无线电台在矿井排水监控系统中的应用.pdf

建术 DO I ： 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 9 - 9 4 9 2 2 0 1 5 0 3 0 2 4 无线电台在矿井排水监控系统中的应用 赵科 ，王锦 ( 河南工程学院，河南郑州4 5 1 1 9 1 ) 摘要 ：针 对无线 电台成本低 廉 ，使 用灵活方便等特点 ，设计 了使用无线 电台进行数据传输 的矿井 排水监控系统 ，并对 系统 的设 计思想 和软硬件设计进行 了阐述 。 关键词：电台；排水 ； 传输 中图分类号：T P 2 7 7 文献标识码 ：B 文章编 号：1 0 0 99 4 9 2( 2 0 1 5)0 30 0 8 80 3 Appl i c a t i o n o f W i r e l s s Tr a ns m i t t e r -Re c e i v e r i n Co l l i e r y Dr a i na g e M o n i t o r i n g S y s t e m Z HA0 Ke W ANG J i n ( H e n a n I n s t i t u t e o f E n g i n e e r i n g ，Z h e n g z h o u 4 5 1 1 9 1 ，C h i n a ) Ab s t r a c t ：Be c a u s e wi r e l e s s t r a n s mi t t e r - r e c e i v e r i s c he a p， wi t h fle x i b l e an d c o n v e n i e n t u s e， t he c o l l i e r y d r a i n a g e mo n i t o r i n g s y s t e m i s v e r ，a l s o t h e d e s i g n i d e a，d e s i g n o f s y s t e m s o ftwa r e a n d h ard wa r e are e x p o u n d e d Ke y wo r d s ： t r a n s mi t t e r - r e c e i v e r ； d r a i n a g e；t r a n s mi s s i o n 当前煤矿井下排水系统的控制大多采用人力 或价格 昂贵的 P L C系统 ，采用人力方式随意性较 强 ，而且控制精度不高 ；P L C系统价格较高 ，增 加了生产成本 ，因此设计 了利用无线电台进行数 据传输 的矿井排水监控系统 ，控制精度高 ，又节 约了生产成本 。 1 系统结构设计 整个监控系统 的组成 由安装在矿井下的工业 计算 机测控 系统 和地 面监控室 的监 控计算 机组 成 ，系统的结构如图 1 所示n 。 监 控 计算 机 通过 R S 2 3 2接 口与 无线 电台相 连 ，实现与下位机的通讯功能 ，能够 向下位机发 送指令和接收下位机发送的数据信息 ，实时监控 排水系统的工作情况 ，并可实现报警功能 ，同时 可将接收的数据保存在数据库中，实现查询和打 印功能 。 下位机主要检测排水系统水位高低、出水口 压力等主要参数 ，根据监控计算机指令将运行参 l 监控计算机 R S 2 3 ： 接 口 无线电台 一讯 l 无线电台 l R S 2 3 2 接 口 数字量输出 l 研 华A R K I 3 5 0 嵌 入 式 工 控 机 L 上 I 水 泵 电 动 帆 开 关l J 数 据 采 集 扳 I l 电 磁 阀 开 关 l 电 磁 电 出 捧 闸 阀 动 水 真 水 水 阗 开 机 空 口 管 到 关 温 位 度 压 流 位 状 度 力 量 态 数字量输入 模拟量输入 图1 矿井排水监控系统结构图 数通过 电台传 给监控计算机 ，并根据检测数据控 制排水系统 的工作状态。 收稿 日期 ：2 0 1 4 0 9 2 4 匦羹 盈 赵科 等：无线电台在矿井排水监控 系统中的应用 应用 监控软件 采用 V i s u a l B a s i c 6 0 编写 ，编程简 单，界面友好；数据库选用 S Q L S e r v e r 数据库来 管理数据信息，S Q L S e r v e r 具有安全I生 高，能存储 大量数据等优点，因此应用较为广泛口 。 2系统硬件设计 2 1 下位机 系统设计 由于检测参 数较多 ，如水 位 、出水 口压力 、 排水管流量等 ，且矿井下环境复杂 ，因此选用性 能稳定的传感器，如表 1 所示p 。 表 1 传感器选型表 2 2 数据采集板 数据采集板选用研华公 司的P C L 一 7 1 1 B 8 路模 拟量输入板卡，它是一款低成本的数据采集卡， 性能稳定。具有 8 路模拟量输人通道 ，1 6 路数 字 量输入和 1 6 路数字量输 出，能够满足系统 的性能 要求 。 2 3下位计算机 下位计算机选用研华公司的A R K 1 3 5 0 嵌入式 工业计算机 ，A R K1 3 5 0 是一款紧凑 、元风扇 、全 密封的坚固型嵌入式工控机 ，它 的所有 电子器件 都被密封在坚 固的金属外壳 中 ，能在恶劣的工作 环境 中稳定运转 。 2 4电台 电台的选择与与发射频率、传输距离、电磁 环境有很 大关 系 ，因此考虑 到煤矿 的复杂环境 ， 选用深圳 固迪通信公 司的 G D 2 3 0 V E 2 5型无线数 传电台，可通过R S 一 2 3 2 接口直接与监控计算机和 下位机相连，使用简单，其主要参数如表2 所示H 。 2 5监控计算机 计算机选用研华公司的工业计算机，性能稳 定，工作可靠。 表 2 GD 2 3 0 V E 2 5电台主要参数 参数 数值 频 率范 围 数据速率 端 口速率 功率 电源消耗 2 2 02 4 0MHz 9 6 o ob i ff s 3 0 o 一3 8 5 k b i t s 2 5 W 2 5 w满功率发射时 (5 5 A 3系统软件设计 3 1 下位机软件设计 软件采用汇编语言编写 ，采用中断方式与监 控计算机通讯，主要实现信号检测，对水泵的控 制以及与监控计算机通信功能，程序流程如图2 所示 。 图2 下位机程序流程图 技术 3 _ 2 监控计算机软件设计 应 用 软件 采 用 V i s u a l B a s i c 6 0编 写 ，V i s u a l B a s i c 6 0 带有专门管理串行通信的控件M S C o m m， 使通信编程大为简化，其主要设置如表3 所示。 表 3 MSC o mm属性设置 参数 数值 1 4 8 0 0，n，8， 1 Tr u e 1 l 1 图3软件结构 监控计算机安装在监控室 ，主要作用是实时 监控排水 系统的工作状况 ，如人 口真空度 、出 口 压力，电机温度等信息 ，并能把数据保存在 S Q L S e r v e r 数据库 中 ，并 能对 以前 的数据信息进行查 询和打印，还具有故障诊断功能，便于维护人员 维修 ，监控软件结构如图3 所示。 4结束语 以上设计 的利用无线 电台进行数据传输 的矿 井排水监控系统通信质量高，性能稳定 ，成本 低，安全可高，组网灵活，满足实际工作要求。 参考文献 ： 1 马胜利，温国栋 基于A r m的煤矿井下排水监控 系统 的设计 J 矿山机械，2 0 0 9 ，3 7( 1 ) ：1 l 一 1 4 2 曾文渡，郑国军 基于V B的煤矿瓦斯浓度无线监测系 统 J 煤矿机械，2 0 1 0 ，3 1( 5 ) ：1 4 2 1 4 4 3 范逸之 v i s u a l B a s i c与R S 2 3 2串行通讯控制 M 北 京： 中国青年 出版社 ，2 0 0 0 4 姚庆栋，梁慧君 数字无线传输 f M 杭州：浙江大 学 出版社 ，1 9 9 2 5 金丹 应 用新形 嵌入式 系统设计 电力通 信 管理机 J 电力自动化设备，2 0 0 6 ，2 6( 1 0 ) ：8 5 8 7 6 邱李华 V B程序设计教程 M 北京：机械工业出版 社 2 0 0 7 7 章立民 S Q L S e r v e r 2 0 0 5数据库开发实战 M 北 京 ：机械工业 出版社 ，2 0 0 7 第一作者简介：赵科，男 ，1 9 7 9 年生，河南漯河人，硕 士研究生 ，讲师。研究领域：机电一体化设计。已发表论 文 1 3 篇。 ( 编辑： 向飞) + 一 十- +一 +- +一 + +一 +- +一 +一 +- + +- +- +- +- +- +- -k - - 一- - 4- - - +- +- +- +- +- 一 - 十 - 卜 - - 一一 卜 - - 一 - - 一 - - 一 - 卜 ( 上接第 8 1 页) 信息 ，资产管理系统动态分析设备数据 ，为实时 维护 、主动维护提供依据。 汇集用电量信息 、客流量信息、重要设备报 警 、重要报警信息给 O A系统 ，方便企业对经营和 消耗的管理 ，加快对突发事件的传递速度。 向线路控制中心 T C C提供 电力设备 、信号系 统列 车运行信息 、B A S 系统重要 设备运行状态 ， 火灾自动报警系统的报警信息为整个城市的交通 指挥提供数据支持 ，同时接收 T C C 发送 的乘客信 息，及时发布乘客正常和紧急情况下的相关信息。 4 综合监控系统的发展趋势 从深圳地铁三号线综合监控系统 的特点可 以 看 出，随着对综合监控系统 的要求越来越高 ，综 合监控系统集成 的深度和广度讲越深越广 ；为了 提高维护效率 ，建立集中维护管理平 台显得尤为 重要 ；为 了加强协作 、方便管理 ，建立集成 商和 维护人员使用的统一 的软件版本管理平台越来越 重要 ；信 息价值越来越重要 ，信息共享 、系统的 开放性 、互联性 、交互性对提高办公效率 、整合 社会资源具有决定性的作用。 参考文献 ： 1 朱志伟 无人驾驶线路的综合监控 系统设计 J 机 电工程技 术 ，2 0 1 3 ( 6 ) ：2 0 2 2 0 4 2 李剑波，蔡伟周 综合监控 系统的数据接口开发与应 用 J 机电工程技术，2 0 1 2( 9 ) ：2 0 2 2 0 4 3 王宏森 地铁综合监控 系统的集中维护 J 轨道交 通 2 0 1 1( 4 ) ：6 0 6 3 作者 简介 ：王宏森 ，男 ，1 9 7 3 年生 ，河南郑州人 ，大学本 科 ，工程师。研究领域 ：轨道交通智能控制技术及计算机 应用研究。已发表论文2 篇。 ( 编辑： 向 飞) 嚷