現(xiàn)代煤礦信息化系統(tǒng)中電子技術(shù)的應(yīng)用

1、現(xiàn)代煤礦信息化系統(tǒng)中電子技術(shù)的應(yīng)用李晉陽(yáng)摘要：對(duì)于煤礦信息化系統(tǒng)而言，應(yīng)用電子技術(shù)可以有效促進(jìn)國(guó)家現(xiàn)代化、煤礦機(jī)械化 的整體水平，推動(dòng)煤礦行業(yè)走向可持續(xù)發(fā)展的道路。分析中國(guó)煤礦信息化系統(tǒng)的 應(yīng)用現(xiàn)狀，探討現(xiàn)代化煤礦信息化系統(tǒng)設(shè)計(jì)和電子技術(shù)的應(yīng)用，就現(xiàn)代煤礦屮 信息化系統(tǒng)的具體應(yīng)用展開討論，以期對(duì)相關(guān)工作有所借鑒。關(guān)鍵詞：煤礦;信息化系統(tǒng);電了技術(shù);作者簡(jiǎn)介：李晉陽(yáng)，1984年生，男，山西晉城人，2007年畢業(yè)于山西財(cái)經(jīng)大學(xué) 信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)，工程師。收稿日期:2017-09-05application of electronictechnology in information system

2、 in modern coal mineli jinyangwangtaipu coal mine, jincheng anthracite mininggroup of shanxi province;abstract：for the coal mine infooiation system， the application of electronic technology can effectively promote the overall level of mechanization of national modern coal mines and promote the sustd

3、inable development of coal mining industry. this paper made analysis of the present situation of the application of coal mine information system in china and discussed the design of modern coal mine information system and application of electronic technology to provide the referenee for related work

4、.keyword：coal mine; infooiation system; clcctronic technology;received： 2017-09-050引言近年，中國(guó)煤炭企業(yè)比較看重強(qiáng)化生產(chǎn)方面的科技信息工作，促使現(xiàn)代煤礦行 業(yè)實(shí)現(xiàn)人員配備齊全及推廣先進(jìn)的設(shè)施生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)。煤炭企業(yè)在進(jìn)行信息化系 統(tǒng)構(gòu)建的工作中最關(guān)鍵的就是人員的專業(yè)素質(zhì)，因?yàn)閷?shí)施信息化系統(tǒng)構(gòu)建的主 體就是人，那么相應(yīng)的從事該工作的人員的專業(yè)素養(yǎng)有十分重要的作用?，F(xiàn)代煤 礦產(chǎn)業(yè)信息化傳輸速度較為滯后，且傳輸質(zhì)量相對(duì)較差，信息化機(jī)構(gòu)不夠?qū)I(yè)， 導(dǎo)致信息管理團(tuán)隊(duì)不完整。所以，無(wú)法清晰地反饋煤炭企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)規(guī) 律

5、，也無(wú)法為企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)人與決策人提供科學(xué)、合理的依據(jù)。綜上，所以煤炭企 業(yè)信息化系統(tǒng)應(yīng)用十分重要。1煤炭瓦斯無(wú)線傳感器的設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)煤炭瓦斯無(wú)線傳感器時(shí)，基本上都會(huì)涉及到網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用方面，所以其設(shè)計(jì) 相對(duì)繁雜，在具體設(shè)計(jì)過程z屮，首先需要做的是了解煤炭瓦斯無(wú)線檢測(cè)網(wǎng)絡(luò) 的目的，即使是處在生產(chǎn)環(huán)境相對(duì)繁雜的井下，也可以檢測(cè)瓦斯含量。在這種形 勢(shì)下，zig bee技術(shù)也與該系統(tǒng)設(shè)計(jì)的實(shí)際需求基本相符，進(jìn)而可以將井下瓦斯 濃度的實(shí)際情況真實(shí)地反饋出來，并進(jìn)行細(xì)致分析，根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際情況制定 出在zig bee基礎(chǔ)之上的瓦斯系統(tǒng)方案。通常情況下，煤礦之中礦井長(zhǎng)度與深度 要合理控制在10 km z上，依照1 k

6、m分布10個(gè)左右的節(jié)點(diǎn)計(jì)算，一個(gè)礦井需要 布設(shè)100個(gè)及以上的zig bee節(jié)點(diǎn)。其中，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)由數(shù)據(jù)處理組件、采樣組 件、感知組件及執(zhí)行組網(wǎng)組成，在必要的情況下，這部分節(jié)點(diǎn)必須針對(duì)信號(hào)發(fā)射 的功率與所接收信號(hào)的靈敏度實(shí)施調(diào)整。在地面上設(shè)置相應(yīng)的信息控制中心，該 控制中心主要是對(duì)井下傳遞來的瓦斯數(shù)據(jù)實(shí)施處理與儲(chǔ)存工作。在井下要根據(jù)實(shí) 際情況設(shè)置節(jié)點(diǎn)，一般都利用供電電池的途途徑來實(shí)現(xiàn)，這樣可以很好地預(yù)防 井下繁雜環(huán)境干擾信號(hào)的情況，利用抗干擾的直序分布擴(kuò)頻通信方式，從根本 上使系統(tǒng)中的每個(gè)階段均具備相對(duì)較強(qiáng)的抗干擾性1。2現(xiàn)代煤礦信息化系統(tǒng)中電子技術(shù)的應(yīng)用zig bcc節(jié)點(diǎn)主要應(yīng)用的芯片有兩種

7、，分別是ticc420芯片及atmcgal28l低功 耗微處理器芯片，針對(duì)flash存儲(chǔ)器，盡量選用功耗低的芯片。zig bee節(jié)點(diǎn)主 要搜集煤礦井下的瓦斯含量，且將搜集來的信息分布的節(jié)點(diǎn)之上。該系統(tǒng)之中的 zig bee節(jié)點(diǎn)主要由5個(gè)方面組成，分別是電源管理模塊、cc2420收發(fā)模塊、存 儲(chǔ)模塊、傳感器模塊和atmegal28l單片機(jī)模塊，具體如圖1所示。圖1信息化系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)架構(gòu)下載原圖atmegal28l單片機(jī)模塊主要是用來處理zig bee節(jié)點(diǎn)中的數(shù)據(jù)，并實(shí)施同步定 位功能，還可以很好地針對(duì)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的功耗實(shí)施有效管理，并依照相應(yīng)的規(guī)范 控制任務(wù)，最終實(shí)現(xiàn)縮減系統(tǒng)能耗負(fù)擔(dān)的目標(biāo);傳感器模塊主

8、要是用來搜集各個(gè) 節(jié)點(diǎn)具體所在區(qū)域z屮瓦斯的數(shù)據(jù)并進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，另外還具備實(shí)時(shí)檢測(cè)功能； 存儲(chǔ)模塊主要是用來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)；cc2420收發(fā)模塊負(fù)責(zé)的首先是提供sp1接口，其 次是和其它節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行實(shí)時(shí)的無(wú)線通信；電源管理模塊主要是為系統(tǒng)提供能量 的作用2. 1 atmegal28l 模塊設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)atmegal28l模塊時(shí)，一方面是要充分考慮到系統(tǒng)自身的性能，另外還要 考慮成本造價(jià)因素。要優(yōu)選系統(tǒng)穩(wěn)定性優(yōu)良的atmegal28l單片機(jī)，其可以很好 地應(yīng)對(duì)各種惡劣環(huán)境及功耗低。atmegal28l單片機(jī)工作電壓主要是在1廠3. 6 v 之間，因此對(duì)于功耗控系統(tǒng)而言，如其具備優(yōu)良的先進(jìn)性，則可以充分滿

9、足煤 礦井下的實(shí)際需求。2. 2 cc2420收發(fā)模塊設(shè)計(jì)cc2420屬于低噪聲的放大器，在進(jìn)行射頻信號(hào)接收時(shí)，可以利用天線進(jìn)行接收 工作，在接收完信號(hào)后，正交下，轉(zhuǎn)換信號(hào)最終成為頻率為2 mhz的中頻信號(hào)， 最終形成正交分量與同向分量雙路中頻信號(hào)。之后再利用中頻信號(hào)經(jīng)過濾波，還 可以將其放大，并利用模數(shù)轉(zhuǎn)換器改變信號(hào)，最終形成數(shù)字信號(hào)。最后選擇信道 和增益控制，這也是數(shù)字信號(hào)處理工作的關(guān)鍵途徑。對(duì)于cc2420而言，一般工作電壓為1.8 v,功耗相對(duì)較低，通常供電電源可以 利用電池;外部數(shù)字i/o接口工作電壓為3.3 v,有效解決了兼容性的問題。芯 片對(duì)直流穩(wěn)壓器實(shí)施有效的集成工作，可以將其

10、轉(zhuǎn)化為電壓，那么在兩個(gè)電壓 之間，也就是在1.8v3.3v之間進(jìn)行有效轉(zhuǎn)化，所以僅需要3.3 v的供電電源 就可以實(shí)現(xiàn)正常工作。3現(xiàn)代煤礦中對(duì)信息化系統(tǒng)的具體應(yīng)用3.1煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用 煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)主要是利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)分析井下的各類狀態(tài)，主要涵蓋 氣壓、c02濃度及瓦斯含量等，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)化監(jiān)控與管理，并將甲烷風(fēng)電閉鎖及斷 電的控制作用發(fā)揮出來。煤礦生產(chǎn)對(duì)整個(gè)煤礦企業(yè)的發(fā)展有極大的促進(jìn)意義，因 此要做好煤礦生產(chǎn)工作，嚴(yán)格依照相應(yīng)法律規(guī)范實(shí)施，嚴(yán)格監(jiān)督與管理煤礦中 瓦斯的含量，一旦出現(xiàn)任何問題就要及時(shí)處理，另外，針對(duì)煤礦屮的安全生產(chǎn) 設(shè)備要充分考慮其經(jīng)濟(jì)合理性3。3. 2產(chǎn)量監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)

11、用煤炭遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上就是利用數(shù)據(jù)處理中心、多渠道網(wǎng)絡(luò)傳輸、多結(jié)構(gòu)及電 力計(jì)量的自動(dòng)化訃量系統(tǒng)，該系統(tǒng)具備十分強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)背景。主要涵蓋以下部分: 軟件系統(tǒng)、弱電系統(tǒng)、大型廣域網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)、電磁場(chǎng)保護(hù)技術(shù)與抗擾度 及子動(dòng)態(tài)稱重技術(shù)。電子秤計(jì)量監(jiān)控系統(tǒng)可以提供與皮帶秤有關(guān)的各類數(shù)據(jù)及報(bào) 表信息，且利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以達(dá)到在局域網(wǎng)之中共享數(shù)據(jù)的目的，從而使管理 者可以實(shí)時(shí)掌握牛產(chǎn)過程中的實(shí)際情況。煤炭遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)具備遠(yuǎn)程診斷的作用, 可以利用遠(yuǎn)程方式解決現(xiàn)場(chǎng)屮的故障。4結(jié)語(yǔ)煤炭是十分重要的能源之一，因此必須強(qiáng)化煤炭資源開采工作，這對(duì)于煤礦企 業(yè)的可持續(xù)發(fā)展有十分關(guān)鍵的促進(jìn)意義。在信息技術(shù)逐步發(fā)展的形勢(shì)下，信息系 統(tǒng)對(duì)于各行各業(yè)的發(fā)展也有著不容忽視的作用，對(duì)于煤炭企業(yè)來說也一樣，因 此要合理依據(jù)具體開采情況，逐步建立完善現(xiàn)代煤礦信息化系統(tǒng)，并有效強(qiáng)化 煤炭系統(tǒng)中電子技術(shù)應(yīng)用的范