煤礦井下軌道運(yùn)輸局控信號(hào)系統(tǒng)研究

前言

煤炭作為我國(guó)的基礎(chǔ)能源，占到國(guó)內(nèi)能源消費(fèi)的近四分之三，在我國(guó)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展中起著重要的作用。煤炭生產(chǎn)安全事關(guān)國(guó)計(jì)民生，也是構(gòu)建和諧社會(huì)的要求。安徽省1966-2003年發(fā)生的煤礦事故中，運(yùn)輸事故死亡750人，占17％。在現(xiàn)代礦井里，主要巷道中運(yùn)送矸石、人員、材料及設(shè)備的主要工具是電機(jī)車。全礦的生產(chǎn)能否完成，有賴于電機(jī)車運(yùn)輸是否能安全正常地進(jìn)行。因而，電機(jī)車運(yùn)輸就成了整個(gè)礦井生產(chǎn)過程中的重要環(huán)節(jié)。要安全合理地組織電機(jī)車運(yùn)輸，就需要有穩(wěn)定可靠的運(yùn)輸信號(hào)系統(tǒng)。煤礦井下機(jī)車運(yùn)輸信號(hào)系統(tǒng)可分為以下幾種類型：（1）機(jī)車運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱監(jiān)控系統(tǒng)）：采用先進(jìn)技術(shù)與設(shè)備對(duì)井下機(jī)車運(yùn)輸系統(tǒng)的全部或大部分進(jìn)行監(jiān)測(cè)與控制，設(shè)調(diào)度員，取消扳道員，聯(lián)鎖閉塞關(guān)系完善，自動(dòng)化程度高。此系統(tǒng)在保證運(yùn)輸安全、提高運(yùn)輸效率及增加經(jīng)濟(jì)效益方面有顯著效果。

內(nèi)容概要

　　《煤礦井下軌道運(yùn)輸局控信號(hào)系統(tǒng)研究》分析了：現(xiàn)有軌道運(yùn)輸信號(hào)的現(xiàn)狀，提出基于ARM的嵌入式自動(dòng)信號(hào)系統(tǒng)，以某礦井下軌道運(yùn)輸某交叉點(diǎn)為設(shè)計(jì)背景，建立自動(dòng)信號(hào)系統(tǒng)嵌入式控制器UHL模型，在此基礎(chǔ)上對(duì)硬件及軟件進(jìn)行了具體設(shè)計(jì)。系統(tǒng)能根據(jù)機(jī)車運(yùn)行位置和方向請(qǐng)求，自動(dòng)發(fā)出指令，檢查安全條件、扳動(dòng)岔道、開放信號(hào)并占用路段以及轉(zhuǎn)換信號(hào)、解鎖路段等?！　』贏RM的自動(dòng)信號(hào)系統(tǒng)，已通過實(shí)驗(yàn)室的試驗(yàn)，為實(shí)際應(yīng)用于煤礦井下軌道運(yùn)輸中打下了可靠的基礎(chǔ)。

作者簡(jiǎn)介

梅燦華，1963年11月生，安徽太和人，現(xiàn)任淮南職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息與電氣工程系主任，工學(xué)碩士，副教授，安徽省第二屆教學(xué)名師。主持省級(jí)課題2項(xiàng)，主編、副主編教材5部，發(fā)表學(xué)術(shù)論文十多篇。

書籍目錄

第1章 前言1．1 研究信號(hào)系統(tǒng)的意義和現(xiàn)狀1．1．1 信號(hào)系統(tǒng)在煤礦生產(chǎn)中的作用和意義1．1．2 國(guó)內(nèi)外煤礦井下機(jī)車運(yùn)輸信號(hào)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)1．2 研究的內(nèi)容和涉及的核心技術(shù)1．2．1 研究的內(nèi)容1．2．2 涉及的核心技術(shù)——嵌入式系統(tǒng)技術(shù)第2章 煤礦井下軌道運(yùn)輸及信號(hào)2．1 煤礦井下軌道運(yùn)輸現(xiàn)狀2．1．1 礦井運(yùn)輸方式2．1．2 礦井運(yùn)輸環(huán)節(jié)2．2 煤礦井下軌道運(yùn)輸信號(hào)2．3 淮南礦業(yè)集團(tuán)礦井軌道運(yùn)輸信號(hào)系統(tǒng)狀況第3章 煤礦井下軌道運(yùn)輸局控信號(hào)系統(tǒng)嵌入式控制器UML模型3．1 嵌入式控制器的需求分析3．1．1 需求分析3．1．2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)3．2 嵌入式控制器建模3．2．1 系統(tǒng)需求分析3．2．2 控制器的分析第4章 井下軌道運(yùn)輸局控信號(hào)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)4．1 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)概述4．1．1 ARM微處理器概述4．1．2 ARM微處理器的應(yīng)用領(lǐng)域、分類及特點(diǎn)4．1．3 ARM7微處理器系列4．2 開發(fā)平臺(tái)簡(jiǎn)介4．2．1 LPC2119簡(jiǎn)介4．2．2 EasyARM2100簡(jiǎn)介4．3 井下軌道運(yùn)輸局控信號(hào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求4．3．1 井下軌道運(yùn)輸局控信號(hào)系統(tǒng)工作原理4．3．2 井下軌道運(yùn)輸局控信號(hào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求4．4 方案設(shè)計(jì)4．4．1 系統(tǒng)檢測(cè)與執(zhí)行設(shè)備介紹4．4．2 方案設(shè)計(jì)第5章 井下軌道運(yùn)輸系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)5．1 嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)μC／OS一Ⅱ在LPC2119上的移植5．1．1 μC／OS一Ⅱ操作系統(tǒng)簡(jiǎn)介5．1．2 μCC／OS一Ⅱ的移植條件及相關(guān)要求5．1．3 μC／OS一Ⅱ在LPC2119上的移植5．1．4 μC／OS一Ⅱ的初始化及啟動(dòng)5．2 μC／OS一Ⅱ的任務(wù)及優(yōu)先級(jí)5．2．1 μC／OS一Ⅱ的任務(wù)5．2．2 任務(wù)優(yōu)先級(jí)5．3 任務(wù)設(shè)計(jì)(Mission Design)5．3．1 軟件系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)5．3．2 任務(wù)優(yōu)先級(jí)設(shè)置5．3．3 各任務(wù)通信機(jī)制的設(shè)置5．4 各任務(wù)程序5．4．1 主程序5．4．2 起始任務(wù)5．4．3 中斷服務(wù)程序5．4．4 計(jì)軸傳感器任務(wù)5．4．5 收訊機(jī)任務(wù)5．4．6 路線選擇任務(wù)5．4．7 信號(hào)機(jī)操作任務(wù)5．4．8 轉(zhuǎn)轍機(jī)操作任務(wù)5．4．9 信號(hào)機(jī)檢測(cè)任務(wù)5．4．10 轉(zhuǎn)轍機(jī)檢測(cè)任務(wù)5．4．11 路段操作任務(wù)5．4．12 實(shí)時(shí)時(shí)鐘任務(wù)15．4．13 實(shí)時(shí)時(shí)鐘任務(wù)2第6章 系統(tǒng)防爆設(shè)計(jì)、調(diào)試及試驗(yàn)6．1 防爆設(shè)計(jì)6．1．1 局控信號(hào)系統(tǒng)供電及檢測(cè)執(zhí)行設(shè)備6．1．2 本安兼隔爆型電源箱設(shè)計(jì)6．1．3 嵌入式控制器本安設(shè)計(jì)6．2 系統(tǒng)調(diào)試及試驗(yàn)6．2．1 試驗(yàn)設(shè)備及布置6．2．2 試驗(yàn)及結(jié)論結(jié)論附錄參考文獻(xiàn)后記

章節(jié)摘錄

插圖：（1）井下收發(fā)訊機(jī)和軌道計(jì)軸傳感器是系統(tǒng)的關(guān)鍵監(jiān)測(cè)傳感設(shè)備，是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和控制的重要環(huán)節(jié)。由于收發(fā)訊機(jī)抗干擾能力差，通信不穩(wěn)定，計(jì)軸傳感器因設(shè)計(jì)安裝數(shù)量較多，制造、安裝質(zhì)量不高等，設(shè)備故障率較高，解決不了動(dòng)態(tài)目標(biāo)的精確跟蹤問題，不能準(zhǔn)確判斷、跟蹤和在顯示器上顯示（需人工經(jīng)驗(yàn)判斷或用其他通信手段確定）進(jìn)入系統(tǒng)控制范圍的機(jī)車，為其開通進(jìn)路，從而影響調(diào)度指令的準(zhǔn)確、及時(shí)下達(dá)。（2）受收發(fā)訊機(jī)和計(jì)軸傳感器檢測(cè)信息準(zhǔn)確性的影響，信號(hào)機(jī)開放不及時(shí)。（3）轉(zhuǎn)轍機(jī)使用數(shù)量較少，多數(shù)礦井僅使用1～3臺(tái)轉(zhuǎn)轍機(jī)，道岔與信號(hào)機(jī)之間的聯(lián)鎖關(guān)系無(wú)法實(shí)現(xiàn)。另外，在使用中發(fā)現(xiàn)誤動(dòng)作，多數(shù)礦井沒有把轉(zhuǎn)轍機(jī)設(shè)置在自動(dòng)控制狀態(tài)運(yùn)行。（4）系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)假車，車號(hào)容易丟失，需調(diào)度員經(jīng)常操作設(shè)置機(jī)車車號(hào)、運(yùn)輸類型、作業(yè)任務(wù)及清除假車，導(dǎo)致調(diào)度員操作工作量增加，給安全調(diào)度造成不便。如果調(diào)度員處理不及時(shí)，信號(hào)燈就不能準(zhǔn)確及時(shí)地為機(jī)車通行開放，從而造成浪費(fèi)系統(tǒng)資源或機(jī)車闖紅燈現(xiàn)象。（5）通信不穩(wěn)定，系統(tǒng)抗干擾能力有待提高?，F(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)部分站點(diǎn)的故障往往會(huì)影響其他站點(diǎn)的正常工作，不符合《井下電機(jī)車運(yùn)輸信號(hào)系統(tǒng)技術(shù)裝備標(biāo)準(zhǔn)》及信集閉設(shè)計(jì)規(guī)范要求。（6）目前，該系統(tǒng)基本上是作為調(diào)度員的輔助手段，通過系統(tǒng)判斷機(jī)車的大致位置，依靠通信手段進(jìn)行調(diào)度管理，機(jī)車司機(jī)不能完全實(shí)現(xiàn)按信號(hào)指令行車，井下、地面均需設(shè)置調(diào)度人員，造成人員的增加。轉(zhuǎn)轍機(jī)使用數(shù)量較少，受控不穩(wěn)定，仍需人工扳道，自動(dòng)化程度不高，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)功能沒有得到應(yīng)有的應(yīng)用，影響機(jī)車運(yùn)行安全和效率。

后記

作者2004年承擔(dān)省級(jí)精品課程《單片微計(jì)算機(jī)原理與應(yīng)用》建設(shè)，2008年承擔(dān)安徽省高校省級(jí)自然科學(xué)研究項(xiàng)目《基于ARM平臺(tái)的高可靠性煤礦井下軌道運(yùn)輸自動(dòng)信號(hào)系統(tǒng)技術(shù)研究》（KJ20088129），本書是這些研究的階段性研究成果。本書以嵌入式技術(shù)在局控信號(hào)中應(yīng)用為切入點(diǎn)對(duì)煤礦井下軌道運(yùn)輸局控信號(hào)系統(tǒng)進(jìn)行了研究，設(shè)計(jì)了煤礦井下軌道運(yùn)輸自動(dòng)信號(hào)系統(tǒng)嵌入式控制器UML模型，系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)，對(duì)局控系統(tǒng)的可靠性進(jìn)行了具體的調(diào)試和試驗(yàn)。本書在寫作過程中，得到了中國(guó)礦業(yè)大學(xué)李明教授的大力幫助，他在內(nèi)容結(jié)構(gòu)，體例安排等方面提出了很多寶貴意見和建議，在此表示深深的感謝！特別致謝安徽省教育廳項(xiàng)目資金支持，感謝淮南礦業(yè)集團(tuán)煤礦生產(chǎn)第一線的專家和技術(shù)員，他們?yōu)楸緯恼{(diào)研提供了大量的幫助，為系統(tǒng)的進(jìn)一步完善提出了許多改進(jìn)意見。在本書寫作過程中參閱了同行的寶貴資料，作者以參考文獻(xiàn)的方式向他們表達(dá)謝意。由于時(shí)間和精力的限制，本書在深度方面有一定的局限性，不當(dāng)之處懇請(qǐng)讀者批評(píng)指正。

編輯推薦

《煤礦井下軌道運(yùn)輸局控信號(hào)系統(tǒng)研究》是由合肥工業(yè)大學(xué)出版社出版的。

圖書封面

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