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聯系我們礦用液壓UNIVER支架數據采集與預警系統(tǒng)的研究
我國是世界上zui大的煤炭生產國和消費國，煤炭作為主要能源的格局在今后50年內不會改變。但長期以來，煤礦安全狀況一直是制約煤炭工業(yè)發(fā)展的重要因素，礦用設備特別是礦用液壓支架的安全監(jiān)測發(fā)展十分緩慢，已經無法適應越來越復雜的開采環(huán)境。本課題的任務就是研究一種適合井下作業(yè)環(huán)境的低成本低功耗的礦用液壓支架數據采集與預警系統(tǒng)。
礦用液壓UNIVER支架數據采集與預警系統(tǒng)的研究 要內容包括井下數據采集器的軟硬件設計和井下數據傳輸器的監(jiān)控軟件設計，以及利用混沌時間序列預測理論實現對采集數據進行短期預測，從而為礦用液壓支架數據采集系統(tǒng)的短期預警提供一種可行的實現途徑。 首先，井下數據采集器的軟硬件設計，這一部分是礦用液壓支架數據采集系統(tǒng)的核心，每個數據采集器采集兩個液壓支架的壓力和傾角數據。井下數據采集器主要包括供電模塊、壓力A/D轉換模塊、傾角RS-485通信模塊、液晶顯示模塊、FLASH存儲模塊、報警模塊和CAN總線通信模塊。井下數據采集器是系統(tǒng)的zui底端部分，其設計是否合理，將直接影響整個系統(tǒng)的運行質量。實驗結果表明，通過對硬件及軟件的合理設計，提高了整個系統(tǒng)的兼容性，實現了數據采集的實時性，保證了系統(tǒng)運行的可靠性。 然后，進行井下數據傳輸器監(jiān)控軟件的設計，包括界面顯示功能和串口通信功能，良好的用戶界面設計是軟件系統(tǒng)充分發(fā)揮其功能的重要保障。監(jiān)控軟件的用戶界面包括主界面、機號支架號設置界面以及報警臨界值設置界面等。串口通信功能的實現是利用MSComm控件來完成的，通過設置控件的幾個屬性，然后添加控件的事件響應代碼，從而使串口按照系統(tǒng)的要求進行工作。 zui后，利用混沌時間序列預測理論實現對礦用液壓支架壓力值數據的短期預警。研究中以采集的原始數據為實驗樣本，首先確定嵌入延遲τ和嵌入維數m,并對其進行相空間重構，然后利用局域預測法對數據進行單步預測。實驗結果表明這種方法能夠有效實現對采集數據的短期預警。 本研究的創(chuàng)新點主要包括：*，將超低功耗單片機MSP430和CAN總線技術應用于礦用液壓支架的數據采集系統(tǒng)，不但降低了系統(tǒng)功耗，提高了系統(tǒng)通信的可靠性、實時性和靈活性，而且非常有效地建構起了分布式控制/實時監(jiān)測網絡，從而更好地滿足了井下系統(tǒng)的運行要求；第二，將混沌時間序列預測理論成功應用于采集數據的短期預警，為礦用液壓支架數據采集系統(tǒng)的預警研究提出了一種可行方案。 本文設計的礦用液壓支架數據采集與預警系統(tǒng)具有低成本、低功耗和高可靠性等優(yōu)點，不但解決了現有監(jiān)測系統(tǒng)生產成本高、觀測不方便、數據采集實時性差、通信系統(tǒng)可靠性低等諸多缺點，還能夠進一步提高礦用液壓支架運行的安全性，有利于實現礦山自動化。
