煤矿机械CoalMineMachineryVol.37No.08Aug.2016第37卷第08期2016年08月图4温度采集模块程序流程图4监测软件简介及实验上位机监测软件采用组态王编写。组态王提供了MODBUS-RTU协议的驱动，十分方便与协调器进行通讯。监测软件主要功能有参数显示、报警、数据储存和历史数据查询。将该系统用在某煤矿的风机监测中，系统的布置情况如图5所示。由于风机在室外，因此监测风机温度、振动与负压的终端设备需要经过路由器才能将数据可靠地发送至协调器内。实验结果表明，系统运行正常。图5风机监测系统设备布置图该系统利用ZigBee组成无线传感器网络对矿用风机运行状态进行监测，通过实际应用验证了该方法的可行性。与传统的有线监测方法相比，系统的安装十分容易，使用也较为灵活，并且节约了大量成本，具有广阔的应用前景。参考文献：［1］郭巍，胡仁杰，蒋玮.无线传感器网络在配电设备监控中的应用研究［J］.电工电气，2009（3）：40-43＋47.［2］李绍民，董玉华.基于Zigbee的矿井安全监测系统设计［J］.大连民族学院学报，2014（5）：512-516.［3］黄迎辉，李新，王月英.基于ZigBee无线网络技术的矿井监测系统设计［J］.自动化与仪表，2010，25（7）：21-23＋31.作者简介：苏顺（1969-），山西朔州人，高级工程师，主要从事煤矿机电技术工作，电子信箱：ss690327@126.com.责任编辑：武伟民收稿日期：2016－06－24!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!doi:10.13436/j.mkjx.2016080640引言本文根据减压阀的结构原理，运用仿真软件AMESim基于AMESim两种不同阀口减压阀的仿真研究分析陶柳，王云，雷雄，王竞，滕峻林（四川工程职业技术学院，四川德阳618000）摘要：利用AMESim仿真软件搭建了不同阀口形状的减压阀模型，对比分析了环形槽及柱孔型节流口减压效果；进而以后者模型为例，分析了阻尼孔大小对减压阀动态特性的影响。得出柱孔型节流口在不增加减压阀整体体积的情况下具有较好的减压效果；阻尼口孔径越小，获得的出口压力稳定值越高，但是其达到稳定值的时间相对要变慢。此结论为减压阀结构参数的优化设计提供了依据。关键词：AMESim；节流口形状；建模；仿真中图分类号：TH137.5文献标志码：A文章编号：1003－0794（2016）08－0159－04SimulationAnalysisofReducingPressureValvewithTwoDifferentValvePortBasedonAMESimTAOLiu，WANGYun，LEIXiong，WANGJing，TENGJun-lin（SichuanEngineeringTechnicalCollege，Deyang618000，China）Abstract:ThedifferentmodelofthepressurereducingvalvewithtwodifferentvalveportwasbuiltedbasedontheAMESim,Analysisofthecirculargrooveandcolumngroovethrottlingdecompressioneffect;withthelattermodelasanexample,analyzedthedampingholesizeontheeffectofdynamiccharacteristicsofpressurereducingvalve.itisconcludedthatundertheconditionofthesamevolumeofthevalve,thecolumngroovedecompressioneffectisbetter;Dampingorificesizeissmaller,thehighertheoutletpressurestablevalueobtained,butrelativetostabilizethevalueoftimetoslowdown,Thisconclusionprovideabasisfortheoptimumdesignofstructuralparametersofpressurereducingvalve.Keywords:AMESim;throttlingmouthshape;modeling;simulation启动设备与协调器绑定绑定成功是否采集数据延时2s否否是解除当前绑定发送失败次数＞3高压室电力参数测量点RS232协调器温度测量点1#电机温度测量点振动测量点负压测量点上位机办公室门路由器房屋1#风机2#电机2#风机温度测量点振动测量点负压测量点窗户温度测量点发送成功发送数据至协调器是159中国煤炭期刊网 www.chinacaj.net

第37卷第08期Vol.37No.08基于AMESim两种不同阀口减压阀的仿真研究分析———陶柳，等对其进行建模，仿真分析节流口形状及阻尼口开口大小对减压阀输出压力及输出流量的影响，为阀的结构参数和控制器参数的优化设计提供了依据。1减压阀结构及工作原理图1为所要构建的减压阀，输入端压力为ps，输出端压力pR一方面通过阻尼小孔作用在阀芯左端；另一方面经管道输出以驱动负载。减压阀的主要目的是使阀的输出端能够维持一个预定的压力即弹簧力用来维持阀的打开状态：当负载压力降低时，弹簧力将阀打开，流量增加；若负载压力高，则阀部分关闭或全关闭，从而维持出口端压力的稳定。图1减压阀工作原理示意图减压阀阀口形状及同流面积对减压阀的性能影响较大，特别是减压效果，本文对减压阀2种不同的阀口形状通流面积进行计算分析，并利用AMESim进行仿真验证；进而对模型进行了优化，分析了阻尼口开口大小以及减压阀弹簧刚度对减压阀动态性能的影响。2模型的建立（1）环形节流口模型建立环形节流口示意图如图2所示。图2环形槽节流口示意图通过环形槽节流口的流量可以近似的用小孔流量方程来计算q=CqA2Δpρ姨（1）式中A———节流口的过流断面积；Cq———与节流口形状、液体流态、油液性质等因素有关的系数；Δp———节流口两端的压差；ρ———流体的密度。由于减压阀能通过其内部弹簧设定的压力来使阀口两端的压力恒定，那么式（1）中节流口两端的流量就取决于环形槽节流口通流面积的大小。环形槽节流口通流面积S1与开口x的函数方程为S1=πdsx（2）式中ds———活塞直径；x———开口重叠位移。利用AMESim的HCD库BAO011建立模拟环形槽节流口模型，如图3所示。图3环形槽节流口减压阀模型1.活塞（BA001）2.弹簧3.阀芯质量（MAS005-1）4.输出端节流口（OR0000－1）（2）柱孔型节流口模型的建立圆柱孔型主阀口模型如图4所示。图4圆柱孔节流口示意图圆柱孔型节流口通流面积S2与开口x的函数方程如下S2＝2x0乙δ（ξ）dξ（3）式中δ（ξ）———基本平面区域的长度；dξ———基本平面区域的宽度。利用AMESim的HCD建立了柱孔节流口减压阀模型如图5所示。图5圆柱型节流口减压阀模型1.活塞（BA0041－1）2.弹簧（SPR00A-1）3.阀芯质量(MAS005-1)4.输出端节流口（OR0000－1）（3）参数设置参数设置如表1所示，其他参数保持默认。Constantpressureline，psQcK1ApcVcpR，VtQLxKsHydraulicloadx＜0x＞0xdsdr12341234x＜0x＞0xdsdrA160中国煤炭期刊网 www.chinacaj.net

表1主要参数设置表（4）仿真结果分析图6表示了不同节流口模型在相同的进油口压力下，出油口压力值随时间变化的曲线图。从仿真结果可以发现，采用柱孔型的节流口减压阀在相同的输入压力（10MPa）以及相同的体积情况下，能获得更好的减压效果：前者出口压力值为2.516967MPa，后者出口压力值为0.01324798MPa；并且可以发现在阀芯开始运动的瞬间，环形槽节流口减压阀存在较大的压力冲击，瞬间压力值达到了2.728059MPa，这将影响减压阀的使用性能及寿命。此仿真结果将为减压阀的设计及选型提供了重要依据。时间/s（a）环形槽节流口模型时间/s（b）圆柱孔型节流口图6不同节流口模型出口压力变化图下面将以圆柱孔型节流孔减压阀为例，进一步分析出油口处阻尼口大小对减压阀动态性能的影响。利用AMEsim批处理功能，对子模型OR0000-1开口大小进行批处理参数设置，设置值如下：0.1mm，0.6mm，1.1mm，1.6mm。从图7可以看出，阻尼口孔径适当增加可以减少出口压力达到稳定值的时间：在0.1s时阻尼口孔径为准0.6mm，准1.1mm，准1.6mm时就已经达到出口稳定的压力值0.01324777MPa；而阻尼口孔径为准0.1mm在时间0.1s时出口压力值的大小仅为0.01064451MPa。时间/s图7不同阻尼口大小下出口压力随时间变化曲线可以发现，阻尼孔孔径越大，出口压力能达到的最大值将变小：图7中在仿真时间为2s时，孔径为准0.1mm时获得的出口压力值为0.01324798MPa。而孔径值为准0.6mm时，获得的出口压力值为0.01324777MPa。图8为不同阻尼口下出口流量随时间变化曲线，可以发现随着阻尼孔的增加，最终达到的稳定出口流量要增大：在时间为0.2s时，孔径为准0.1mm时获得的出口流量值为7.978881L/min。而孔径为准0.6mm时，获得的出口流量值为7.978851L/min。时间/s图8不同阻尼口下出口流量随时间变化曲线3结语本文对减压阀2种不同的阀口形状通流面积进行计算分析，并利用AMESim进行仿真验证；进而对模型进行优化，分析了阻尼口开口大小对减压阀动态性能的影响。仿真结果发现，柱孔型节流口在不增加减压阀的整体体积的情况下具有较好的减压效果；阻尼口孔径越小，获得的出口压力稳定值越高，但是其达到稳第37卷第08期Vol.37No.08基于AMESim两种不同阀口减压阀的仿真研究分析———陶柳，等123450出口压力/MPa30252015105（1）x=0.1（1）y_1=27.28059（2）x=2.1（2）y_1=25.16987（2）-（1）x=2（2）-（1）y_1=2.110717出口压力/MPa1234500.140.120.100.080.060.040.020.00x=2y_1=0.1324798出口压力/MPa123450（1）x=0.1（1）y_1=0.1064451（1）y_2=0.1324777（1）y_3=0.1324777（1）y_4=0.1324777（2）x=2（2）y_1=0.1324798（2）y_2=0.1324777（2）y_3=0.1324777（2）y_4=0.1324777（2）-（1）y_1=0.02603469（2）-（1）y_2=1.875905e-09（2）-（1）y_3=1.582262e-12（2）-（1）y_4=5.466572e-120.140.120.100.080.060.040.020.00bao5-pressureport1(run"1")[bar]bao5-pressureport1(run"2")[bar]bao5-pressureport1(run"3")[bar]bao5-pressureport1(run"4")[bar]流量/L·min-1x=0.2y_1=7.978881y_2=7.978885y_3=7.978885y_4=7.978885bao5-flowrateport1(run"1")[L/min]bao5-flowrateport1(run"2")[L/min]bao5-flowrateport1(run"3")[L/min]bao5-flowrateport1(run"4")[L/min]12345876543210元件名称BA0011（活塞）MAS005（阀芯质量）UD00（信号源）OR0000-1（输出端节流口）PS00-1（输入压力源）VOR000（可变节流口）各部分名称活塞直径/mm活塞杆直径/mm阀芯质量/kg最低行程限制/mm最高行程限制/mm粘性摩擦系数阶段1：开始信号输出值阶段1：结束信号输出值阶段1：时间/s平均开口直径/mm阶段1：开始压力值阶段1：结束压力值最大开口直径/mm值1260.0400.5150.20.250.310010012161中国煤炭期刊网 www.chinacaj.net

定值的时间相对要变慢；同时阻尼口口径的大小也会对出油口稳定流量的大小造成影响，为今后高性能的减压阀结构设计和研发提供了重要的理论依据。参考文献：［1］张力，李文飞.基于AMEsim的定差减压阀建模与仿真［J］.机械工程与自动化，2013,180(5):58-60［2］陈晋市,刘昕晖,元万荣,等.典型液压节流阀口的动态特性［J］.西南交通大学学报,2012,47(2):326-336.［3］付永领，祁晓野.AMEsim系统建模和仿真从入门到精通［M］.北京:航空航天大学出版社，2005.［4］贾铭新.液压传动与控制［M］.2版.北京:国防工业出版社,2000.作者简介：陶柳（1986-），湖南浏阳人，硕士，主要研究方向：流体传动与控制，智能材料的机理、应用研究，电子信箱：717796815@qq.com.责任编辑：武伟民收稿日期：2016－05－22222222222222222222222222222222222222222222222煤矿机械CoalMineMachineryVol.37No.08Aug.2016第37卷第08期2016年08月doi:10.13436/j.mkjx.2016080650引言随着制造业管理综合信息化的发展，生产车间数字化、信息化以及智能化已经成为机械制造业的发展趋势。而在车间级实现生产管理需要构建设备信息化网络，也就是设备联网。西门子数控系统作为高端的数控系统占据着市场，但目前尚有不少企业仍在使用无网络功能的810D/840D数控系统，使上位计算机难以实现对现场设备的实时监控。如果借助外置PLC经由现场总线间接获取机床信息，设备的联网就可能影响现有的生产运行，另外还存在投入成本高，投资周期长等缺点。本文给出了一种新方法：采用BCNET-S7MPI适配器将MPI转换为以太网以构建机床通信网络，配置与系统监控相关的BCNetOPC服务器变量，最后应用C#编程实时采集与记录机床运行状态，从而确保了上层信息管理系统与底层设备的有效集成。1系统组成针对现有数控机床控制器（SINUMERIK810D/840DCCU/NCK）无以太网接口的特点，购置BCNet-S7网络适配器并将其安装于机床控制器MPI接口上（图1：X122）。与S7300系列PLC不同，数控机床控制器的X122接口没有提供DC24V电源，可由机床驱动X432接口上的端子9、19提供，接线时需注意电源的正、负极。另外用以太网双绞线将计算机和BCNet-MPI连接到交换机上，如图1所示。2系统开发系统软件开发步骤：安装BCNetS7OPC服务器，配置网络通信参数与用户变量表，最后在.NET环境下应用C#编程开发客户端程序。（1）配置网络通信参数BCNet-S7MPI网络适配器参数的配置可通过运行BCNetPro软件来实现。配置时将BCNet-S7MPI基于BCNetS7OPC的数控设备远程监控系统设计与编程张爱红（无锡职业技术学院，江苏无锡214121）摘要：为了实现车间数字化与智能化管理，需要构建设备信息化网络。针对出厂时没有配置以太网功能的西门子810D/840D数控设备，提出了采用BCNET-S7MPI适配器将MPI转换为以太网通信的方法，并在VisualStudio.Net环境下应用C#编程实现了数控机床网络监控系统的设计与开发，为制造执行系统（MES）与底层设备集成提供了新思路。关键词：C#编程；OPC服务器；多线程中图分类号：TP273文献标志码：A文章编号：1003－0794（2016）08－0162－03DesignandProgrammingofRemoteMonitoringSystemforCNCMachinesBasedonBCNetS7OPCZHANGAi-hong(WuxiInstituteofTechnology，Wuxi214121，China)Abstracts:Inordertorealizethedigitalandintelligentmanagementoftheworkshop,equipmentinformationnetworkisneeded.UseofBCNET-S7MPIadaptertorealizetheEthernetcommunicationinSINUMERIK810D_840DCNCsystemisproposedinthispaper.Basedonthis,thedesignanddevelopmentofthenetworkmonitoringsystemforCNCmachineisaccomplishedbyusingC#programmingunderVisualStudio.NetandtheeffectiveintegrationbetweenMESandequipmentssystemisguaranteed.Keywords:Csharpprogramming;OPCserver;multithread162中国煤炭期刊网 www.chinacaj.net