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電子技術(shù)對(duì)煤礦信息化系統(tǒng)的應(yīng)用的論文
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)代煤礦中信息化系統(tǒng)的具體應(yīng)用展開(kāi)討論，以期對(duì)相關(guān)工作有所借鑒。
關(guān)鍵詞：電子技術(shù)方面的論文
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，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(guò)程之中，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，ZigBee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?jié)舛鹊膶?shí)際情況真實(shí)地反饋出來(lái)，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ZigBee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10km之上，依照1km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ZigBee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(lái)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(lái)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
ZigBee節(jié)點(diǎn)主要應(yīng)用的芯片有兩種，分別是TICC420芯片及Atmega128L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。ZigBee節(jié)點(diǎn)主要搜集煤礦井下的瓦斯含量，且將搜集來(lái)的信息分布的節(jié)點(diǎn)之上。該系統(tǒng)之中的ZigBee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Atmega128L單片機(jī)模塊，具體如圖1所示。Atmega128L單片機(jī)模塊主要是用來(lái)處理ZigBee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);傳感器模塊主要是用來(lái)搜集各個(gè)節(jié)點(diǎn)具體所在區(qū)域之中瓦斯的數(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(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù);CC2420收發(fā)模塊負(fù)責(zé)的首先是提供SPI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]。
2.1Atmega128L模塊設(shè)計(jì)
在設(shè)計(jì)Atmega128L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Atmega128L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。Atmega128L單片機(jī)工作電壓主要是在1V～3.6V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，則可以充分滿足煤礦井下的實(shí)際需求。
2.2CC2420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2MHz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(guò)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1.8V，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3.3V，有效解決了兼容性的問(wèn)題。芯片對(duì)直流穩(wěn)壓器實(shí)施有效的集成工作，可以將其轉(zhuǎn)化為電壓，那么在兩個(gè)電壓之間，也就是在1.8V～3.3V之間進(jìn)行有效轉(zhuǎn)化，所以僅需要3.3V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、CO2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(lái)。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(wèn)題就要及時(shí)處理，另外，針對(duì)煤礦中的安全生產(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)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)化計(jì)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)掌握生產(chǎn)過(guò)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)中的故障。
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(kāi)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(lái)說(shuō)也一樣，因此要合理依據(jù)具體開(kāi)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)用的范圍與力度，從根本上提高煤炭企業(yè)開(kāi)采的能力，最終有效保障企業(yè)生產(chǎn)的安全可靠性。
參考文獻(xiàn)：
[1]連東輝.探析煤礦電氣中現(xiàn)代電力電子技術(shù)的應(yīng)用[J].河南科技，2014(15)：87.
[2]黃京.現(xiàn)代電子技術(shù)在煤礦智能管理系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[J].煤炭技術(shù)，2014，33(2)：178-180.
[3]張麗慧.試析現(xiàn)代煤礦信息化系統(tǒng)中的電子技術(shù)[J].電子制作，2014(2)：152.
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