煤矿钻机性能综合测试系统研究

李金彪 李驰

摘 要：在煤矿的生产过程中会对钻机进行广泛的使用，因此需要对钻机的研发以及制造和使用进行各项性能的测试。为了保证检测的效率和质量，研发了一种煤矿钻机性能综合测试的系统，利用该系统可以对不同的煤矿钻机进行监测，并且生成报表，方便对数据进行分析和处理。本文针对这一系统的总体方案进行一定的分析，并指出了关键性的技术问题。

关键词：煤矿；钻机；性能综合测试

随着煤矿事业的不断发展，煤礦的安全问题也受到了越来越多的重视。煤矿在生产的过程中，经常会使用到钻机，在对钻机的生产的而生产制造的过程中，为了保证其质量和安全经常会进行性各项指标的测试，在煤矿的实际生产的过程中，也会对钻机的工作情况进行实时的天空，避免出现安全事故。

一、综合测试系统的总体方案

（一）系统设计原则

煤矿钻机性能检测系统可以对不同型号的钻机进行测试，同时还要保证整个测试系统的架构的合理性和完整性，并且要在设计的时候就要对接口的兼容性进行重视和分析，这样才能更好的完成与系统设备的信息交换。此外，还要保证综合系统具有良好的可靠性和维护性的指标，在系统受到不良的环境的影响的情况下，依旧可以保证设备的正常运行。而且采集的数据要合理，要对数据的的保存和处理都有一定的保障，综合测试系统具有一定的人工智能的技术，可以让检测更加精准，而且综合测试系统必须要在相关的技术标准之下进行，保证系统的标准性能。

（二）综合测试的内容

煤矿钻机的性能综合测试一般都是包括一系列的标准检测内容的指标，根据根据MT/T356-94《煤矿井下安全钻机技术条件》，MT/T 640--1996（（煤矿用安全钻机参数系列》，《钻机质量检验标准规范》等标准文件的内容可以得出，马达进油量、水压力、输出功率、轴功率、小泵油压、马达噪声、温度、大气湿度、转矩、转速、钻进推进进程和冷却水流量等27项都是相关的检测指标，性能综合检测系统通过对这些指标进行动态实时的监测和跟踪，可以最大程度的保证煤矿生产的安全。

二、综合测试系统的硬件设计和软件设计

（一）硬件的设计

煤矿钻机性能检测系统的硬件组成主要包括三个部分：专项的检测仪器设备、通信电路以及测试用计算机。专项的检测设备主要包括的是拉力传感器、温度传感器以及液体流量计等，之后就是对数据进行一定的分析，基本上的三种情况就是将采集后的数据转换成数字信号，然后通过系统的接口向外界发送；将采集到的数据编程数字信号，但是没有接收到请求是不会主动向外界发送信号的；单一的模拟传感器，并不能够实现数字信号的转化和传送，徐亚在外界的数显表的作用之下，才能够实现数据的传送。测试计算机和专项检测设备的连接主要是通过外界的窗口线路来实现的，这样可以加强与远程计算机的连接。

（二）软件的设计

（1）系统管理。对钻机的性能综合检测系统进行一定的系统管理，通过设置操作员的帐号、密码等，对数据库进行手工备份，提高系统的可靠性。

（2）参数设置。在定义连接的专项检测仪器设备及其通信规则的时候，要对各个参数进行合理取值范围的设置，提高系统的精确程度。

（3）数据采集。在与专项检测仪器设备进行通信的时候，要及时获取相应的数据参数，并且对此进行详细的分析和处理。

（4）数据记录。对数据进行采集并进行分析和处理之后，要自动或手工选择时间段、时间点，生成一定的钻机性能的综合测试报告，并且需要进行记录和备份，方便今后的查阅和分析。

（5）数据打印。对出现的收集分析的数据进行处理之后，就要打印出正式的测试报告，这样就可以对企业的信息等表头数据进行动态的调整和评价。

（6）测试报告查询。查询、打印历史上的某次测试报告，可选表格和图形方式。

（7）历史数据分析。运用人工智能技术对数据库中的历史测试数据进行挖掘，进而发现潜在的知识和数据，方便研发人员的下一次分析和研究。

三、关键技术问题

（一）多线程调度

在煤矿钻机上的性能检测系统要想与多种设备进行联系和通信，就需要已使用多编程调度的技术。一般来说，应用程序所创建的线程一般都会在休眠的状态下造成很多时间的浪费，只是单独的等待事件的发生。在这个时候，其他的线程也可能会进入到休眠的状态，只被定期唤醒以轮询更改或更新状态信息。线程池是为系统提供足够动力的保障，可以对线程的使用进行满足，但是由于钻机性能检测系统在检测的过程中，所有的传感器都是连续的，设备和线程之间存在着联系，因此在系统和设备的通信中不能使用线程池，以免对设备出现难以控制的现象。因此在钻机系统检测中，使用线程池只是做数据测处理工作，并不是为了实现真正意义的通信的。

（二）数模转换

煤矿的钻机性能在检测系统进行监测的过程中，使用的串口模块都是分布式的，这种旧的检测设备会存在一定的设计缺陷或者不良接地，在使用的过程中很容易机会对系统的稳定性造成影响。在这样的技术水平之下，有部分传感器有配套的数模转换PCI卡，但是这些PCI卡专用性非常强，而且都必须单独占用一个PCI插槽，这样机会限制同时接入的数量。解决这些出现的问题就需要使用了LU一902MR位式调节仪，它可以度大部分的传感设备的额模拟信号进行转换，而且很大程度上提高了系统的可靠性和灵活性，让钻机的性能综合测试系统在各种恶劣的环境和条件下也能够进入到稳定的工作状态之中。

四、结语

总而言之，在经济的不断发展之下，各种行业都需要进行技术的创新和发展，煤矿行业作为我国的重要性的能源型产业，其重要性是不言而喻的，因此需要对此进行发展。煤矿的钻机性能检测技术是一项对煤矿产业的技术创新，它实现了煤矿行业数字化的检测技术，在对煤矿钻机生产制造中进行了各项性能指标的系统的检测，避免了安全事故的发生，给煤矿行业的发展带来了更多的契机。

参考文献：

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