煤矿煤仓煤位监测系统的设计

第35卷第03期煤矿机械Vol. 35No 032014年03月Coal Mine MachineryMar.2014doi10.13436/mkjx,201403097煤矿煤仓煤位监测系统的设计胡少梅(贵州省煤矿设计研究院,贵阳550025)摘要:通过对现有煤仓煤位监测系统的比较,设计了以雷达测距技术为核心的煤仓煤位监测系统。该系统通过环网可将煤仓煤位信息传至地面调度室,实现了井下煤仓煤位的可视化,实验结果表明该系统测量结果精度高、抗干扰性好,具有一定的推广价值。关键词:煤仓;传感器;雷达测距;监测系统中图分类号:TP93文献标志码:A文章编号:1003-0794(2014)03-0215-02Design of Coal Bunker Monitoring SystemHU Shao-mei(Guizhou Province Coal Mine Design and Research Institute, Guiyang 550025, China)Abstract: Compared with the traditional system of coal bunker monitoring system, this paper designeda system and its core technology is Radar technology. This system can send coal level information tothe ground control center by ring network and realize the visualization of coal bunker. The experimentalresults show that this system has high precision, acceptable interference immunity. It's worth spreadingKey words: bunker; sensor; radar technology; monitoring system0引言广意义。在煤炭生产的过程当中,煤仓是煤炭运输环节1雷达测距原理必不可少的存储、转运载体,煤仓可以有效缓解生雷达探头通过天线发射电磁脉冲,遇到被测介产过程中造成的运输能力不均匀的情况。因此,煤质表面,其部分能量被反射回来,会被同一天线接仓的正常工作与否,直接决定着煤矿的产值和经济收。由于电磁波的传播速度是已知的,所以只要计效益。由于煤矿井下环境的特殊性,煤仓满仓冒顶算出发射脉冲和接收脉冲的时间间隔就可以得到天如果不能及时发现,可能引发带式输送机积煤停线与被测介质之间的距离。其测距原理如图1所示。机,甚至引发安全事故。因此,如何实时准确地监测煤仓煤位并远传至地面调度,实时掌握井下煤仓储煤量的情况就显得非常重要,目前,煤仓煤位监测系统有多种实现方式,传统的方法有电容式、重锤式和超声波式等。电容式图1雷达测距示意图煤仓煤位监测系统结构简单、易于安装,可以实现已知电磁波的传播速度为c,发射脉冲与接收定点测量和连续测量,但是它要求被测物料的介电脉冲的时间间隔为△,则被测距离d=e·△2。常数稳定,并且测量距离较小,导致在大型煤仓中2系统组成的推广效果不理想。重锤式煤仓煤位检测系统测量该系统由雷达物位传感器、信息采集分站和环深度大、成本低、简单易安装,但是要求重锤必须与网交换机等部分组成。物料接触,容易被落煤损伤,自动化程度低,导致工雷达物位传感器的最大量程为60m,并且根据作稳定性差故障率高,推广效果不佳。超声波式具不同煤仓情况,可进行量程设置,从而提高了传感有实时性好、测量精度高等优点,但易受温度、粉器使用的通用性。信息采集分站具有显示、语音报尘、压力等因素影响,导致测量量程短、抗干扰性警等功能,并可以将输入信号转化成以太网接口差,一般多应用于粉尘较少的小型煤仓。最后通过环网交换机,可将井下煤仓煤位情况远传随着雷达技术的发展,雷达测距水平也得到了至地面调度室,从而实现井下煤仓煤位信息的地面极大的发展。雷达发射的电磁波穿透力强,不受粉可视化。尘、水雾等的影响,因此具有精度高、量程大、实时(1)雷达物应“寓盟沿过性好等优点。该技术已被广泛应用于军事测绘、汽雷达物位中国煤化工莫块、雷达探车电子等领域。由于井下煤仓粉尘较大雷达测距头组件、信号NMHC路和频率输技术应用在煤仓煤位监测系统中将具有重要的推出模块等组成,如图2所示。Vol. 35No 03煤矿煤仓煤位监测系统的设计——胡少梅」第35卷第03期坐标曲线通过液晶屏显示出来,方便工作人员在安本安电源模块单片机控制电路液晶显示电路装时参考回波曲线来调整传感器的安装角度,以获雷达操头姐件信号采集模块[频掌输出电路得最佳的测量效果。流程图如图4所示。(2)信息采集分站软件设计图2雷达传感器组成框图信息采集分站配有10吋液晶屏,可同时显示雷达探头组件主要由雷达发射天线、雷达接收个煤仓的煤位情况,为了提高测量结果的稳定性天线和信号处理电路组成,发射天线发射26GHz防止出现数据突变,对采集到的频率值做了滤波处频率的电磁波,电磁波遇到障碍物后返回,被接收理,其流程图如图5所示。天线接收,经信号处理电路处理后可计算出与障碍开始物之间的距离,单片机控制电路将实测距离转化成系统初始化线性对应的频率信号输出。嘴口、变董初始化变量初始化(2)信息采集分站设计读取用户配置信息信息采集分站可以将釆集到的模拟量转换后[世本采样频率值显示并转化成以太网接口,还具有语音报警和医〔喻击率频率之RS485通信等功能,其组成如图3所示。大于交换机模块保持上次频率倒[刷新频率值语音报警模液品屏显示模块英遭讯模转化成距离信息模拟量采集模块图4雷达物位传感器软件流程图图5信息采集分站软件流程图图3信息采集分站组成4结语信息采集分站可采集4路模拟量输入,同时连针对目前传统的煤仓煤位监测系统所存在的接4台雷达物位传感器。具有液晶显示功能,可同题和不足,本文将雷达测距技术引进到煤炭行时显示4个煤仓的煤位高度情况。为了提高产品的业,并设计了以雷达测距为核心技术的煤仓煤位监人性化设计,信息采集分站具有报警设置功能,可测系统,并以环网为依托将煤仓煤位信息远传至地以设置煤仓煤位上限和下限2个报警值,超限后可面调度,实现了煤仓煤位的地面可视化。目前该系进行语音报警。为方便煤仓下仓口显示,特预留了统已经在井下煤仓和选煤厂煤仓得到了应用根据RS485通信接口,只需接入信号转换器就可以实现现场反馈,该系统测量结果准确、抗干扰性好、实用煤仓下仓口的就地显示。性强,取得了预期的效果,获得了市场的高度认可,3软件设计具有远大的市场前景和推广价值。由于煤矿井下环境的特殊性,不能保证雷达天参考文献线具有良好的发射角度和回波反射空间,并且煤仓[1]辛元芳,周孟然井下煤仓煤位检测方法综述门煤矿机械,201334(5):13-15内粉尘大、雾气重,更会对雷达的测量结果产生影(2]马景国,李祖邦竖井煤仓煤位探测装置的研制及应用[J.工矿响。为了提高测量结果的可靠性,对雷达程序和信自动化,2006(4)51-53息采集分站的上位机程序都做了滤波处理[3]孙利李庆昭潘守国.矿用雷达料位计的设计[].工矿自动化,(1)雷达物位传感器程序设计2012(2):56-58作者简介:胡少梅(1966-),女,四川泸洲人,工程师,1986年毕为提高雷达传感器的测量精度和抗干扰性,设业于贵州工学院采矿系矿山电气自动化专业,现主要从事煤矿安全计了“回波学习”功能。回波学习功能能有效消除落评价及煤矿开采方案等方面的设计工作电子信箱:852860gcm煤对测量结果的影响,并将实时的测量结果绘制成责任编辑:武伟民收稿日期:2013-11-29版权声明:本刊已许可中国学术期刊(光盘版)电子杂志社在中国知网及其系列数据库产品中以数字化方式复制汇编、发行、信息网络传播本刊全文。该社著作权使用费与本刊稿酬向太刊亦文章发表的行为即视为同意我社上述声明。中国煤化工CNM杂志社2011年7月12日216