CAN总线结构瓦斯抽放监控技术的设计与研究

摘要

我国煤层气资源丰富，分布广泛。并且，我国的煤层气井下抽放已有50多年的历史，抽放技术成熟。由于煤层气在能源中占据特殊地位，再加上国家政策的大力扶持，对煤层气的开发和利用将会有很大的市场。
　　 经过认真的调查研究发现，就目前我国瓦斯抽放监控装备而言，还没有一个厂家获得瓦斯抽放监控装备的安全标志证，大多厂家均以现有安全生产综合监控系统为基础，辅以简单的抽放量计量、超限报警、断电、复电等功能，用以实现瓦斯抽放的监测、监控。就瓦斯抽放监控系统标准而言，国家还没有制定明确的标准来规范这一领域，其所依据的标准仍是煤矿安全生产综合监控系统的标准。这就造成了瓦斯抽放监控装备技术落后、效率低下、抽采率低、利用率低等缺点。这时，开发一套先进的瓦斯抽放监控装备，无论是指导瓦斯抽放，还是为瓦斯抽放监控技术标准的制定提供依据都是势在必行的事情。
　　 本文作者在已有微机控制系统基础上，结合当今国际上公认、应用成熟的CAN现场总线技术，提出了CAN总线结构瓦斯抽放监控技术。这项技术的应用有利于指导瓦斯抽放、瓦斯利用及煤矿安全生产，减少人工误操作，避免煤矿事故的发生，提高瓦斯抽放的工作速度和工作效率。综合考虑，瓦斯抽放监控技术适应市场需要，应用前景大，产生的社会经济效益也会非常显著。

目录

文摘

英文文摘

引言

第1章 矿井瓦斯抽放新技术

1.1 概述

1.2 本煤层瓦斯抽放新技术

1.2.1 网格式穿层钻孔抽放

1.2.2 交叉式布孔抽放

1.2.3 本煤层定向长钻孔抽瓦斯技术

1.2.4 本煤层强化抽放技术

1.3 邻近层瓦斯抽放新技术

1.3.1 近距离邻近层瓦斯抽放技术

1.3.2 顶板岩石巷道(高抽巷)邻近层瓦斯抽放技术

1.3.3 顶板岩石定向水平长钻孔邻近层瓦斯抽放技术

1.4 采空区瓦斯抽放新技术

1.4.1 封闭式采空区瓦斯抽放技术

1.4.2 开放式采空区瓦斯抽放技术

1.5 本章小结

第2章 瓦斯抽放监控技术

2.1 国内煤矿监控技术现状及特点

2.2 煤矿安全仪器仪表技术发展概况

2.3 国外煤矿监控技术发展情况

2.3.1 光纤通信技术的应用

2.3.2 光纤分布式测温技术的应用

2.3.3 光纤气体监测技术的发展

2.3.4 其他传感器新技术

2.4 我国矿井安全监控技术发展方向

2.4.1 结合我国国情

2.4.2 重视专业化或专家系统的开发

2.4.3 继续深入强化传感器技术的研究

2.5 本章小结

第3章 瓦斯抽放监控通信技术的设计及实现

3.1 现场总线技术概述

3.2 基金会现场总线

3.3 LonWorks

3.4 Profibus

3.5 HART

3.6 CAN

3.6.1 CAN总线特点

3.6.2 CAN总线的位数值表示

3.6.3 CAN总线网络应用举例

3.7 本章小结

第4章 CAN总线节点的设计及实现

4.1 CAN通信控制器MCP2510

4.2 CAN总线驱动器PCA82C251

4.3 通信波特率计算方法

4.3.1 软件算法

4.3.2 公式算法

4.4 CAN总线节点设计

4.4.1 节点硬件设计

4.4.2 节点软件设计

4.5 本章小节

第5章 瓦斯抽放参数采集技术的设计及实现

5.1 数据采集电路的设计及实现

5.1.1 模拟量信号分析

5.1.2 开关量信号分析

5.1.3 干扰信号分析

5.1.4 数据采集电路的设计与实现

5.2 数据采集软件的设计及实现

5.3 本章小结

第6章 瓦斯抽放监控控制技术的设计及实现

6.1 控制电路的设计与实现

6.2 继电器误动作问题解决思路

6.3 本章小结

第7章 瓦斯抽放监控工程设计与实现

7.1 工程设计与实现

7.2 本章小结

第8章 瓦斯抽放监控技术总结及展望

附图1 瓦斯抽放监测分站数据采集电路原理图

附图2 瓦斯抽放监测分站主电路原理图

参考文献

致谢

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