随着社会的发展以及安全生产意识的提高,和对煤矿安全生产的关注和投入比重越来越大,尤其将有毒有害易燃易爆气体的监控放在首要位置.在煤矿安全生产监控系统中,矿用气体传感器直接关系到整套监控系统的灵敏度和可靠性,在监控系统中起着举足轻重的作用.因此安全生产监督管理总局针对矿用气体传感器出台了一系完善的周期性校验规定.利用矿用气体传感器调校系统完成对矿用气体传感器的检定和校正工作,能够自动对矿用气体传感器的显示值稳定性,响应时间,检测误差和报警功能进行全面的测评,并校正检测误差使煤矿安全监控系统有效地发挥监控作用,保障煤矿生产安全. 本设计结合矿用气体传感器检定原理和红外信号控制原理,针对实际应用的需要,设计一种基于C8051F单片机的无人值守调校系统,该系统由一片C8051F020单片机作为控制核心,加以气路控制模块,红外控制模块,流量控制模块组成主体控制系统;由另一片C8051F020单片机作为数据采集核心,完成矿用气体传感器输出频率信号的采集,输出模拟量的采集,断电信号的读取.其中红外控制模块为整个无人值守调校系统的控制核心,为此重点研究红外控制原理及红外信号传输协议,开发一种逆向破解现有遥控器的红外信号传输协议,再由单片机根据该红外信号传输协议发送红外控制信号,达到校正矿用气体传感器的方法.流量控制模块采用带积分退饱和的PI控制器来实现气体流量控制器控制偏差的自动校正.频率测量模块采用以加大测量周期为改进的测周期测频原理,达到矿用气体传感器频率输出范围内的等精度测量的目的.为了实现监控系统与调校系统之间的数据通信,采用标准Modbus-rtu通信协议,开发了串口通讯软件. 本系统的研制进程已经到达完成实验调试并进入带标准气试运行阶段,运行结果表明:该系统控制准确率高,数据实时度高,检测精度高,抗干扰能力强,稳定性好,有效的解决了有毒有害气体传感器的校正检定问题,为传感器的使用者和检定人员提供了完整可靠的传感器性能参数,实现了矿用气体传感器的无人值守调校收。
