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1、第1章绪论1.1论文研究意义现在煤炭工业生产的过程中，井下、井上都存在数量不等的煤仓用于缓和运输系统压力便于组织生产。如何监控这些煤仓的煤位也就成了一个必须面对的问题。该设计应用新型矿用激光测距式煤仓煤位传感器测距原理及实现方法，设计了基于组态王6.53的人机界面，以可编程逻辑器为基础的煤仓煤位控制系统的煤位监控系统。该系统直观的显示实时监测数据，实现对现在设备的自动控制。应用组态王软件使画面更直观，并可以实时显示煤位、开关、阀门等模拟量及实时数据，画面切换按钮可以随时切换至实时趋势画面、报警画面及报表画面。可编程逻辑器可以对现场设备的自动控制，实现组态王与其外围器件的衔接，简化了硬件
2、设计；通过串行端口，数据可以实时地向上位机传输，同时为系统以后的扩展奠定了基础。该系统具有价格适中、安装使用方便、精度高、适应性好、抗干扰能力强、不存在近距离盲区等优点。[1]1.2国内外现状我国监测监控技术应用较晚，80年代初，从波兰、法国、德国、英国和美国等（如DAN6400、TF200、MINOS和Senturion-200）引进了一批安全监控系统，装备了部分煤矿；在引进的同时，通过消化、吸收并结合我国煤矿的实际情况，先后研制出KJ2、KJ4、KJ8、KJ10、KJ13、KJ19、KJ38、KJ66、KJ75、KJ80、KJ92等监控系统，在我国煤矿已大量使用。实践表明，安全监控
3、系统为煤矿安全生产和管理起到了十分重要的作用，各局矿已作为一项重大安全装备。由于当时相当一部分监控系统由于技术水平低、功能和扩展性能差、现场维修维护和技术服务跟不上等原因，或者已淘汰、或者停产。因此造成相当一部分矿井无法继续正常使用已装备的系统。特别是近年来由于老系统服务年限将至，已无继续维修维护的必要，系统面临更新改造的机遇。[2]第31页共32页随着电子技术、计算机软硬件技术的迅猛发展和企业自身发展的需要，国内各主要科研单位和生产厂家又相继推出了KJ90、KJ95、KJ101、KJF2000、KJ4/KJ2000和KJG2000等监控系统，以及MSNM、WEBGIS等煤矿安全综合化
4、和数字化网络监测管理系统。同时，在"以风定产，先抽后采，监测监控"十二字方针和煤矿安全规程有关条款指导下，规定了我国各大、中、小煤矿的高瓦斯或瓦斯突出矿井必须装备矿井监测监控系统。因此，大大小小的系统生产厂家如雨后春笋般的不断出现，为用户提供了更多的选择机会、也促进了各厂家在市场竞争条件下不断提高产品质量和服务意识。国外煤矿监测监控技术是20世纪60年代开始发展起来的,至今已经有4代产品,基本上5~10a更新一代产品。从技术特性来看,主要是从信息传输发生的进步来划分监控系统发展阶段的。第一阶段,煤矿安全监控系统主要采用空分制信号传输方式。60年代中期英国煤矿的运输机控制、日本煤矿中的固
5、定设备控制大都采用这种技术。典型系统有法国的CTT63/40煤矿监测系统,它可测瓦斯、一氧化碳、风速、温度等参数,最多可测40个测点。波兰的CMM-20系统,最多可测20个测点以及CMC-1系统,最多可测128个测点。第二阶段,随着以晶体管电路为主的信息传输技术的发展,煤矿安全监控系统主要采用频率区分信道的频分制信号传输方式,由于采用频分制,传输信道的电缆芯数大大减少,很快就取代了空分制系统。英美等国的煤矿在60年代后期就已大量采用频分制技术。其中最具代表性且至今仍有影响的是西德Siemens公司的TST系统和F+H公司的TF200(早期是TF24)系统,这些都是音频传输系统。第三阶段
6、,集成电路的出现推动了时分制系统的发展,从而产生以时分制为基础的第三代煤矿监控系统,其通信规程比较严格、抗干扰能力强、传输电缆与测试点数无关、结构简单、配置灵活。其中发展较快的是英国。英国煤炭研究院于1976年推出以时分制为基础的MINOS煤矿监控系统。开创了煤矿自动化技术和煤矿监控技术发展的新局面,直到今日,国内外各种监控系统尽管在功能性和产品的技术先进性上都有较大的提高,但系统的整体结构仍没有太大的变化。在此阶段典型系统有英国的MINOS系统、美国的DAN6400系统、西德的GEA?MATIC-2000全矿井监控系统等。第四阶段,随着计算机技术、大规模集成电路技术、数据通信技术等现
7、代高新科技的迅速发展,形成了以分布式微处理机为基础,以开发性、集成性和网络化为特征的第四代煤矿监控系统。其信号的传输方式还是属于时分制范畴,但用原来的一般时分制的概念已不足反映这一高新技术的特点。其中有代表性的是美国MSA公司DAN6400系统,加拿大参透里昂600型系统。1.3现有的煤位监控技术煤位测控系统发展到今天，比较成熟的有超声波式、核辐射式、电阻式、电容式和重锤式等煤位测控技术。首先分析以上相关煤位传感器的工作原理和特点，在指出其优缺
