摘要：针对现有监控分站将采集数据通过交换模块接入环网存在交换模块功能单一、协议转换实时性差和不能满足视频接入的问题,提出一种基于FPGA的煤矿井下多功能交换模块设计方案,实现RS485/CAN协议转换和视频传输。介绍了方案的硬件关键电路设计和软件总体架构、采用乒乓存储的方式解决了接口速率不匹配的问题、FPGA实现RS485/CAN和以太网协议相互转换的关键处理技术、视频接入关键技术。通过现有升级改造项目的试用结果表明,设计的交换模块具有多协议转换的功能且转换速率快等优点,满足现有协议相互转换的全部功能,适应多种安全监测监控系统;且自带的视频接入接口可实现在不更改现有网络结构和不重新布网的基础上,满足现有监控系统分站接入视频传输的功能要求。

摘要：针对传统的串行数据处理方式实时性低的问题,提出一种基于FPGA的多协议网关设计方案,给出了多协议网关的总体架构、关键硬件电路设计和软件设计。该网关利用了FPGA并行执行的特点,能够接入485总线信号、CAN总线信号、频率量、开关量、ZigBee无线信号和以太网信号等,实现了对不同速率、接口的传感器信号的同时采集和实时传输。

摘要：煤矿井下所有的机电设备开停状态需要实时地通过监控分站接入到监控系统中,进行实时监测;针对现有的开停传感器采用单一的判决门限,在强磁场干扰环境中易发生误判现象、检测电流时放大倍数采用固定方式,容易使得电流太小不能检测,电流太大造成放大信号失去特征信息的问题,设计了一种基于磁感应原理的开停传感器,该传感器具有抗干扰强,且能够自适应不同工作电流矿用设备检测的优点。介绍了传感器检测原理、检测硬件电路设计和自适应放大倍数设计、通过设定判决上下门限的方式提高传感器的抗干扰能力。现有已售产品使用结果表明,传感器能够消除瞬间强电磁干扰带来的误判操作,准确检测工作电流大于0.5 A且非屏蔽线缆的矿用机电设备开停状态。

摘要：针对现有基于载体催化元件的瓦斯传感器需要进行人工调节电位器进行零点和线性的标定,造成大量人力和物力浪费的问题。提出了一种基于PWM(Pulse Width Modulation)零点标定的传感器设计方案,分析了现有载体催化元件测量瓦斯浓度的原理和硬件电路设计、基于PWM零点标定的硬件电路和控制算法、最后介绍了基于PWM零点标定,PWM标定可通过瓦斯传感器的CAN总线通信远程实现。

摘要：针对开放式通用ATS信号调理平台进行研究,提出了基于USB总线技术的信号调理平台设计方案。本系统采用Cypress公司推出的EZ-USB单片机中的AN2131QC芯片作为接口控制芯片,EZ-USB的软配置特性可以实现系统硬件的通用化,针对不同的被测对象编制不同的固件程序,当被测对象发生变化时,可以通过加载不同的固件来满足测试要求。针对复杂的信息控制与数据交换,采用了ALTERA公司推出的EPM7128SLC84芯片作为核心控制部分。系统具有可靠性高,可测试性好等优点。

摘要：针对煤矿井下易燃、易爆的特殊环境和传感器设备静电和群脉冲等EMC干扰问题,设计了一种恒/截流输出保护电路,电路具有软启动、恒/截流输出和自恢复的功能。详细介绍保护电路设计方案、软启动、恒流输出、截流输出和自恢复的电路设计。通过试验和现有传感器设备电源模块使用来看,设计的保护电路与现有本安电源保护电路相比,保护电路具有软启动保护,抗干扰和抗负载冲击的能力强,故障解除后,能够自动恢复,无需增加另外的恢复电路,电路采用基本的器件,反应时间快,稳定性好。

摘要：针对传统的人工丈量方法标定开孔方位角和倾斜角存在操作程序繁琐、稳钻时间长、精度低等问题,设计了基于超声波原理的钻孔开孔参数标定系统。该系统采用超声波渡越时间检测法测量参考点之间的距离,并由单片机解算出钻杆的方位角,选用微机械三轴加速度计测量倾斜角,实现了全自动化的实时跟踪测量及智能化的钻机姿态调整语音指导操作;在误差允许范围内,可快速标定所需开孔参数。该系统提高了开孔参数标定精度、标定效率及煤矿管理水平,降低了矿工劳动强度和煤矿管理成本。

摘要：结合航天制造企业现状及首航公司的实际情况,提出了MES的整体设计思想,并以实施JobDISPO MES为例,对MES的关键技术进行了分析与研究。完成了MES的前期建设,实现了MES与其他系统的集成,突破了实施MES的关键技术,解决了车间现场任务计划的下达和反馈问题,打通了以生产计划为核心的数字化链路,为实现车间现场数字化奠定了重要基础,对其他航天制造企业实施MES具有借鉴意义。