礦用救生艙測(cè)試系統(tǒng)的研制.pdf

1、礦井中瓦斯煤塵爆炸、井下透水、失火、礦井頂板坍塌等事故，及引起的連鎖事故導(dǎo)致大量人員受傷遇難，一直以來(lái)來(lái)困擾著煤炭開(kāi)采人員，限制著我國(guó)煤炭業(yè)的發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計(jì)我國(guó)大中型煤礦每年千人死亡率長(zhǎng)期在0.5以上，而世界主要產(chǎn)煤國(guó)家的死亡率基本在0.2左右。
　　主要是因?yàn)閲?guó)外的煤炭安全法規(guī)嚴(yán)格，救生設(shè)備研制開(kāi)發(fā)成熟。目前為止加拿大美國(guó)等公司已經(jīng)生產(chǎn)出幾代的救生艙設(shè)備，而我們國(guó)內(nèi)的井下救援設(shè)備到06年已初見(jiàn)規(guī)模，但對(duì)礦用救生艙的性能測(cè)試、評(píng)價(jià)、

2、考核等仍存在很多問(wèn)題。所以研制一套礦用救生艙測(cè)試系統(tǒng)變得尤為的重要。
　　本課題研究目標(biāo)是能夠結(jié)合人體呼吸代謝原理，替代真人在進(jìn)艙測(cè)試前獲得必要的數(shù)據(jù)，并能檢測(cè)出艙內(nèi)各種所需氣體和有害氣體實(shí)時(shí)的含量。選擇西門(mén)子PLC作為核心控制單元，研制了一組呼吸機(jī)設(shè)備來(lái)模擬真人的呼吸；結(jié)合人體呼吸代謝原理，設(shè)計(jì)了一套模擬人體呼出氣體成分配比的氣路系統(tǒng)，應(yīng)用PLC的PID硬件模塊來(lái)閉環(huán)控制各種氣體的配比，并通過(guò)計(jì)算改制了一個(gè)仿人體輻射加熱器和一個(gè)

3、空氣加濕器，用PLC的開(kāi)關(guān)量來(lái)進(jìn)行控制；同時(shí)通過(guò)PLC與各種氣體分析儀連接，采集、檢測(cè)救生艙內(nèi)氣體成分含量，然后將測(cè)量數(shù)據(jù)顯示在上位機(jī)界面上，并且能通過(guò)上位機(jī)實(shí)現(xiàn)手動(dòng)控制PLC等設(shè)備。
　　本文詳細(xì)介紹了救生艙測(cè)試系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案，外圍氣路的連接、電路的設(shè)計(jì)，各部分工作原理與調(diào)控方案，簡(jiǎn)單介紹了呼吸機(jī)、仿人體加熱器、加濕器的原理與機(jī)械結(jié)構(gòu)。說(shuō)明了如何使用西門(mén)子S7-300PLC的編程軟件進(jìn)行編程控制，和組態(tài)王軟件實(shí)現(xiàn)了與S7-3