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综采工作面自动跟踪采煤机喷雾灭尘装置的设计(3)

2013-10-09 01:07
　　通信波特率：19200bps。则每个数据帧之间至少间隔3.5 个字符时间：实际应用时，通过定时器设定大于1.46ms 的时间，用于区分两帧数据。当接收方检测到总线空闲时间大于1.46ms 之后，接收到的任何信息都将作为下一个帧数据的开始。
　　（2）地址码
　　地址码是每次通讯信息帧的第一字节（8 位），地址码是总线上传输的信息包的标志，总线上的每个节点都有自己固定的各不相同的地址码。其中，无效地址为0，广播地址为255，主机的地址固定为1，从机的地址由用户设定，地址范围视综采面支架的数量而定。主机和从机相互通信必须包含接收信息的目标地址，每个从机拥有唯一的地址码，从机在和自己的地址码比对符合后才能响应主机的命令，同时执行控制命令字并向主机回送信息。当从机回复主机的信息时，目标地址为主机的地址1。因总线上的通信为主从轮询式，总是先由主机询问从机，随后主机等待从机回复，因此，在从机向主机回复的信息中，不需要使用一个字节来表明从机地址，主机便可知道此次回复的从机地址，可以节省一个字节的通信时间，提高总线通信的效率。
　　（3）功能码
　　功能码是总线上通信信息帧传送的第二个字节，用来发送控制命令字。标准的通讯协议可定义的功能码为1 到127，而综采工作面自动跟踪采煤机灭尘装置不需要和标准终端相连，因此只定义了其中的一部分私有的功能码。其中包括读取红外接收传感器状态、开启/关闭电磁阀、装置暂停等功能命令。主机和分机通信数据中均包含相应的功能码，主机在收到分机的回复信息时，将功能码与发送的功能码比对，确认分机已执行相应动作，作为通信过程中错误监测的一种手段。
　　（4）数据区
　　数据区在主机向分机发送时，用来储存控制命令字的参数信息；在分机向主机回复的信息时用来储存功能码的执行结果，包括红外接收器的状态，电磁阀工作状态等工作参数。
　　（5）校验码（CRC 校验）
　　通讯协议的CRC 校验为2 字节的CRC16 校验。总线上传输的所有数据帧信息，都要在帧的最后添加待发送数据的CRC16 校验数据。由于煤矿井下的通信环境比较恶劣，各种大功率用电器回带来一定的干扰。当收到干扰，CRC 校验数据不符时，将错误的数据舍弃，因此CRC 校验可以保证通信数据的准确度，增加系统的安全和效率。
　　3.3 软件流程设计
　　主机和分机通信程序主要有以下几个主要部分构成：I/O 设置程序、中断接收程序和控制处理程序以及加电自检程序、地址读取程序等。软件流程，a 为主机控制并接收数据的流程，b 为分机响应并执行相应指令的流程。
　　4 实验与分析
　　为了检验所设计的采煤机自动跟踪灭尘装置的功能效果，笔者于2009 年9 月，在开滦集团荆各庄矿井下做了为期半个月的实验。在下井实验之前，在井上配合液路进行了多次模拟实验，对整个系统进行调试，并对功能进行检验评估，测试自动灭尘装置对综采面的降尘效果，对结果进行分析和改进。
　　装置稳定可靠安装好以后，联通液路管道，设置主机工作模式，开启装置电源，装置开始工作。装置运行示意图。装置在井下综采工作面使用的过程中，当开启3 个电磁阀喷雾的时候，在采煤机下风向形成了3 道水雾墙，有效的扑灭空气中游离的粉尘，阻隔粉尘随风继续扩散。经过在井下的实验，笔者使用矿用粉尘采样仪对装置安装使用前后降尘的效果做了记录。粉尘浓度是指单位体积空气中所含粉尘的质量，单位为mg/m3。呼吸性粉尘（简称呼尘）指粒径在5m 以下的能进入人体肺泡区的颗粒物。实验中，对综采工作面采煤机的下风向3 道水雾墙后以及回风顺槽的全尘和呼尘浓度进行了记录。

（科教作文网 zw.nseac.com整理）

　　实验中设定三组支架喷雾，距离采煤机滚筒一个支架身位的距离开启灭尘。
　　测得的实验数据，工作面采煤机下风向3 道水雾墙后全尘和呼吸性粉尘的降尘率都接近，回风顺槽处在使用灭尘装置以后，全尘和呼尘的降尘率也超过了40%。如果在采煤机下风向开启更多的电磁阀喷雾，同时液路的水压更大、喷嘴的性能更好的话，会有更好的降尘效果。
　　5 结论
　　本文研究并设计一套应用于煤矿综采工作面的自动跟踪采煤机喷雾灭尘装置，实现了综采面的无人值守自动灭尘。装置顺利通过现场试验能够完成设计功能，解决了综采工作面支架间自动喷雾的技术难题，可取代原有手动开/关水阀进行降尘的落后模式。对于改善井下作业环境、防止尘肺病危害、确保煤矿井下安全生产起到了重要作用。