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气体传感器无人值守校验及排风系统的研制

发布时间:2018-11-17 09:11
【摘要】:煤矿安全生产作为“十二五”规划中的一个重大课题,它事关人民群众的生命财产安全,事关改革发展、和谐稳定大局,是全国安全生产的重中之重。传感器作为监控煤矿安全生产的“眼睛”,其准确性和可靠性已成为煤矿安全监测监控系统的关键技术指标。而为保证传感器的准确性和可靠性必须对其进行定时调校,针对国内对传感器的调校技术自动化程度不高,人工调校传感器易存在人为误差,尤其对有毒有害气体传感器的调校时会伤害到工作人员,而且国内现有的调校装置也仅可对单一气体传感器进行调校,校验大量矿用气体传感器时,存在着劳动强度大、工作效率低、校验精度低等问题,不能达到高效、高质、精确、安全地完成调校任务。针对以上问题本文研制出了一种矿用气体传感器无人值守调校及排风除污系统,使调校传感器的过程可实现自动化、精确化、安全化,且可实现对多种及多台矿用气体传感器进行调校的功能,对保障煤矿安全生产具有重要的意义。本文在深度理解智能矿用气体传感器的检测原理、传感器的调校规程的基础上,结合传感器遥控发射装置的红外控制信号传输原理及其校正方式,研制一种集自动调校、智能分析、数据存储、报表管理为一体的无人值守调校监控系统。该系统的研制对调校传感器提出了新的调校方案,突破了对有毒有害气体传感器调校的瓶颈,使调校过程更加安全化、智能化。该系统运用组态监控软件作为开发平台,采用力控单片机通信协议与下位机调校装置进行串口通信。用户在调校传感器时,根据实际调校要求通过上位机选择调校方式并发送控制指令,下位机会按照控制指令进行气路控制进而使传感器通入标准流量的标气,同时对各传感器输出的频率信号进行采集,将采集结果实时送回上位机。下位机程序会根据采集的稳定数据进行分析判断,并根据示值误差结果自动选择需调校的传感器,进入红外自动闭环调校模式,采用红外控制技术对传感器进行自动闭环调校。调校过程中系统会时刻监测环境中有害气体的含量,根据监测的结果判断是否启动排风除污装置。调校完毕后进行传感器性能检测,其中包括基本误差测定以及响应时间测试等,并进行数据自动关联报表与数据存储,趋势曲线分析,利用组态与数据库的交互技术对各传感器的各项指标进行性能判定,得出传感器的性能检定结果。综上所述,该系统大幅提升了矿用气体传感器调校装置的自动化水平,节约了调校时间以及人员成本,有效地提高了矿用气体传感器调校装置的工作效率与安全性,为煤矿的高效生产提供的安全保障。
[Abstract]:Coal mine safety production is an important subject in the 12th Five-Year Plan. It concerns the life and property safety of the people, the reform and development, the harmonious and stable overall situation, and is the most important part of the national safety production. As the "eye" of monitoring coal mine safety production, the accuracy and reliability of sensor has become the key technical index of coal mine safety monitoring and monitoring system. In order to ensure the accuracy and reliability of the sensor, it is necessary to adjust the sensor in time, aiming at the fact that the automatic degree of the adjustment technology of the sensor is not high in China, and the artificial error is easy to exist in the artificial calibration of the sensor. In particular, the adjustment of noxious and harmful gas sensors will harm the staff, and the existing domestic adjustment devices can only adjust a single gas sensor. When a large number of mine gas sensors are calibrated, there is a high labor intensity. Low efficiency, low calibration accuracy, can not achieve high efficiency, high quality, accurate, safe to complete the adjustment task. In view of the above problems, a mine gas sensor unattended adjustment and exhaust air decontamination system has been developed in this paper. The process of adjusting the sensor can be automated, accurate and safe. And it can realize the function of adjusting many kinds of mine gas sensors, which is of great significance to ensure the safety of coal mine production. In this paper, based on the deep understanding of the detection principle of intelligent mine gas sensor and the adjustment rules of sensor, combined with the principle of infrared control signal transmission of sensor remote control launcher and its correction method, a set of automatic calibration is developed. Intelligent analysis, data storage, report management as one of the unattended adjustment and monitoring system. The development of the system provides a new calibration scheme for the sensor, which breaks through the bottleneck of the adjustment of the noxious and noxious gas sensor, and makes the adjustment process safer and more intelligent. The system uses the configuration monitoring software as the development platform, and adopts the communication protocol of the force control single chip computer and the adjustment device of the lower computer to communicate with the serial port. When the user adjusts the sensor, according to the actual adjustment request, the user selects the adjustment mode and sends the control instruction through the upper computer, the lower position opportunity carries on the gas path control according to the control instruction, then causes the sensor to connect the standard flow standard gas, the lower position opportunity carries on the gas path control according to the control instruction, At the same time, the frequency signals of the sensors are collected, and the results are sent back to the host computer in real time. The lower computer program will analyze and judge according to the collected stable data, and automatically select the sensor to be adjusted according to the result of indication error, enter the infrared automatic closed-loop adjustment mode, and adopt infrared control technology to carry on automatic closed-loop adjustment to the sensor. In the process of adjustment, the system will monitor the content of harmful gas in the environment at all times, and judge whether to start the exhaust air decontamination device according to the monitoring results. After adjustment, the sensor performance is tested, including the measurement of basic error and response time, and the data automatic correlation report and data storage, trend curve analysis, etc. By using the interactive technology of configuration and database, the performance of each sensor is judged, and the result of sensor performance verification is obtained. To sum up, the system has greatly improved the automation level of mine gas sensor calibration device, saved the adjustment time and personnel cost, and effectively improved the working efficiency and safety of the mine gas sensor calibration device. Provide the safety guarantee for the high efficiency production of the coal mine.
【学位授予单位】:太原理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TD724;TP212

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