海口西门子模块代理商DP电缆供应商

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内容摘要 引入和运用煤矿井下人员定位系统, 工作人员佩戴的电子标签通过井下监控节点向监控传送他们的位置信息, 实时掌握每个人在井下的位置及活动轨迹, 对煤矿的生产将有积作用, 在一定程度上减少人员伤亡。平时, 上传的位置信息也可以用做工作人员的考勤记录。

        目前, 煤矿井下普遍存在入井人员管理困难, 管理人员难以及时掌握井下人员的动态分布及作业情况, 一旦事故发生, 对井下人员的抢救缺乏信息, 抢险救灾、救护的效率低。引入和运用煤矿井下人员定位系统, 工作人员佩戴的电子标签通过井下监控节点向监控传送他们的位置信息, 实时掌握每个人在井下的位置及活动轨迹, 对煤矿的生产将有积作用, 在一定程度上减少人员伤亡。平时, 上传的位置信息也可以用做工作人员的考勤记录。

1　射频识别技术

111　射频识别发展

        RFID是20世纪90年代兴起的一种非接触式的新型自动识别技术, 它利用无线传输方式进行双向数据通信, 进而达到自动识别并交换信息的目的。近年来, 自动识别技术得到了快速普及和推广, 自动识别方法多种多样: 条形码是一种应用广泛、廉价的自动识别术, 但条形码信息量小, 不能改写; 有触点排的IC卡是电子数据载体普遍的结构, 但在许多情况下, 机械触点的接通是不的;RF ID却可以让物品实现真正的自动化管理, 其优势非常明显: 存储信息量大, 每一个产品拥有的ID号; 读写不需要光源, 可以透过外部材料读取数据; 使用寿命长,能在恶劣环境下工作; 能够轻易嵌入或附着在不同形状、类型的产品上; 读取距离远, 可以写入及存取数据, 实现标签的内容动态改变; 能够同时处理多个标签; 标签的数据存取有密码保护, 性高; 可以对RF ID标签所附着的物体进行。

112　射频识别系统组成

射频识别系统主要由Tag、读写器、天线等组成, 一般还需要其他软硬件的支持。
1) 读写器。读写器可以简化为两个基本的功能模块:高频接口模块(发送器和)和控制单元两部分。读写器读取电子标签中的信息, 然后将信息发送到地面监控。

2) 无源电子标签。电子标签由耦合元件和ASIC ( IC)组成。无源电子标签, 即没有自己的电源供给的电子标签,由读写器发出的高频场提供能量。模拟配合解调器从电子标签天线吸收电流, 整流后使电容充电, 再经稳压后为电子标签供电。

2　CAN总线技术 
        CAN是由ISO定义的串行通讯总线, 初应用在80年代末的汽车工业里。它具有高位速率、高抗电磁干扰性、高性而且能够检测到产生的任何错误。CAN在微控制器之间需要互相通信或微控制器和远程的外围器件要互相通信的情况下是一个理想的解决方法, 在各种控制系统得到了广泛应用。

        CAN采用了新技术及特的设计, 与RS485相比具有的性、实时性和灵活性。CAN具有多主节点的网络特性, 总线利用率高, 速度快, 可扩充性好,通讯距离长, 加中继器通讯距离可达数十千米, 具有的错误处理和检错机制, 个别节点失效并不影响整个通讯网络的运行, 实时性好等优点。另外, CAN的双向通信弥RS485半双工通信的缺陷, 不仅能够实现位置信息的上传, 当需要时还可以实时修改井下某监控接点信息。比较可知, RS - 485 网络除了硬件成本、开发难度比CAN -bus网络稍具优势外其他性能方面都没有可比性。在产品新速度特别快的今天, 如果将产品的上市时间, 产品的后期维护软件开发难度等计算在一起, RS - 485 的硬件成本优势也变得不十分明显, 因而用CAN 总线取代RS - 485 总线是一种比较的方案。

3　煤矿井下人员定位系统设计

311　定位系统基本构成

        系统由井上与井下两部分设备组成。井上设备主要由监控(包括)及共享网络终端等组成; 井下设备以CAN总线作为主传输途径, 开发相应的煤矿井下人员监控节点, 配合天线、电子标签、传输介质、中继器R等与监控挂接, 从而实现井下作业人员的定位和管理。系统网络结构如图1所示。

希望通过分析继电器控制、PLC控制和其它电路的各自特点，能对各种控制方式有进一步的认识。从而在工作中好的选择控制电路。
一、继电器控制
继电器是我们生活中常用的一种控制器件，通俗的意义上来说就是开关，在条件满足的情况下关闭或者开启。继电器的开关特性在很多的控制系统尤其是离散的控制系统中得到广泛的应用。从另一个角度来说，由于为某一个用途设计使用的电子电路，终或多或少都需要和某一些机械设备相交互，所以继电器也起到电子设备和机械设备的接口作用。简单的电气控制比如：只有几个电动机的简单起、停控制，用继电器控制是合适的，而且非常稳定。我厂的烧毛机电气控制就是用的继电器控制。DILO公司（的针刺机生产商）生产的预针刺机和针刺机都是用继电器加模拟量模块等控制的。设备运行至今没有发生电气故障。

在有些复杂的电气控制，需要逻辑运算、数学运算、系统监控、联网与通信等；组成大的控制系统等使用PLC控制。在一些本身控制比较简单或者连锁控制较少的电气控制上使用继电器控制电路。而有些模拟信号的处理可以用单的成品电路来执行，这样的性加。设备运行和维护也方便省事。总之各种控制电路要根据其自身特点，扬长避短、充分发挥各种电路的优点，进行合理的组合搭配，这样的控制电路方才是为科学合理的控制。不能图省事或某个控制就是的的，将各种电路的优点汇聚在一起，得到的优势才是大的。

    近年来，随着汽车工业及其它各行业的快速发展，尤其是节能与效率方面各种高标准的提出，对密炼机的性能提出了高的要求。而我国的密炼机生产厂家在对国外密炼机进行引进吸收的基础上，对自己的密炼机产品进行了大量的技术改进和，如采用了各种构型的转子(销钉转子、同步转子、可调距转子)、液压上栓、液压式转子端面密封、PID温度自动控制系统、计算机全自动监控等。目前我国生产的大型密炼机主要是大连冰山橡塑机械公司的XM系列和益阳橡机厂的GK系列，已实现了系列化。各密炼机生产厂家对密炼机所做的主要改进体现在以下一些方面。

1 技术特点，采纳开发新的技术结构
为适应工艺发展的要求，技术特点，采纳开发新的技术结构。主要改进是：
1.1 传动系统多样化
为适应不同的橡胶工艺需求和国产配套条件的制约，密炼机的传动系统采用多种形式。
(1)双速电动机配单速减速机。通过电机的变速使密炼机的转子转速获得双速变化。如XM-270×20×40密炼机即为1000／500kW双速电机，使转子获得以40／20r／min的两种转速。
(2)单速电动机配变速减速机。通过减速机换档变速使转子获得不同的转速。如大连冰山橡塑机械公司的XM—270×20×30×40×60型密炼机就是通过减速机换四档而使转子具有20、30、40、60?r/min的四种可变转速。
(3)变速电机(如：直流电动机、变频电动机等)配单速减速机，使转子具有无级变速功能，可以适应广泛的炼胶工艺要求。
1.2 推进减速机强化、优化设计，采用集中传动结构
针对密炼机负荷性加大、载荷周变频率加快而引起偶发断齿现象，对减速机进行优化设计、强化设计。在合理地*材质，严格热处理工艺和中硬齿面的精密加工工艺上下工夫，使减速机整体结构紧凑、、噪声低、操作环境良好。
1.3 加料装置结构趋合理、实用 
(1)适当加大加料装置风缸直径，适合我国橡胶厂、轮胎厂风压普遍偏低的情况，使胶料获得较大的压力，以提高炼胶效率。
(2)在风缸下加设支座，使维修和换密封有较大的空间，方便。
(3)压和胶料接触的表面用堆焊硬质合金或镀硬铬，使之加耐蚀。
(4)压可以通水冷却，增强对炼胶的冷却效果。
(5)在加料装置与密炼室连接处，采用四块板衔接，不仅和便于维修，而且使密炼室的组装加简便。
1.4 混炼部分的结构不断新，趋于
(1)转子结构多样化。随着炼胶配方和工艺的发展，对密炼机转子结构也提出了新的不同要求。通过多年的研究，除传统转子外，还开发出销钉转子、同步转子、可调距转子等。它们不仅在转子形状结构上有很大改进，并且对螺棱部分增加特制冷却通道，使之适合不同胶料和炼胶工艺的要求，混炼效果好，。
(2)转子采用新材质，机械性能优异，铸造性能好、可焊性强。并在转子工作部分表面堆焊高硬度的硬质合金，做精密的整形加工，或表面镀硬铬，使转子具有好的耐蚀性能，且自洁性好。
(3)转子端面密封装置普遍采用拨叉外压式密封结构，保证高压润滑油注入密封端面，精密地调整、研合密封面，使整个端面密封。
(4)改进密炼室组装结构，采用定位板、定位楔块及销，配有硬度适宜的大螺栓组合，使密炼室整体结构刚性足，坚固，装卸方便。
(5)密炼室采用周围钻孔的冷却结构，内壁堆焊硬质合金，表面，冷却效果。
1.5 采用撑料、密封的下落式卸料结构
(1)下落式卸料，其下栓表面进行严格的精密加工，可以通水冷却，与胶料接触面堆焊硬质合金，亦可以增镀硬铬，使之冷却效果好，且密封。
(2)在中小型机种中采用结构简便的液压插板式锁紧结构(两端插销式，侧面插板式)，在大型机种上采用曲拐铰链式锁紧机构，摩擦力小、刚性好、自锁性强，因此锁紧、开闭畅通。
(3)卸料门摆动采用液压齿条、齿轮驱动机构，较之摆动旋转油缸等结构受力均匀、结构简便、、无；中击现象。对大型机种则采用双齿条单齿轮驱动机构，加平稳，提高了卸料的开合速度和使用寿命。

       目前，大连冰山橡塑机械公司和益阳橡机厂生产的这两种系列的密炼机均达到了国外同类产品的技术水平，已经了，取代了进口。而且益阳橡机厂的GK270密炼机被米其林公司批量采用，说明我国的密炼机已经具有了相当高的水平。

2 分批混炼与连续混炼
        目前，工业化国家正在投入大量的人力物力进行胶料连续混炼的研究，因为连续混炼具有：可大幅提高生产效率、由一条生产线取代密炼机及上下辅机、简化设备结构、降低能耗、提高混炼胶质量和稳定性、容易实现操作等优点。虽然受到喂料采用胶粒或胶粉等条件的限制，而迟迟不能推广，但仍受到高度的重视，被认为是未来炼胶设备的发展方向。

2.1 分批混炼
2.1.1 分批混炼的优点
(1)可输送不同规格和形状的原材料。
(2)能在少量物料或无准备情况下用手动或自动方式加料。
(3)可以采用手动或简单的PLC操作。 
(4)通过速度控制或特殊转子设计，使原材料得到充分混炼，能得到较高剪切或较低粘度的混炼胶。
(5)不管小批量或大批量生产，均能进行经济操作。
(6)设备坚固，使用寿命长。

2.1.2 分批混炼的缺点
(1)经常装料、卸料，不能充分利用电能。
(2)当大批量混炼胶直接通过开炼机或其它压片加工时，热量改变。
(3)混炼过程中，排出大量含有有害化合物的气体。
(4)劳动强度大，需一名操作人员。
(5)设备笨重，安装费用高。 
(6)称重会略有不同，批料与批料之间有重量差异。
(7)混炼胶需要二次设备进行成型或搬运。 
选择混炼设备时，充分了解连续加工生产线的优缺点。
2.2 连续混炼
2.2.1连续混炼的优点
(1)能量消耗稳定，没有大的峰值，节能。 
(2)根据某些参数要求(温度、功率等)，使混炼达到稳定状态。
(3)连续运行，需要的操作人员少。
(4)连续小批量排胶所产生的热历程比分批式混炼所产生热历程均匀。 
(5)预混合配合剂均匀且生产状态稳定。
(6)安装费低。

2.2.2连续混炼的缺点
(1)不能加工流动性差的材料。
(2)需要采用的称量及计量设备。
(3)不易手动操作，适于自动控制。
(4)短期生产成本较高。
(5)排胶温度比分批混炼高。
(6)换混炼胶时，需要配置的设备。 
         分批混炼和连续混炼各有优缺点，须根据具体情况如胶料性能等确定。但随着适用于连续混炼设备的热塑性弹性体(如粒状、流动性好的三元乙丙胶等)在传统橡胶工业中的广泛应用，连续混炼技术机设备越来越受视，经多年研究在国外已有很大进展，如三海公司的CCC低温连续混炼技术，能降低能耗50%，降62%，这是很有诱惑力的，但这种技术的详细情况仍然处于保密之中。以下介绍的是几种连续混炼机。

3 国外连续混炼机
        多年来，塑料工业已有几种通用的连续混炼设备。经某些改进，这些密炼机已用于混炼特殊的混炼胶。连续混炼设备的型号可以选择。大多数采用正旋转双螺杆，它能够按各种螺杆部件和机筒部件规格定做。有些连续混炼设备有明显的不同。下面是这些连续混炼设备类型的简介。

3.1 FCM连续混炼机
         FCM连续混炼机是一种双转子相对旋转装置。它是一种相当短的混炼设备，其长径比大约为15：1。该设备包括两个转子，其转子安装在光滑的混炼室内，与本伯里密炼机的布置相似。密炼机的一端装有加料斗，原材料通过该加料斗喂入密炼机。其对应端上装有一个卸料门，混炼好的胶料通过该卸料门排出。

        其转子是本伯里密炼机转子设计的。转子上有一类似于挤出机螺杆的供料段，其主要用途是把原材料推进密炼机内。与其邻接的是正、反向螺旋状物，其主要用途是提供充分和广泛的混炼。除此之外，还有椭圆形翼，该翼用于通过卸料门开口排出物料。 

         这种密炼机明显的特征是连续供料。密炼机的生产率基于喂料速率。保持恒定供料，可以提高转子转速，以得到大的剪切力，或者稍微关闭卸料门，提高排胶温度。密炼机在常压下操作，形成立混炼环境，不受成型要求的影响。根据这一特征，FCM装置能够混炼剪切率和温度高的物料，同时也能混炼低剪切率和对温度为敏感的物料。

         目前全世界有1000多台这样的密炼机在使用中。这种密炼机原为胶料的连续混炼而设计，现大多数用于塑料工业。生产能力从100到1000001b／h以上。

3.2 法雷尔MVX(混炼，排气，挤出) 
        MVX包括一台装有两个三角形相对旋转转子的密炼机，该密炼机与一台挤出机紧密配置，使混炼和挤出可同时进行。尽管这种密炼机当初是为塑料工业而设计，但后来发现其适合橡胶工业。 

        加料装置是一种简单的气动上栓，上栓迫使自由流动物料进入混炼室。上栓往复运动可保持所需的压力。当物料直接通过混炼室时，将成为六个滚动堆积胶团，滚动堆积胶团由挡胶板挡住，以防未混炼物料短循环。 

         机组的生产率与挤出速度有关。水和空气由喂料螺杆后端排出。挤出机头端部可以安装胶条输送装置或造粒装置。该机组的生产率为1000-100001b／h。

3.3 FTX双螺杆挤出机
         FTX是一种正旋转双螺杆挤出机，见图2，有各种配置，以满足用户各种混炼要求。这些配置由多种螺杆和机筒部件组成。由于工程树脂需在高温下混炼，使这种连续混炼设备变得为通用。遗憾的是，这种螺杆)令却问题很难解决，不适于混炼温度敏感的物料。混炼室机筒部件的设计可在不破坏构造的前提下获得的混炼效果。这些机筒部件也可用真空排气以及在下道工序添加其它配合剂{如增塑剂}的设计。该机的长径比几乎不受限制。

        捏炼件呈螺旋状，可提供起码的充分混炼。近采用的新结构对混炼温度敏感的物料提供了较大的可能性，这些部件为六角型和FCM设计。这两种设计混炼时产生的热能较低，也可以采用流动形式，以确保物料良好的分散和均匀分布。FCM区段实现了正向和反向混炼，而六角区段则给出流动形状，以便进行混炼操作。这些设计为双螺杆混炼混炼胶获得成功打下理论基础。

        显然，橡胶工业已准备采用连续混炼。虽然由于投资，分批式混炼机还不会很快被淘汰，但是流动性好的原材料以及设计新型的连续加工设备的采用，使这一发展成为必然趋势，这将开辟混炼工艺的新领域。通过对连续混炼设备的开发应用，许多混炼过程中的难题将迎刃而解，从而可以生产出为的橡胶产品。

4 结语
        今后，我国的密炼机生产厂家应注意进一步做好向密炼室大容量、主电机大功率，转子转速高速化、多级或无级化方向的发展，并解决好随之而来的主要零部件的加工及精度问题、关键部件的材质及表面处理问题、适应短周期的上、下辅机配套问题、联动和自动控制相配套问题以及高转速与橡胶加工工艺相适应的问题等，进一步提高我国密炼机的整体水平。

        但与此同时各密炼机生产厂家应当注意到，炼胶设备未来的主要发展方向是连续混炼。虽然受到喂料采用胶粒或胶粉等条件的限制，而迟迟不能推广，但因为连续混炼具有可大幅提高生产效率、由一条生产线取代密炼机及上下辅机，简化设备结构、降低能耗、提高混炼胶质量和稳定性、容易实现操作等等诸多优点，使其具有广阔的发展前景，尤其是随着热塑性弹性体等适宜连续混炼的新材料的广泛使用，这种趋势就加明显。发达工业国家早就投入了大量的人力物力和财力进行研究，并了一定的进展。如倍耐力公司的CCM连续混炼技术，与传统的炼胶方式相比，在设备投资、厂房面积、生产效率等方面都有很大的优势，以年产300万套轮胎为例，在炼胶车间设备投资方面，传统方法需2500万欧元，而CCM只需1000万欧元；厂房面积CCM只需800m2，而传统方法需3000m2；采用CCM技术可提高生产效率25%，节省能料消耗21%，且可得到好的产品质量。另外，采用CCM技术后，生产周期可由原来的24h减少到4.7h(指从订货到出货所需时间)，且为环保。这是一项非常的新技术，有可能对传统的橡胶加工业产生积而深远的影响，代表着混炼胶技术的发展方向。而在这方面，我国已经远远的落后于发达国家，至今没有见到相关方面的报道。我国密炼机生产厂家应当在对现有密炼机技术水平和质量做进一步提高的同时，加紧对连续混炼技术方面的开发与研究，及早的迎头赶上。