避難艙環(huán)境模擬分析及測試系統(tǒng)的研制.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、我國作為煤炭生產(chǎn)大國,煤炭產(chǎn)量約占世界總產(chǎn)量的三分之一左右,然而每年由于礦難事故造成傷亡人數(shù)卻占世界總傷亡人數(shù)的80%,居世界之首。頻發(fā)的礦難事故引起了世界各國的關注,目前各國都致力于井下避難艙系統(tǒng)的研制,然而避難艙系統(tǒng)設計完成后如何對其進行測試成為一個關鍵問題。因此,為評估測試避難艙的環(huán)境控制和生命保障系統(tǒng)有效性,本文在對避難艙進行環(huán)境模擬分析的基礎上,研制了避難艙測試系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以替代真人進艙實驗,模擬1-36人代謝過程,實時監(jiān)測

2、艙內(nèi)氧氣、二氧化碳等氣體濃度以及溫度、濕度等艙內(nèi)的環(huán)境變化,從而為避難艙系統(tǒng)的檢驗提供測試和依據(jù)標準。
  本文對測試系統(tǒng)模擬人體代謝工作原理、測試系統(tǒng)各模擬分系統(tǒng)的設計以及上位機軟件的設計等都進行了詳細的介紹。理論方面通過建立人體在艙內(nèi)的換氣模型,仿真模擬艙內(nèi)各氣體濃度和壓力變化過程,根據(jù)人體呼吸代謝原理,本文提出幾種可行的模擬人體代謝方案,并分別對比分析,最終采用抽取置換氣體的方案。系統(tǒng)硬件設計選擇西門子中檔型S7-300PL

3、C作為系統(tǒng)控制主機,同時開發(fā)設計了模擬人體熱輻射和產(chǎn)濕功能的溫濕度系統(tǒng)以及模擬人體代謝的仿人工呼吸機,并對仿人工呼吸機的機械結構和工作原理做了具體論述。軟件方面下位機控制系統(tǒng)在STEP7軟件平臺上進行硬件組態(tài)和編程,上位機監(jiān)控軟件選擇組態(tài)王進行界面設計和編程,實現(xiàn)對艙內(nèi)各環(huán)境參數(shù)的顯示、報警、數(shù)據(jù)存儲和報表輸出等功能。本測試系統(tǒng)經(jīng)實際現(xiàn)場運行測試,能夠滿足設計要求,模擬人體代謝,實時監(jiān)測艙內(nèi)環(huán)境變化,可以實現(xiàn)對避難艙系統(tǒng)的檢測和評估的功

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