基于FPGA的多路礦用氣體傳感器調校系統(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重要的作用，它可以實時監(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校作了完善的規(guī)定。利用礦用氣體傳感器調校系統(tǒng)可以有效地完成礦用氣體傳感器的顯示值、響應時間和報警功能的調校，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)過程中需要調校的傳感器數(shù)量非常大，而目前的調校系統(tǒng)最多只能對4-8臺傳感器進

2、行同時調校，有時在一個周期內根本無法完成對傳感器的調校，成為制約煤炭生產(chǎn)的主要瓶頸。針對上述問題，本文設計了一種基于FPGA的多路礦用氣體傳感器調校系統(tǒng)，該系統(tǒng)以C8051F020單片機和FPGA協(xié)同工作作為核心控制器件，通過與工控機的通信實現(xiàn)同時對64臺礦用氣體傳感器的自動調校。該系統(tǒng)分為工控機、氣路控制、信號采集和紅外調校四個模塊，其中工控機模塊負責調校指令的發(fā)送、數(shù)據(jù)的采集處理和調校過程的監(jiān)控;氣路控制模塊負責對標準氣體進氣氣路的

3、切換、通入標準氣體流量的控制和64路氣體傳感器氣路的控制;信號采集模塊負責采集64路氣體傳感器的輸出信號作為調校的依據(jù);紅外調校模塊負責對64路礦用氣體傳感器發(fā)送紅外調校信號實現(xiàn)調校任務。
　　針對在對64路礦用氣體傳感器同時調校時，由于單片機I/O口和其他片上資源的限制，難以實現(xiàn)同時對64路礦用氣體傳感器調校的問題，應用FPGA對單片機進行擴展，由FPGA負責對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校信號的發(fā)送，保證了多路礦用氣體傳感器調校系統(tǒng)調校任務的完成。
　　對多路礦用氣體傳感器調校系統(tǒng)進行了實驗調試，調試結果表明:該系統(tǒng)能有效完成同時對64臺礦用氣體傳感器的調校任務，具有精度高、效率高、穩(wěn)定性好的特點;更重要的是，在對大批量礦用氣體傳感器進行調校時，該系統(tǒng)調校速度快，調校時間短，保證了大中型煤礦大批量礦用氣體傳感器調校任務的完成，確保煤礦的正常生產(chǎn)。而且本系統(tǒng)利用單片機和FPGA協(xié)同工作，充分利