【摘 要】
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煤炭是我国现在的重要能源之一,所以煤炭的开采过程十分重要,是关乎国民经济的大事。随着电子和通信技术的进步发展,井下生产日益机械化、自动化,这些进步促进了煤矿的高效生产。但井下开采仍存在一些问题,最为突出的就是井下工作环境较恶劣,采煤机容易发生故障,从而影响煤矿生产的正常运转,造成经济损失,因此有必要对采煤机的运行状态进行实时监测。之前传统的有线监测方式灵活性差、适用性不强、系统不稳定,难以达到采煤
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煤炭是我国现在的重要能源之一,所以煤炭的开采过程十分重要,是关乎国民经济的大事。随着电子和通信技术的进步发展,井下生产日益机械化、自动化,这些进步促进了煤矿的高效生产。但井下开采仍存在一些问题,最为突出的就是井下工作环境较恶劣,采煤机容易发生故障,从而影响煤矿生产的正常运转,造成经济损失,因此有必要对采煤机的运行状态进行实时监测。之前传统的有线监测方式灵活性差、适用性不强、系统不稳定,难以达到采煤机的实时监测需求。本系统设计了一种有线通信和无线通信相结合的采煤机远程监测系统,可以灵活稳定的对采煤机进行远程监测,提高采煤机的工作效率。论文研究分析了传统的有线监测方式,结合对比目前的几种主流的通信和有线通信方式,最后采用无线通信与有线通信相结合的方式来进行数据的通信:在井下开采面,由于环境较差,不易布线和维护,选用低功耗、低成本的ZigBee无线通信技术,在巷道中,由于距离较远,环境整体较好,可以进行布线所以选用CAN总线的有线通信方式。结合采煤机的实际应用背景,在机载PC端和地面控制中心都选用LabVIEW平台设计的监控系统来直观的监测采煤机运行状况和发出控制指令。本系统采用模块化设计,对于无线通信模块,硬件上确定选用无线CC2530芯片进行数据的收发,同时分别与机载PC端和CAN总线节点进行数据通信,软件上在IAR平台进行软件设计,利用Z-Stack协议栈来实现了节点间组网,数据收发和串口通信等。对于CAN总线,采用CAN控制器内嵌于MCU的方式,采用STM32F103单片机为主控芯片,配合周围电路来完成数据的收发,同时分别与地面PC机及ZigBee节点进行数据通信;软件上使用Keil MDK对单片机进行编程即可。使用LabVIEW平台设计的上位机监控系统,可以实现数据的实时显示和存储,界面直观,为工作人员决策提供了依据。最后,在实验室进行了系统的测试,包括各模块测试和系统整体测试,测试结果表明,采煤机远程监测系统具有远程查看采煤机工况参数、远程发送控制指令和本地测控等功能,具有较强的灵活性、可维护性和可扩展性、良好的稳定性、低功耗等特点。可实现对采煤机远程监测的功能,对于提高煤矿安全性具有重要的理论意义与工程价值。图[55]表[6]参[84]
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