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        基于虛擬儀器技術(shù)的難動用礦產(chǎn)資源監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計

        2016-12-31 00:00:00顏宇航張小奇
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2016年11期

        摘 要:利用LabVIEW的虛擬儀器技術(shù)的優(yōu)勢,將其應(yīng)用在難動用礦產(chǎn)資源開采監(jiān)測系統(tǒng)中。該監(jiān)測系統(tǒng)集成了采集模塊、分析模塊、數(shù)據(jù)管理模塊和報表生成模塊及幫助五大模塊,實現(xiàn)了對開采過程數(shù)據(jù)的采集、分析及預(yù)警等功能。系統(tǒng)可靠且易操作,有助于安全生產(chǎn)的順利進(jìn)行。

        關(guān)鍵詞:礦山安全;虛擬儀器技術(shù);監(jiān)測系統(tǒng);LabVIEW

        1 概述

        上世紀(jì)中期,我國采礦業(yè)在各個方面都有了快速的發(fā)展,極大推進(jìn)了國民經(jīng)濟的進(jìn)步。隨著經(jīng)濟的發(fā)展,礦產(chǎn)資源日趨緊張。對難動用礦產(chǎn)資源的開采可以有效緩解礦產(chǎn)資源的緊缺。當(dāng)前大多數(shù)難動用礦產(chǎn)資源開采過程的監(jiān)測主要采用傳統(tǒng)的監(jiān)測手段,這種方法自動化水平低,誤差大,實時性也無法保證。與此同時,功能強大的LabVIEW虛擬平臺在礦山監(jiān)測中的應(yīng)用十分有限,有待推廣。

        LabVIEW 功能強大、使用靈活,采用圖形化操作,這使得它的編程方式非常直觀。它不僅可以作為一個開發(fā)平臺,應(yīng)用于一般的數(shù)據(jù)管理、科學(xué)計算等方面應(yīng)用程序的開發(fā),其最大的優(yōu)勢還在于測控系統(tǒng)的開發(fā)?;诖耍恼吕肔abview虛擬平臺開發(fā)出一套難動用礦產(chǎn)資源開采自動化實時監(jiān)測平臺,實現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實時采集、實時分析,故障時及時報警,確保采礦生產(chǎn)的安全順利實施。

        2 系統(tǒng)硬件構(gòu)成

        整個系統(tǒng)硬件主要包括傳感器、無線接收器、信號調(diào)理電路、數(shù)據(jù)采集卡和計算機五部分。傳感器將待測量信號轉(zhuǎn)化為電信號,再由無線接收器接收,經(jīng)信號調(diào)理電路進(jìn)行調(diào)理,然后經(jīng)數(shù)據(jù)采集卡將信號輸入計算機,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

        3 系統(tǒng)軟件設(shè)計

        以LabVIEW為開發(fā)平臺的監(jiān)測系統(tǒng)是用戶用來操作設(shè)備,與設(shè)備進(jìn)行通訊,輸入?yún)?shù)設(shè)置,輸出結(jié)果顯示的人機交互接口。它不僅為用戶提供了儀器的虛擬界面,而且用戶可通過操作主界面上的菜單和各種控件。整個系統(tǒng)程序結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

        用戶身份確認(rèn)模塊主要是對用戶名與用戶密碼進(jìn)行核對,完成對用戶輸入的用戶名與用戶密碼進(jìn)行驗證,如正確則進(jìn)入礦山監(jiān)測系統(tǒng)主界面,否則重新輸入密碼。

        該主界面具備采集模塊、分析模塊、數(shù)據(jù)管理模塊和報表生成模塊和幫助五大模塊。

        (1)采集模塊

        在采集模塊中,需要對頂板、礦柱的位移大小及內(nèi)部巖體應(yīng)力數(shù)值等進(jìn)行采集,這些數(shù)據(jù)是連續(xù)的并且不斷變化的,所以采用內(nèi)觸發(fā)模式,利用NI DAQmx 實現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動采集。

        (2)分析模塊

        分析模塊主要完成對傳感器輸出信號的分析。首先將采集到的電信號轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的應(yīng)力值或位移值,并由此計算出這些物理量的變化速率和及加速度,接下來判斷這些量是否超過預(yù)警值。

        (3)數(shù)據(jù)管理模塊

        數(shù)據(jù)管理模塊主要包括對采礦監(jiān)測中過程數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)刪除、數(shù)據(jù)回放、報表生成和報表查看,用戶可以通過該菜單對測試數(shù)據(jù)進(jìn)行管理以及生成Word報表。這其中最關(guān)鍵的問題是如何選擇合適的數(shù)據(jù)庫確保該模塊的準(zhǔn)確性、高效性。經(jīng)過對幾種數(shù)據(jù)庫的對比分析,采用易于使用、高速的Microsoft ADO進(jìn)行數(shù)據(jù)庫的訪問。

        (4)報表生成模塊

        在采礦過程中需要多個部門進(jìn)行訊息交流,統(tǒng)一的報表格式有利于部門之間的信息交換,因此報表生成和查看功能是監(jiān)測系統(tǒng)必不可少的。

        (5)幫助模塊

        它用來顯示該測試軟件的版本,同時它還向用戶提供該測試系統(tǒng)軟件的使用說明,從而方便測試人員使用該軟件。

        4 結(jié)束語

        利用虛擬儀器技術(shù)設(shè)計了難動用礦產(chǎn)資源監(jiān)測系統(tǒng),通過LabVIEW軟件編程的監(jiān)測程序,用戶可方便實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的采集、分析、顯示、預(yù)警等功能,整個操作簡單、安全可靠,使用成本低,具有較高的實際應(yīng)用價值。

        參考文獻(xiàn)

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