【正文】 這就向我們廣大學(xué)生，提出了一個全新的課題，促使我們?nèi)ヌ接?，研究和解決這些先進(jìn)技術(shù)裝備有關(guān)的各種問題。監(jiān)控技術(shù)作為一門新興的綜合學(xué)科，其發(fā)展速度很快。系統(tǒng)監(jiān)測技術(shù)就是把礦井（或礦區(qū)）作為監(jiān)測對象，對礦井的生產(chǎn)及經(jīng)營管理活動進(jìn)行全面地，系統(tǒng)地，連續(xù)地集中監(jiān)測，并能適時，準(zhǔn)確地對礦井各作業(yè)環(huán)節(jié)的主要參數(shù)（環(huán)境參數(shù)及工作參數(shù)），進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測和控制與調(diào)整。煤礦安全監(jiān)測是實現(xiàn)礦井安全生產(chǎn)的重要手段，是煤礦現(xiàn)代化管理的重要技術(shù)措施。近些年來，原煤炭工業(yè)部，中國統(tǒng)配煤礦總公司把安全生產(chǎn)作為頭等大事來抓，堅持“安全第一，預(yù)防為主，綜合治理，總體推進(jìn)”的指導(dǎo)思想和“管理與裝備并重，當(dāng)前以管理為主”的工作原則，深入持久的開展“質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化，安全創(chuàng)水平”活動，安全基礎(chǔ)工作得到加強(qiáng)，安全管理水平不斷提高，安全技術(shù)裝備大大改善。我國是產(chǎn)煤大國，黨和政府一直十分關(guān)心煤礦安全生產(chǎn)。其中尤其以瓦斯煤塵爆炸及水，火等災(zāi)害最為嚴(yán)重。 Str $ (rcv(i)) 在文本框Text1中顯示接收到的數(shù)據(jù)NextEnd Sub 5 結(jié)論與展望煤礦井下自然災(zāi)害，傷亡事故較多。HFF 送結(jié)束字節(jié)=nByte 發(fā)送報文End Sub 三、接收程序PLC只有在接收到計算機(jī)發(fā)送的信息后，才發(fā)送數(shù)據(jù)，因此可以將發(fā)送完后接收的第一個字節(jié)作為接收報文的開始，直到串口無接收事件時才認(rèn)為報文結(jié)束。3) MSComm控件處理接收信息的方式MSComm控件提供了兩種處理方式：A) 事件驅(qū)動方式：RThreshold屬性非0時，收到字符或傳輸線發(fā)生變化時就會產(chǎn)生串口事件OnComm，通過查詢CommEvent屬性可以鋪獲并處理這些通信事件。CommEvent:返回相應(yīng)的OnComm事件常數(shù)。若設(shè)為0，可以禁止發(fā)生OnComm事件。InputLen: 設(shè)置和返回Input每次讀出的字節(jié)數(shù)，設(shè)為0時讀出接收緩沖區(qū)中的全部內(nèi)容。InBufferCount:設(shè)置和返回接收緩沖區(qū)的字節(jié)數(shù)，設(shè)為0時清空接收緩沖區(qū)。Output:向發(fā)送緩沖區(qū)寫入數(shù)據(jù)，類型為字符串或字節(jié)數(shù)組。設(shè)置為Ture時，打開端口；設(shè)置為False時，關(guān)閉端口。其中以字符n，o，e分別代表無校驗，奇校驗和偶校驗。2) SComm控件的屬性通過設(shè)置MSComm控件的屬性對串口進(jìn)行操作，其主要屬性如下CommPort：設(shè)置并返回通信端口號。為此，Visual Basic提供了一個串行通信控件Microsoft Comm Control，簡稱MSComm控件。HSC1初始化語言表如下：LD //首次掃描標(biāo)志位CALL 0 //第一次掃描調(diào)用子程序0… //其余命令MEND //結(jié)束主程序 SBR 0 //子程序0開始LD MOVB 16C8，SMB47 //HSC1控制字節(jié)HDEF 1，0 //定義HSC1MOVD 0，SMD48 //HSC1當(dāng)前值置0HSC 1 //對HSC1編程RET //子程序結(jié)束SM0. 0IN TONPT 100msT37100EN ENOIN OUTT37MOV_RHC1圖45 頻率計數(shù)子程序梯形圖 通訊程序設(shè)計由于Visual Basic(VB)語言簡單實用，本設(shè)計將采用基于VB的計算機(jī)通信程序設(shè)計。定時時間到，高速計數(shù)器的的當(dāng)前值用HC1直接讀出即可。因為共有7個通道的待測量要進(jìn)行計數(shù)，因此每次使用計數(shù)器計數(shù)時首先要對計時器進(jìn)行初始化。當(dāng)認(rèn)定為“開”狀態(tài)時，正常信號燈亮起；若為“關(guān)”狀態(tài)，則發(fā)出警報，同時事故信號燈亮起，數(shù)據(jù)傳給中心站，接收中心站的處理指令。首先通過頻率計數(shù)子程序?qū)ν饨绲拇郎y量進(jìn)行檢測，再對數(shù)值進(jìn)行判斷，看是否為“開”值，因為傳感器傳出的是200HZ1000HZ的頻率信號，因此我們可以設(shè)定一個臨界頻率值，當(dāng)測量值大于臨界值時我們認(rèn)為是“開”狀態(tài)，當(dāng)?shù)陀谂R界值時我們則認(rèn)為是“關(guān)”狀態(tài)。若超過警戒值，則系統(tǒng)發(fā)出報警，同時事故信號燈亮起，數(shù)據(jù)傳給中心站，接受中心站的處理指令。程序中的X是可更改的參數(shù)值，對于不同的檢測值，其警戒參數(shù)值也不相同。開始檢測指令為A？選擇CH4通道選擇風(fēng)門通道選擇設(shè)備開停通道選擇CO通道選擇溫度通道選擇風(fēng)速通道選擇壓力通道檢測指令為B？檢測指令為C？檢測指令為D？檢測指令為E？檢測指令為G？檢測指令為F？模擬量檢測子程 序2數(shù)字量檢測子程序3返回返回NNNNNYYYYYYY圖42 子程序1流程圖 模擬檢測量檢測子程序2圖43是甲烷、一氧化碳、溫度、風(fēng)速和壓力這五個模擬量的檢測子程序。增加了檢測精度。不同的參數(shù)指令對應(yīng)不同的待測量輸入通道。圖42是子程序1的流程圖。風(fēng)門開關(guān)和設(shè)備開停狀態(tài)屬于數(shù)字檢測量。這些待測量分別為甲烷、一氧化碳、溫度、風(fēng)速、壓力、風(fēng)門開關(guān)和設(shè)備的開停狀態(tài)。若檢測到電源電壓正常，則由計時器開始計時，當(dāng)超時后，系統(tǒng)做死機(jī)處理，這時死機(jī)信號燈亮起，同時系統(tǒng)自動復(fù)位，復(fù)位燈亮起，系統(tǒng)返回到接收指令階段繼續(xù)執(zhí)行。若 系統(tǒng)沒能正常接收到檢測指令，則考慮系統(tǒng)出現(xiàn)掉電/欠壓或是死機(jī)狀況。PLC晶體管輸出單元3S/OUT串行輸出接口圖35 基本連接PLC 輸出電源DC24vCOM Q0 Q1 Q2COM RCK SCK D1RCKSCKDATA 4 系統(tǒng)軟件流程圖 系統(tǒng)主程序流程圖初始化受到中心站指令？接收參數(shù)收到檢測指令？電源電壓12V？掉電指示燈亮T00定時器計時T00定時器置0超時？復(fù)位返回子程序1復(fù)位燈亮中心站出處理圖41 檢測主程序流程圖YYYYYN N 死機(jī)信號燈亮 該主程序可實現(xiàn)氣體檢測，電源電壓自檢，和死機(jī)復(fù)位的功能。 顯示位擴(kuò)展:在PLC側(cè)只需要在基本連接基礎(chǔ)上，增加數(shù)據(jù)輸出口即可，每增加一個數(shù)據(jù)口DATA，可以擴(kuò)展顯示4位數(shù)字，可根據(jù)需要選擇擴(kuò)展DATA數(shù)。如果需要顯示8位等多位數(shù)字，或多臺數(shù)字顯示器，則需要采用擴(kuò)展連接。如圖35所示的是最基本的3S/OUT接口的硬件連接。2) 定義Q1為串行驅(qū)動時鐘，簡稱串行時鐘SCK。在PLC的主機(jī)或本地擴(kuò)展機(jī)架上，使用晶體管型或場效應(yīng)管型輸出單位，任選其中3個輸出點作為最基本的3S/OUT串行輸出接口，如下圖的Q0，Q1，Q2點。用3MD2系列PLC 數(shù)字顯示器，它與西門子S7—300系列PLC接口相連，3MD2采用3S/OUT串行傳送方式，不占用PLC通訊口，只占用PLC三個晶體管輸出點串行傳送BCD碼，BIN碼或7段碼，用LED顯示器，利用PLC梯形圖程序驅(qū)動，3S/OUT技術(shù)減少了數(shù)字顯示器占用PLC輸出點，節(jié)省了硬件資源。 分站系統(tǒng)顯示模塊硬件電路在PLC控制的分站系統(tǒng)中，需要PLC 對監(jiān)測到的數(shù)據(jù)輸出到數(shù)碼管進(jìn)行顯示。一塊12V，27V直流電自動投入運(yùn)行，使分站能在停電是繼續(xù)工作，七電池容量是8AH.電源箱要采用防爆型，外殼采用鋼板外殼，與分站組合成一體。如果要接入RS485通信信號，由于傳感器電源必須從頻入4引入，必須在機(jī)箱接轉(zhuǎn)接盒，同時頻入4端停用（由于本系統(tǒng)頻入輸入口較多，頻入4使用的情況不多）。通訊電纜插頭接通訊1口上；每個開出口接兩路開出控制，依次接18開出。DDL SJL SGL KML GML OKL REL BJL…S7224… 圖32 PLC基本單元CP表31 CPU224的HSC1(HSC2)的工作模式CPU224的HSC1（HSC2）模式說明0具有內(nèi)部控制的單脈沖計數(shù)器=0（=0）減法計樹=1（=1）加法計樹時鐘1復(fù)位2啟動3具有外部控制的單脈沖計數(shù)器=0（=0），減法計樹=1（=1），加法計樹時鐘方向4復(fù)位 5啟動6 具有增減時鐘輸入的雙脈沖計數(shù)器時鐘方向7復(fù)位8啟動9A/B脈沖正交計數(shù)器脈沖A超前BB90度是順時轉(zhuǎn)動脈沖B超前AB90度是逆時轉(zhuǎn)動A相脈沖B相脈沖10復(fù)位11啟動 控制系統(tǒng)及外圍系統(tǒng) 頻率選通模塊、B、C、D，即可由PLC控制選通信號使某一通道（I00I07）的頻率的以選通進(jìn)入PLC，再由PLC的高速計數(shù)器HSC1對頻率進(jìn)行計數(shù)，從而的到對應(yīng)的氣體濃度和溫度、風(fēng)速值。根據(jù)系統(tǒng)實際情況選擇HSC1。如果*1，則最高計數(shù)速率為7KHZ，如果為*4，則最高計數(shù)速率為28KHZ。HSC1和HSC2是多功能計數(shù)器，如表31所示可有12種工作模式，對時鐘、方向控制、復(fù)位和啟動有專用的輸入，最高時鐘頻率7KHZ。CPU224中有HSC0、HSCHSC2三個高速計數(shù)器。PLC電源掉電或不足12V時設(shè)備掉電信號燈亮； PLC死機(jī)時死機(jī)信號燈亮；事故是指檢測的氣體濃度超過安全警戒值或溫度、壓力不正常；風(fēng)門及設(shè)備狀態(tài)為開時亮“開” 指示燈；風(fēng)門及設(shè)備停止時亮“關(guān)”指示燈；當(dāng)一切正常時正常信號燈亮，不正常時報警燈亮；系統(tǒng)復(fù)位時復(fù)位信號燈亮。選擇CPU224為基本單元，采用24V直流P型輸入。 井下分站配接設(shè)備表表23 井下分站配接設(shè)備表配接設(shè)備名稱配接設(shè)備型號信號輸出傳輸距離生產(chǎn)廠家防爆合格證號低濃瓦斯傳感器KG9701200HZ1000HZ煤科院重慶分院3963118設(shè)備開/停傳感器KGKTC10B200HZ1000HZ宜興煤礦電子儀器場2954034設(shè)備開/停傳感器KGKTC1011200HZ1000HZ宜興煤礦電子儀器場2954034設(shè)備開/停傳感器KGT2A200HZ1000HZ撫順安儀廠1964029溫度傳感器KGWIB200HZ1000HZ撫順安儀廠1964057一氧化碳傳感器KG3013A200HZ1000HZ撫順安儀廠1981803低濃瓦斯傳感器KGJ1B200HZ1000HZ撫順安儀廠1964057壓力變送器CYYZ200A200HZ1000HZ永普自動化公司29740