礦用救生艙測試系統(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致大量人員受傷遇難，一直以來來困擾著煤炭開采人員，限制著我國煤炭業(yè)的發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計我國大中型煤礦每年千人死亡率長期在0.5以上，而世界主要產煤國家的死亡率基本在0.2左右。
　　主要是因為國外的煤炭安全法規(guī)嚴格，救生設備研制開發(fā)成熟。目前為止加拿大美國等公司已經生產出幾代的救生艙設備，而我們國內的井下救援設備到06年已初見規(guī)模，但對礦用救生艙的性能測試、評價、

2、考核等仍存在很多問題。所以研制一套礦用救生艙測試系統(tǒng)變得尤為的重要。
　　本課題研究目標是能夠結合人體呼吸代謝原理，替代真人在進艙測試前獲得必要的數(shù)據(jù)，并能檢測出艙內各種所需氣體和有害氣體實時的含量。選擇西門子PLC作為核心控制單元，研制了一組呼吸機設備來模擬真人的呼吸；結合人體呼吸代謝原理，設計了一套模擬人體呼出氣體成分配比的氣路系統(tǒng)，應用PLC的PID硬件模塊來閉環(huán)控制各種氣體的配比，并通過計算改制了一個仿人體輻射加熱器和一個

3、空氣加濕器，用PLC的開關量來進行控制；同時通過PLC與各種氣體分析儀連接，采集、檢測救生艙內氣體成分含量，然后將測量數(shù)據(jù)顯示在上位機界面上，并且能通過上位機實現(xiàn)手動控制PLC等設備。
　　本文詳細介紹了救生艙測試系統(tǒng)的總體設計方案，外圍氣路的連接、電路的設計，各部分工作原理與調控方案，簡單介紹了呼吸機、仿人體加熱器、加濕器的原理與機械結構。說明了如何使用西門子S7-300PLC的編程軟件進行編程控制，和組態(tài)王軟件實現(xiàn)了與S7-3