基于FPGA的多路礦用氣體傳感器調(diào)校系統(tǒng).pdf

1、在煤礦安全生產(chǎn)過程中，礦用氣體傳感器起著至關(guān)重要的作用，它可以實(shí)時(shí)監(jiān)測礦井下的各種有毒有害氣體，所以它的可靠性和靈敏度是非常重要的。國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局對礦用氣體傳感器的定期調(diào)校作了完善的規(guī)定。利用礦用氣體傳感器調(diào)校系統(tǒng)可以有效地完成礦用氣體傳感器的顯示值、響應(yīng)時(shí)間和報(bào)警功能的調(diào)校，確保煤礦的安全生產(chǎn)。
　　由于礦用氣體傳感器的大量使用，大中型煤礦生產(chǎn)過程中需要調(diào)校的傳感器數(shù)量非常大，而目前的調(diào)校系統(tǒng)最多只能對4-8臺(tái)傳感器進(jìn)

2、行同時(shí)調(diào)校，有時(shí)在一個(gè)周期內(nèi)根本無法完成對傳感器的調(diào)校，成為制約煤炭生產(chǎn)的主要瓶頸。針對上述問題，本文設(shè)計(jì)了一種基于FPGA的多路礦用氣體傳感器調(diào)校系統(tǒng)，該系統(tǒng)以C8051F020單片機(jī)和FPGA協(xié)同工作作為核心控制器件，通過與工控機(jī)的通信實(shí)現(xiàn)同時(shí)對64臺(tái)礦用氣體傳感器的自動(dòng)調(diào)校。該系統(tǒng)分為工控機(jī)、氣路控制、信號采集和紅外調(diào)校四個(gè)模塊，其中工控機(jī)模塊負(fù)責(zé)調(diào)校指令的發(fā)送、數(shù)據(jù)的采集處理和調(diào)校過程的監(jiān)控;氣路控制模塊負(fù)責(zé)對標(biāo)準(zhǔn)氣體進(jìn)氣氣路的

3、切換、通入標(biāo)準(zhǔn)氣體流量的控制和64路氣體傳感器氣路的控制;信號采集模塊負(fù)責(zé)采集64路氣體傳感器的輸出信號作為調(diào)校的依據(jù);紅外調(diào)校模塊負(fù)責(zé)對64路礦用氣體傳感器發(fā)送紅外調(diào)校信號實(shí)現(xiàn)調(diào)校任務(wù)。
　　針對在對64路礦用氣體傳感器同時(shí)調(diào)校時(shí)，由于單片機(jī)I/O口和其他片上資源的限制，難以實(shí)現(xiàn)同時(shí)對64路礦用氣體傳感器調(diào)校的問題，應(yīng)用FPGA對單片機(jī)進(jìn)行擴(kuò)展，由FPGA負(fù)責(zé)對64路氣體傳感器氣路的控制、64路氣體傳感器的輸出信號的采集以及64

4、路礦用氣體傳感器紅外調(diào)校信號的發(fā)送，保證了多路礦用氣體傳感器調(diào)校系統(tǒng)調(diào)校任務(wù)的完成。
　　對多路礦用氣體傳感器調(diào)校系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)調(diào)試，調(diào)試結(jié)果表明:該系統(tǒng)能有效完成同時(shí)對64臺(tái)礦用氣體傳感器的調(diào)校任務(wù)，具有精度高、效率高、穩(wěn)定性好的特點(diǎn);更重要的是，在對大批量礦用氣體傳感器進(jìn)行調(diào)校時(shí)，該系統(tǒng)調(diào)校速度快，調(diào)校時(shí)間短，保證了大中型煤礦大批量礦用氣體傳感器調(diào)校任務(wù)的完成，確保煤礦的正常生產(chǎn)。而且本系統(tǒng)利用單片機(jī)和FPGA協(xié)同工作，充分利