| 标题 | 基于虚拟仪器的瓦斯监控系统设计及研究 |
| 范文 | 柏华春 摘 要：本文在LabVIEW平台下，采用虚拟仪器技术，针对煤矿瓦斯自动检测监控进行了研究和相关设计后，提出一种新的基于虚拟仪器的瓦斯监控系统的设计方案，提高了矿井安全监测系统的安全系数，为矿井下瓦斯的监控提供了可靠的科学依据。 关键词：LabVIEW；煤矿瓦斯；自动检测监控 0 引言 我国是一个煤炭大国，煤矿分布遍布全国，煤炭开采促进了我国经济的发展。煤矿大部分是井工煤矿，不易开采，常常造成煤矿安全事故：人员伤亡惨重和经济损失巨大。据统计，瓦斯爆炸是绝大部分事故的罪魁祸首，由于井下的瓦斯监控装置不足，瓦斯参数往往不能及时反映出来，就造成了瓦斯浓度超标。瓦斯气体远程控制系统包括硬件和软件两部分。其中硬件部分主要由USB-6009型采集卡、氧气检测仪、甲烷检测仪、温度传感器和个人PC机等组成。本文详细论述了煤矿瓦斯远程监控系统的设计思想，软、硬件设计及未来的发展趋势等，实现了对矿井下各参数的实时监测和处理，解决了传统人工监测数据不准确和工作量大等问题。 1 硬件设计 1.1 数据采集卡 USB-6009型信号采集卡是一种数据采集模块，基于USB总线，由美国NI公司生产。这种信号采集卡模拟输入通道有8个，模拟输出通道有2个，一个12位的I/O口，和一个32位计数器，它不需要外界电源通过USB接口可与电脑直接相连。该采集卡功能优、价格低，在户外作业时，能够对数据进行实时监测监控[1]。 1.2 温度传感器 本系统选用AD590型温度传感器，该传感器由AD公司制造，是一种电流输出型两端温度传感器，其工作原理是利用PN结构正向电流与温度的关系。主要技术参数： 测温范围为-55℃ ～ +150℃。 电源电压范围在4V～30V。电源电压可在4V～6V的范围内变化。传感器的输出电流随着温度变化而变化，变化量为1？滋A/K，即当电流变化1mA，等效于温度变化了1K。此温度传感器器件可承受44V的正向电压和20V的反向电压，因此即使因失误而反接也不会被损坏。 710MW的输出电阻。 AD590型温度传感器按实际精度需求可调节，有I、J、K、L、M五档，其中精度最高的是M档，在-55℃ ～ +150℃的范围内，非线性误差只有。 1.3 甲烷检测仪 本设计系统软件模块的设计采用了LabVIEW图形化编辑语言，LabVIEW由美国国家仪器公司研制开发，是一种程序开发环境。LabVIEW不仅提供了几乎所有经典信号处理函数，并且有大量现代化高级信号分析工具，兼容性较强，易与各种数据采集硬件结合使用，在提高效率的同时大大节约了成本[4]。软件系统的前面板如图1所示。系统设计有三条采集信号通道，可采取的信号有：甲烷浓度、氧气浓度以及温度。这里设定甲烷的通道为A，氧气的通道为B，温度的通道为C。设计完成后，只需设定采样率和通道，各采集数据就可在前面板中显示出来。其程序图如图2所示。 3 总结 本文基于LabVIEW平台下开发的一种新的基于虚拟仪器的瓦斯监控系统，在弥补了传统瓦斯监控系统不足的同时，具有开发周期短、降低成本等优点。为矿井下瓦斯的监控提供了有用的参考依据。 参考文献： [1]刘增祥，夏益青.DDE与OPC技术在工业自动化系统中的应用[J]，可编程控制器与工厂自动化.2008（1）：67-71. [2]任清峰，梁开山.KG2型光干涉瓦斯传感器与KH-10型监测系统联机的技术问题和解决方案[J].山西电子技术，1999（5）：30-31. [3]抚顺煤矿安全仪器厂情报组.煤矿用氧气检测仪[J]，煤矿安全，1980（3）：41-42. [4]胡嘉坤，陆绮荣.基于LabVIEW的矿井瓦斯远程监控系统，工况自动化.2007（2）64-66. 摘 要：本文在LabVIEW平台下，采用虚拟仪器技术，针对煤矿瓦斯自动检测监控进行了研究和相关设计后，提出一种新的基于虚拟仪器的瓦斯监控系统的设计方案，提高了矿井安全监测系统的安全系数，为矿井下瓦斯的监控提供了可靠的科学依据。 关键词：LabVIEW；煤矿瓦斯；自动检测监控 0 引言 我国是一个煤炭大国，煤矿分布遍布全国，煤炭开采促进了我国经济的发展。煤矿大部分是井工煤矿，不易开采，常常造成煤矿安全事故：人员伤亡惨重和经济损失巨大。据统计，瓦斯爆炸是绝大部分事故的罪魁祸首，由于井下的瓦斯监控装置不足，瓦斯参数往往不能及时反映出来，就造成了瓦斯浓度超标。瓦斯气体远程控制系统包括硬件和软件两部分。其中硬件部分主要由USB-6009型采集卡、氧气检测仪、甲烷检测仪、温度传感器和个人PC机等组成。本文详细论述了煤矿瓦斯远程监控系统的设计思想，软、硬件设计及未来的发展趋势等，实现了对矿井下各参数的实时监测和处理，解决了传统人工监测数据不准确和工作量大等问题。 1 硬件设计 1.1 数据采集卡 USB-6009型信号采集卡是一种数据采集模块，基于USB总线，由美国NI公司生产。这种信号采集卡模拟输入通道有8个，模拟输出通道有2个，一个12位的I/O口，和一个32位计数器，它不需要外界电源通过USB接口可与电脑直接相连。该采集卡功能优、价格低，在户外作业时，能够对数据进行实时监测监控[1]。 1.2 温度传感器 本系统选用AD590型温度传感器，该传感器由AD公司制造，是一种电流输出型两端温度传感器，其工作原理是利用PN结构正向电流与温度的关系。主要技术参数： 测温范围为-55℃ ～ +150℃。 电源电压范围在4V～30V。电源电压可在4V～6V的范围内变化。传感器的输出电流随着温度变化而变化，变化量为1？滋A/K，即当电流变化1mA，等效于温度变化了1K。此温度传感器器件可承受44V的正向电压和20V的反向电压，因此即使因失误而反接也不会被损坏。 710MW的输出电阻。 AD590型温度传感器按实际精度需求可调节，有I、J、K、L、M五档，其中精度最高的是M档，在-55℃ ～ +150℃的范围内，非线性误差只有。 1.3 甲烷检测仪 本设计系统软件模块的设计采用了LabVIEW图形化编辑语言，LabVIEW由美国国家仪器公司研制开发，是一种程序开发环境。LabVIEW不仅提供了几乎所有经典信号处理函数，并且有大量现代化高级信号分析工具，兼容性较强，易与各种数据采集硬件结合使用，在提高效率的同时大大节约了成本[4]。软件系统的前面板如图1所示。系统设计有三条采集信号通道，可采取的信号有：甲烷浓度、氧气浓度以及温度。这里设定甲烷的通道为A，氧气的通道为B，温度的通道为C。设计完成后，只需设定采样率和通道，各采集数据就可在前面板中显示出来。其程序图如图2所示。 3 总结 本文基于LabVIEW平台下开发的一种新的基于虚拟仪器的瓦斯监控系统，在弥补了传统瓦斯监控系统不足的同时，具有开发周期短、降低成本等优点。为矿井下瓦斯的监控提供了有用的参考依据。 参考文献： [1]刘增祥，夏益青.DDE与OPC技术在工业自动化系统中的应用[J]，可编程控制器与工厂自动化.2008（1）：67-71. [2]任清峰，梁开山.KG2型光干涉瓦斯传感器与KH-10型监测系统联机的技术问题和解决方案[J].山西电子技术，1999（5）：30-31. [3]抚顺煤矿安全仪器厂情报组.煤矿用氧气检测仪[J]，煤矿安全，1980（3）：41-42. [4]胡嘉坤，陆绮荣.基于LabVIEW的矿井瓦斯远程监控系统，工况自动化.2007（2）64-66. 摘 要：本文在LabVIEW平台下，采用虚拟仪器技术，针对煤矿瓦斯自动检测监控进行了研究和相关设计后，提出一种新的基于虚拟仪器的瓦斯监控系统的设计方案，提高了矿井安全监测系统的安全系数，为矿井下瓦斯的监控提供了可靠的科学依据。 关键词：LabVIEW；煤矿瓦斯；自动检测监控 0 引言 我国是一个煤炭大国，煤矿分布遍布全国，煤炭开采促进了我国经济的发展。煤矿大部分是井工煤矿，不易开采，常常造成煤矿安全事故：人员伤亡惨重和经济损失巨大。据统计，瓦斯爆炸是绝大部分事故的罪魁祸首，由于井下的瓦斯监控装置不足，瓦斯参数往往不能及时反映出来，就造成了瓦斯浓度超标。瓦斯气体远程控制系统包括硬件和软件两部分。其中硬件部分主要由USB-6009型采集卡、氧气检测仪、甲烷检测仪、温度传感器和个人PC机等组成。本文详细论述了煤矿瓦斯远程监控系统的设计思想，软、硬件设计及未来的发展趋势等，实现了对矿井下各参数的实时监测和处理，解决了传统人工监测数据不准确和工作量大等问题。 1 硬件设计 1.1 数据采集卡 USB-6009型信号采集卡是一种数据采集模块，基于USB总线，由美国NI公司生产。这种信号采集卡模拟输入通道有8个，模拟输出通道有2个，一个12位的I/O口，和一个32位计数器，它不需要外界电源通过USB接口可与电脑直接相连。该采集卡功能优、价格低，在户外作业时，能够对数据进行实时监测监控[1]。 1.2 温度传感器 本系统选用AD590型温度传感器，该传感器由AD公司制造，是一种电流输出型两端温度传感器，其工作原理是利用PN结构正向电流与温度的关系。主要技术参数： 测温范围为-55℃ ～ +150℃。 电源电压范围在4V～30V。电源电压可在4V～6V的范围内变化。传感器的输出电流随着温度变化而变化，变化量为1？滋A/K，即当电流变化1mA，等效于温度变化了1K。此温度传感器器件可承受44V的正向电压和20V的反向电压，因此即使因失误而反接也不会被损坏。 710MW的输出电阻。 AD590型温度传感器按实际精度需求可调节，有I、J、K、L、M五档，其中精度最高的是M档，在-55℃ ～ +150℃的范围内，非线性误差只有。 1.3 甲烷检测仪 本设计系统软件模块的设计采用了LabVIEW图形化编辑语言，LabVIEW由美国国家仪器公司研制开发，是一种程序开发环境。LabVIEW不仅提供了几乎所有经典信号处理函数，并且有大量现代化高级信号分析工具，兼容性较强，易与各种数据采集硬件结合使用，在提高效率的同时大大节约了成本[4]。软件系统的前面板如图1所示。系统设计有三条采集信号通道，可采取的信号有：甲烷浓度、氧气浓度以及温度。这里设定甲烷的通道为A，氧气的通道为B，温度的通道为C。设计完成后，只需设定采样率和通道，各采集数据就可在前面板中显示出来。其程序图如图2所示。 3 总结 本文基于LabVIEW平台下开发的一种新的基于虚拟仪器的瓦斯监控系统，在弥补了传统瓦斯监控系统不足的同时，具有开发周期短、降低成本等优点。为矿井下瓦斯的监控提供了有用的参考依据。 参考文献： [1]刘增祥，夏益青.DDE与OPC技术在工业自动化系统中的应用[J]，可编程控制器与工厂自动化.2008（1）：67-71. [2]任清峰，梁开山.KG2型光干涉瓦斯传感器与KH-10型监测系统联机的技术问题和解决方案[J].山西电子技术，1999（5）：30-31. [3]抚顺煤矿安全仪器厂情报组.煤矿用氧气检测仪[J]，煤矿安全，1980（3）：41-42. [4]胡嘉坤，陆绮荣.基于LabVIEW的矿井瓦斯远程监控系统，工况自动化.2007（2）64-66. |
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