采煤机无线监测系统的设计

从表3可看出,采用式(1)计算的煤层瓦斯压力为0.56~0.57M Pa,与采用双套管带压注浆技术联合M-Ò瓦斯压力测定仪封孔测压工艺所测的煤层瓦斯压力完全一致。因此,采用双套管带压注浆技术联合M-Ò瓦斯压力测定仪封孔测压工艺所测的煤层瓦斯压力为煤层原始瓦斯压力,并且该工艺能够彻底排除钻孔围岩承压水等干扰因素。

5结论

(1)通过应用双套管带压注浆技术联合M-Ò瓦斯压力测定仪封孔测压工艺,排除了顶底板承压水大、裂隙发育等客观因素对测压钻孔施工过程的干扰,可精确定位测压位置,快速准确测得煤层瓦斯压力。

(2)利用双套管带压注浆技术能够彻底封堵围岩含水裂隙,使得承压水难以进入测压孔,隔绝瓦斯气室与围岩裂隙的连通,这样可以消除因不能严密封闭钻孔周边的裂隙、易于漏气、测出的煤层瓦斯压力通常低于真实的煤层瓦斯压力的现象。

(3)该工艺具有稳定、可靠等优点,可以避免在松软围岩层测压时因钻孔垮塌等原因造成测压封孔设备埋入孔中无法回收的现象,降低了瓦斯突出危险性预测资金的投入。

参考文献:

[1]俞启香.矿井瓦斯防治[M].徐州:中国矿业大学出版

社,1992.

[2]煤炭科学研究总院重庆研究院.AQ1047)2007煤矿

井下煤层瓦斯压力的直接测定方法[S].北京:煤炭工业出版社,2007.

[3]王轶波,陈彦飞,王凯,等.煤层瓦斯压力测定钻孔新型

封孔技术[J].煤炭科技,2003(2):17-19.

[4]何书建,张仁贵,王凯.新型封孔技术在煤层瓦斯压力

测定中的应用[J].煤炭科学技术,2003,31(10):

33-35.

[5]中华人民共和国煤炭工业部.防治煤与瓦斯突出细则

[M].北京:煤炭工业出版社,1995.

[6]唐本东.煤层瓦斯压力计算[J].煤炭工程师,1997(1):

45-48.

第9期2010年9月

工矿自动化

Industr y and M ine A utomation

No.9

Sep.2010

文章编号:1671-251X(2010)09-0009-04

采煤机无线监测系统的设计

谭超,周信,季晓刚

(中国矿业大学机电工程学院,江苏徐州221116)

摘要:为准确获取采煤机的运行状态参数,提出了一种采煤机无线监测系统的设计方案。该系统在采煤机机身的指定部位安装具有特定功能的无线传感器节点,用于采集采煤机的工作信号,该信号由DSP处理后,通过无线M ESH网络传至无线网桥A P,再通过光纤传送到中心计算机,中心计算机上的分析软件对接收到的采煤机的工作信号进行分析,并根据预先设定的门限值进行报警或其它处理。现场试验结果表明,该系统运行良好,无线MESH网络的信号强度能够满足采煤机无线监测系统的要求。

关键词:采煤机;无线M ESH网络;在线监测;故障诊断;WM N;DSP;CPLD

中图分类号:TD632文献标识码:B

Design of Wireless M onitoring Syst em of Shearer

TAN Chao,ZH OU Xin,JI Xiao-gang

(Schoo l of M echatr onic Engineering o f CU M T.,Xuzhou221116,China)

收稿日期:2010-06-24

基金项目:国家高技术研究发展计划(863)重点资助项目

(2008A A062202),教育部霍英东基金优选资助课题(114003)

作者简介:谭超(1966-),男,四川重庆人,副教授,主要研究

方向为装备自动化。E-mail:tccadcum t@

Abstract :In order to obtain parameters of running state of shearer accur ately,a design schem e of w ir eless m onito ring system of shearer w as proposed.T he w ir eless sensor no des w ith specific -function are installed o n appointed part of shearer fr am e,w hich are used to collect w or king sig nal of shearer.The signal is rea-l timely pro cessed by DSP and is transmitted to wireless bridge AP by w ir eless M ESH netwo rk,then it is transm itted to center com puter by fiber.The w orking signal of shearer is analyzed by softw are o f the center com puter w hich makes alarm ing or other processing according to set threshold.T he result of actual test show ed that the sy stem runs w ell and the sig nal intensity o f w ireless netw ork can meet w ith requirements o f w ir eless m onitor ing sy stem of shear er.

Key words :shearer,w ireless MESH netw o rk,o n -line m onitor ing,fault diagnosis,WM N,DSP,CPLD 0 引言

采煤机是综采工作面落煤和装煤的机械,它的运转正常与否决定着综采工作面的生产率。对采煤机的运行状态及参数进行监测与诊断,是提高电牵引采煤机可靠性与安全性的重要手段[1]。由于采煤机特殊的工作环境,一方面,传统传感器不能完全适应井下的工作条件,井下现场繁冗的布线以及线路的维护问题不但增加了生产成本,也使生产效率降低;另一方面,大量信息的实时快速处理需要高性能的处理器,如果处理器的性能不能满足要求,就会产生信息拥塞等问题,造成通信中断[2-4]

。

无线M ESH 网络作为一项新兴技术,具有组建容易、设置和维护简单的特点,无线M ESH 网络简称WMN 。在WM N 中,任何一个节点都可以同时作为AP 和路由器,每一个节点都具有发送和接收数据的功能,任意两个WM N 之间都可以建立连接,从信源到信宿之间有多条冗余的通信路径,有效避免了网络的单点故障和潜在的链路瓶颈[5]。与传统的无线网络相比,WMN 具有增强的可靠性、更低的部署成本、更大的覆盖范围。DSP 是专门用来进行高速数字信号处理的微处理器,与传统的CPU 和MCU 相比,DSP 采用了哈佛结构、流水技术、硬件乘法器等技术,提高了处理器的处理速度。因此,笔者采用WM N 和DSP 设计了一种采煤机无线监测系统,该系统通过WMN 采集采煤机的工作信号,利用DSP 完成信号处理任务,将处理后的信号通过WM N 、网桥AP 、光纤等发送至监控中心。1 采煤机状态参数检测1.1 采煤机状态参数

采煤机无线监测系统监测的参数如表1所示[1],

准确获取这些参数是采煤机实现自动控制的前提。

表1 采煤机无线监测系统监测的参数

参数

类别

温度/e

左右摇臂转动系统润滑温度左右截割电动机定子绕组温度左右牵引转动系统润滑油温度左右牵引电动机轴承温度系统液压油温度高压控制箱温度左右摇臂倾角传感器

倾角/(b )

采煤机机身倾斜度流量/(L #min -1)冷却水进水流量

电流/A

左右截割电动机电流互感器泵电动机电流传感器

位置/m 采煤机推进位置传感器压力/M Pa

冷却水进水压力

1.2 系统结构

采煤机无线监测系统采用分布式、模块化结构,如图1所示。每个监测单元都是一个独立的数据采

集传输节点,各单元与中心计算机的数据传输采用数字式传输方式。中心计算机利用采集到的状态信息和参数值进行实时操作控制。

图1 采煤机无线监测系统结构

应用于采煤机的传感器从采煤机的牵引功能、滚筒调高功能、截割破碎功能和辅助功能4个方面进行配置,实现对采煤机姿态控制、滚筒高度调节、牵引速度调节、主电动机运行保护和环境参数监控等方面信息的采集。

根据采煤机监测系统的监测要求,配置的开关

#10#工矿自动化2010年9月