煤礦鉆機(jī)性能綜合測試系統(tǒng)研究

李金彪 李馳

摘 要：在煤礦的生產(chǎn)過程中會(huì)對鉆機(jī)進(jìn)行廣泛的使用，因此需要對鉆機(jī)的研發(fā)以及制造和使用進(jìn)行各項(xiàng)性能的測試。為了保證檢測的效率和質(zhì)量，研發(fā)了一種煤礦鉆機(jī)性能綜合測試的系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)可以對不同的煤礦鉆機(jī)進(jìn)行監(jiān)測，并且生成報(bào)表，方便對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理。本文針對這一系統(tǒng)的總體方案進(jìn)行一定的分析，并指出了關(guān)鍵性的技術(shù)問題。

關(guān)鍵詞：煤礦；鉆機(jī)；性能綜合測試

隨著煤礦事業(yè)的不斷發(fā)展，煤礦的安全問題也受到了越來越多的重視。煤礦在生產(chǎn)的過程中，經(jīng)常會(huì)使用到鉆機(jī)，在對鉆機(jī)的生產(chǎn)的而生產(chǎn)制造的過程中，為了保證其質(zhì)量和安全經(jīng)常會(huì)進(jìn)行性各項(xiàng)指標(biāo)的測試，在煤礦的實(shí)際生產(chǎn)的過程中，也會(huì)對鉆機(jī)的工作情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的天空，避免出現(xiàn)安全事故。

一、綜合測試系統(tǒng)的總體方案

（一）系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

煤礦鉆機(jī)性能檢測系統(tǒng)可以對不同型號(hào)的鉆機(jī)進(jìn)行測試，同時(shí)還要保證整個(gè)測試系統(tǒng)的架構(gòu)的合理性和完整性，并且要在設(shè)計(jì)的時(shí)候就要對接口的兼容性進(jìn)行重視和分析，這樣才能更好的完成與系統(tǒng)設(shè)備的信息交換。此外，還要保證綜合系統(tǒng)具有良好的可靠性和維護(hù)性的指標(biāo)，在系統(tǒng)受到不良的環(huán)境的影響的情況下，依舊可以保證設(shè)備的正常運(yùn)行。而且采集的數(shù)據(jù)要合理，要對數(shù)據(jù)的的保存和處理都有一定的保障，綜合測試系統(tǒng)具有一定的人工智能的技術(shù)，可以讓檢測更加精準(zhǔn)，而且綜合測試系統(tǒng)必須要在相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)之下進(jìn)行，保證系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)性能。

（二）綜合測試的內(nèi)容

煤礦鉆機(jī)的性能綜合測試一般都是包括一系列的標(biāo)準(zhǔn)檢測內(nèi)容的指標(biāo)，根據(jù)根據(jù)MT/T356-94《煤礦井下安全鉆機(jī)技術(shù)條件》，MT/T 640--1996（（煤礦用安全鉆機(jī)參數(shù)系列》，《鉆機(jī)質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范》等標(biāo)準(zhǔn)文件的內(nèi)容可以得出，馬達(dá)進(jìn)油量、水壓力、輸出功率、軸功率、小泵油壓、馬達(dá)噪聲、溫度、大氣濕度、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、鉆進(jìn)推進(jìn)進(jìn)程和冷卻水流量等27項(xiàng)都是相關(guān)的檢測指標(biāo)，性能綜合檢測系統(tǒng)通過對這些指標(biāo)進(jìn)行動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)的監(jiān)測和跟蹤，可以最大程度的保證煤礦生產(chǎn)的安全。

二、綜合測試系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)

（一）硬件的設(shè)計(jì)

煤礦鉆機(jī)性能檢測系統(tǒng)的硬件組成主要包括三個(gè)部分：專項(xiàng)的檢測儀器設(shè)備、通信電路以及測試用計(jì)算機(jī)。專項(xiàng)的檢測設(shè)備主要包括的是拉力傳感器、溫度傳感器以及液體流量計(jì)等，之后就是對數(shù)據(jù)進(jìn)行一定的分析，基本上的三種情況就是將采集后的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，然后通過系統(tǒng)的接口向外界發(fā)送；將采集到的數(shù)據(jù)編程數(shù)字信號(hào)，但是沒有接收到請求是不會(huì)主動(dòng)向外界發(fā)送信號(hào)的；單一的模擬傳感器，并不能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)化和傳送，徐亞在外界的數(shù)顯表的作用之下，才能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的傳送。測試計(jì)算機(jī)和專項(xiàng)檢測設(shè)備的連接主要是通過外界的窗口線路來實(shí)現(xiàn)的，這樣可以加強(qiáng)與遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)的連接。

（二）軟件的設(shè)計(jì)

（1）系統(tǒng)管理。對鉆機(jī)的性能綜合檢測系統(tǒng)進(jìn)行一定的系統(tǒng)管理，通過設(shè)置操作員的帳號(hào)、密碼等，對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行手工備份，提高系統(tǒng)的可靠性。

（2）參數(shù)設(shè)置。在定義連接的專項(xiàng)檢測儀器設(shè)備及其通信規(guī)則的時(shí)候，要對各個(gè)參數(shù)進(jìn)行合理取值范圍的設(shè)置，提高系統(tǒng)的精確程度。

（3）數(shù)據(jù)采集。在與專項(xiàng)檢測儀器設(shè)備進(jìn)行通信的時(shí)候，要及時(shí)獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)參數(shù)，并且對此進(jìn)行詳細(xì)的分析和處理。

（4）數(shù)據(jù)記錄。對數(shù)據(jù)進(jìn)行采集并進(jìn)行分析和處理之后，要自動(dòng)或手工選擇時(shí)間段、時(shí)間點(diǎn)，生成一定的鉆機(jī)性能的綜合測試報(bào)告，并且需要進(jìn)行記錄和備份，方便今后的查閱和分析。

（5）數(shù)據(jù)打印。對出現(xiàn)的收集分析的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理之后，就要打印出正式的測試報(bào)告，這樣就可以對企業(yè)的信息等表頭數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)的調(diào)整和評價(jià)。

（6）測試報(bào)告查詢。查詢、打印歷史上的某次測試報(bào)告，可選表格和圖形方式。

（7）歷史數(shù)據(jù)分析。運(yùn)用人工智能技術(shù)對數(shù)據(jù)庫中的歷史測試數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)潛在的知識(shí)和數(shù)據(jù)，方便研發(fā)人員的下一次分析和研究。

三、關(guān)鍵技術(shù)問題

（一）多線程調(diào)度

在煤礦鉆機(jī)上的性能檢測系統(tǒng)要想與多種設(shè)備進(jìn)行聯(lián)系和通信，就需要已使用多編程調(diào)度的技術(shù)。一般來說，應(yīng)用程序所創(chuàng)建的線程一般都會(huì)在休眠的狀態(tài)下造成很多時(shí)間的浪費(fèi)，只是單獨(dú)的等待事件的發(fā)生。在這個(gè)時(shí)候，其他的線程也可能會(huì)進(jìn)入到休眠的狀態(tài)，只被定期喚醒以輪詢更改或更新狀態(tài)信息。線程池是為系統(tǒng)提供足夠動(dòng)力的保障，可以對線程的使用進(jìn)行滿足，但是由于鉆機(jī)性能檢測系統(tǒng)在檢測的過程中，所有的傳感器都是連續(xù)的，設(shè)備和線程之間存在著聯(lián)系，因此在系統(tǒng)和設(shè)備的通信中不能使用線程池，以免對設(shè)備出現(xiàn)難以控制的現(xiàn)象。因此在鉆機(jī)系統(tǒng)檢測中，使用線程池只是做數(shù)據(jù)測處理工作，并不是為了實(shí)現(xiàn)真正意義的通信的。

（二）數(shù)模轉(zhuǎn)換

煤礦的鉆機(jī)性能在檢測系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測的過程中，使用的串口模塊都是分布式的，這種舊的檢測設(shè)備會(huì)存在一定的設(shè)計(jì)缺陷或者不良接地，在使用的過程中很容易機(jī)會(huì)對系統(tǒng)的穩(wěn)定性造成影響。在這樣的技術(shù)水平之下，有部分傳感器有配套的數(shù)模轉(zhuǎn)換PCI卡，但是這些PCI卡專用性非常強(qiáng)，而且都必須單獨(dú)占用一個(gè)PCI插槽，這樣機(jī)會(huì)限制同時(shí)接入的數(shù)量。解決這些出現(xiàn)的問題就需要使用了LU一902MR位式調(diào)節(jié)儀，它可以度大部分的傳感設(shè)備的額模擬信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，而且很大程度上提高了系統(tǒng)的可靠性和靈活性，讓鉆機(jī)的性能綜合測試系統(tǒng)在各種惡劣的環(huán)境和條件下也能夠進(jìn)入到穩(wěn)定的工作狀態(tài)之中。

四、結(jié)語

總而言之，在經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展之下，各種行業(yè)都需要進(jìn)行技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展，煤礦行業(yè)作為我國的重要性的能源型產(chǎn)業(yè)，其重要性是不言而喻的，因此需要對此進(jìn)行發(fā)展。煤礦的鉆機(jī)性能檢測技術(shù)是一項(xiàng)對煤礦產(chǎn)業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新，它實(shí)現(xiàn)了煤礦行業(yè)數(shù)字化的檢測技術(shù)，在對煤礦鉆機(jī)生產(chǎn)制造中進(jìn)行了各項(xiàng)性能指標(biāo)的系統(tǒng)的檢測，避免了安全事故的發(fā)生，給煤礦行業(yè)的發(fā)展帶來了更多的契機(jī)。

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