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无线传感器网络在煤矿开采中的应用

2019-11-07 15:47

近些年来,我国的煤矿事故时常发生,一旦出现重大煤矿事故,不仅失去大量矿工人员的生命,而且还给煤矿企业和国家带来一定的负面影响。我国现有的煤矿井下的检测系统还是传统的有线检测系统,这种检测系统存在着一系列的弊端,比如说,它只能在矿井扩宽的场域方便使用,而在那些工人作业的采煤区域还不能够完全地有效使用。

一、填空题(每空1.5分,共30分)

有线监控系统由于本身受布线区域的限制,当某一结点出现故障,会使局部区域失去监测能力;并且有线检测系统还存在布线复杂、监测点和网络结构相对固定,灵活性不足且扩展性差,系统部署和维护成本高等缺点。现有的有线检测系统还难以满足煤矿安全和应急预警和救援的需求。无线传感器网络由于自身的特殊特点,比如说方便,能够适应各种环境、检测精确度较高和安全可靠性高等特点,在当前的煤矿开采中非常实用。

1、安全监控设备必须定期进行调试、校正,每 月 至少1次。甲烷传感器、

无线传感器在煤矿开采中的检测系统主要是由传感器服务网络、监测控制中心、数据采集与分析以及传送网络和终端服务设备等部分组成。

便携式甲烷检测报警仪等采用载体催化元件的甲烷检测设备,每 7 天必须使用标准气样和空气样调校1次,每 7 必须对甲烷超限断电功能进行测试。

无线传感器系统主要在于无线传感器网络以及监控中心,监控中心主要有生产服务调度室、监测计算机、服务器、以及远程pc服务器组成。无线传感器网络主要负责收集数据和传输数据,监测计算机主要用来接收分析并处理井下传来的数据,服务器主要是用来存贮所有的数据及操作记录。

2、高瓦斯矿井和煤与瓦斯突出矿井采煤工作面的甲烷传感器的报警浓度不小于

由于煤矿矿井的特殊性质和所存在的环境,无线传感器网络在井下采用网络型拓扑结构的网络设计可以更好地覆盖井下的较多的区域。方便矿井下面各种危害数据的传出,比如说:瓦斯的、二氧化氮的浓度和井下的湿度等多种重要的矿井下的数据有效地传出。井下协调器网关主要负责井下网络的建立与维护、控制井下各项命令的传送以及井下各项参数的有效接受和传出。增强型端设备和普通型端设备接有多种传感器,负责各种参数的采集和发送;路由器主要负责把各种节点同时联络到整个网络区域中,主要的责任是对端设备采集到的数据进行路由和消息转发并把端设备的数据传输给协调器。无线传感器整个网络的建立主要是由几下几个大的程序构成,首先,需要启动整个网络的核心协调器来建立网络系统,然而通过路由器和终端设备构成整个网络系统。

1.0%CH4 、断电浓度不小于 1.5% CH4 和复电浓度小于 1.0% CH4 。

针对当前煤矿矿井在各项信息和数据收集方面所存在的缺陷,以至于由此所引发的事故也频发,传统的传感器系统在煤矿矿井中的弊端日益暴露,不利于当前深层次煤矿矿井的安全生产,本文基于上述问题,力图设计出一种无线传感器,无线传感器在煤矿矿井中的应用,矿井上的工作人员实时地能够对矿井下的各种危险信息进行及早的了解,及时地做好应急准备,这种无线传感器可以不间断地对矿井下的瓦斯、二氧化碳的浓度以及矿井下的湿度等各项参数进行收集并及时地传送到矿井上面,可以防范各项潜在风险的发生。随着无线传感器网络的发展,次技术在煤矿开采中的应用将会更加广泛,将有助于实现煤矿领域的安全生产。

3、装备矿井安全监控系统的矿井,主要通风机、局部通风机应设置 设备开停 传感器,主要风门应设置 风门开关 传感器,被控设备开关的负荷侧应设置馈电状态 传感器。

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4、传感器按使用功能分,可分为 环境气体浓度 传感器、 环境监测 传感器、 设备 传感器等。

5、为适应煤矿井下不同场合的需要 , KDF-2监控分站电源箱的交流输入电压设计为127V、 220 V、 380 V、 660 V四种电压规格。

6、GT500型一氧化碳传感器按变换原理分类,属于 电化学 式传感器,测量范围为 0~0-5×10-4 % ppm,信号最大传输距离 2 km。

7、一般信号传输方式有基带传输、 频带 传输、 宽带 传输等几种。

8、KJ90系统规定开停传感器0态信息选择“ 断线 ” 1态信息选择“ 停 ” 2态信息选择“ 开 ”。

9、 读取2小时数据功能 用于在地面中心站软件与分站失去联络后再次连通时,直接从各分站读取存储在分站内的最近两小时监测、监控数据数据。

10、在分站监视窗中每个图标均分成上下两格,上格代表“ XX号分站 ”,下格的符号或字母含义为:“!”代表分站 通信中断 ,“?”代表分站 通信故障 ,“*”代表分站 已经初始化 、“AC”代表分站处于 交流供电 ,“DC”代表分站处于 直流供电 。

二、选择题(每题2分,共10分)

1、GLW100型管道流量传感器的信号输出制式是( C )。

A、1mA~5mA B、4mA~20mA C、200Hz~1000 Hz D、1200Hz~2000 Hz

2、下列选项中表示1号分站第九通道为开关量输入的是( D )。

A、01A09 B、01C09 C、09A01 D、01D09

3、下列选项中属于中分站的是( B )。

A、八模八开八控互换 B、八模八开六控互换

C、四模四开四控互换 D、二模二开二控互换

4、KJ90系统软件自动翻页显示功能,翻页间隔时间可在( A )之间任意设置。

A、5s~3600s B、2s~20s C、2s~1000 s D、5s~2000 s

5、下列选项中可作为馈电监测功能的是( B )。

A、KDG-1型井下远程断电器 B、KDG-2型远程断电器

三、简答题(每题6分,共30分)

  1. 矿井监测监控系统的主要组成部分及各部分的主要功能?

答:矿井监测系统主要由传感器、执行机构、监测分站、电源箱、主站、主机、打印机、模拟盘、多屏幕、远程终端、数据服务器、路由器、UPS电源、网络接口电缆和接线盒等组成。

传感器:将被测物理量转换为电信号,与分站相连,并具有显示和声光报警功能。

执行机构:将控制信号转换为被控物理量,使用矿用电缆与分站相连。

监控分站:接收来自传感器的信号,并按预先约定的复用方式远距离传送给主站,同时接收来自主站的多路复用信号。

电源箱:将井下交流电网电源转换为系统所需的本质安全型直流电源,并具有维持电网停电后正常供电不小于2小时的蓄电池。

主站:接收监控分站远距离发送的信号,并送主机处理;接收主机信号,并送相应监控分站。

主机:一般选用工控微型计算机或普通台式微型计算机,双机或多机备份。

打印机:与主机相连,用于打印各种监测数据和曲线图等。

模拟盘、多屏幕:用来扩大显示面积,以便远距离观察。

远程终端:一般设置在矿长及总工程师办公室,以便随时了解矿井安全及生产情况

数据服务器:是主机与管理工作站及网络其他用户交换监控信息的集散地。

路由器:企业网到Internet网接入设备。

UPS电源、网络接口电缆和接线盒:用于监控系统的各组成部分的连接。

  1. 矿用传感器主要包括哪几种类型,各类传感器的主要用途?

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