。而以5G和F5G双网络为基础的数字孪生技术,是构建信息基础设施的关键。提出了基于双5G网络的露天矿山通信系统,建设智能采矿管控、综合生产执行和三维可视化管控的三大平台,进一步融合矿山安全监测监控系统,进而构建了露天智能矿山的建设架构和体系。以南泥湖钼矿为例,实现了露天采矿智能装备的远程控制与运行,为露天智能矿山建设提供了一种新的技术路径。研究表明:(1)高速通信系统是智能矿山建设的保障,采用5G和F5G双通信网络可以实现矿山的即时高效数据传输,为露天智能矿山建设提供了高速通信与数据传输通道;(2)智能管控和综合生产平台的建设,构建了以开采环境数字化和采掘装备自动化为特质的系统,实现了采矿设计、计划、生产配矿、调度和决策等过程的智能化;(3)以三大平台为基础融合安全监测系统的智能矿山架构,形成了露天矿山安全生产的智能化模式,促进了矿山生产的安全、高效和智能化建设。     

露天煤矿全流程能耗分析及节能对策研究

以内蒙古黑岱沟露天煤矿为例,通过能源审计对节能评估做出有益的探索,建立基于能源审计的露天煤矿节能评估模型,基于实地调研和现场测试对露天煤矿各生产环节的相关设备进行能耗分析,研究表明：黑岱沟露天矿运输环节的能耗占比最高,占总能耗的比例高达78.5%,其中绝大部分来自柴油|优化卡车运输路线、减少卡车等待时间是露天矿节能的最主要方式,卡车的年运输量越高,年均柴油单耗越低|应加强大型电铲的能耗监测,采用电力驱动采剥设备可实现以电代油,并降低能耗。     

矿车助驾系统无线数据传输模块设计

由全球定位系统、电子地图及远程无线数据传输等构成的矿车助驾系统可以为露天矿司机和远程调度人员提供参考信息与实时调度信息,以矿车GPRS无线接收网关为研究背景,介绍了矿车助驾调度系统中远程传输模块的硬件与软件设计。     

基于物联网的露天矿智能爆破系统设计研究

以矿山物联网、矿山智能化和采矿自动化、无人化的发展趋势为背景,以实现露天矿爆破的智能化为方向,以解决目前露天矿爆破在管理、安全和信息处理方面存在的问题为目的,以现代通信技术、自动化技术和软硬件技术为基础,重点研究了露天矿智能爆破的总体架构、核心内容、关键技术等。设计的主要内容：①露天矿用钻机的自动钻进与行走流程、钻孔精确定位与导航、穿孔数据记录、易损件和消耗件信息记录等功能;②适用于露天矿爆破工程的通信网络与数据库;③露天矿监控与爆破设计软件。该系统在实践中得到了良好应用。