煤矿井下皮带巷及回风巷智能排水系统设计-开题报告.doc

1、Xxx大学 本科毕业设计（论文）开 题 报 告 题 目 煤矿井下皮带巷及回风巷智能排水系统设计 指 导 教 师 院（系、部） 专 业 班 级 学 号 姓 名 日 期 教务处印制29 一、选题的目的、意义和研究现状煤炭行业是我国的支柱产业随着煤炭行业高产高效的发展,矿井安全问题已成为制约煤炭生产的关键因素,井下的排水系统更加的重要,一旦矿井排水系统出现了故障,不仅对矿井生产产生了影响,甚至会影响井下工人的生命财产的安全,所以说排水系统担负着十分重要的作用,其可靠性关系到生产安全和人身安全。但是目前很多矿用水泵仍然普遍使用很传统的设备和系统,这种系统的自动化程度比较低,对于一些突发的情况处理上会有

2、很大的问题,例如处理的时间比较长,反应比较缓慢,有很大的安全隐患,是我们目前有待解决的重要问题。 1设计目的以及意义： 因为目前的煤炭井下排水的自动化程度不高,本设计从实际的角度出发,对于目前排水系统的不足,做出有效的提升.对于皮带巷和回风巷中的特殊积水类型,本设计有针对性的处理方法,来解决其特殊的排水问题,本设计的重要目的是为了更加简单,更加快速,更加安全的处理井下的排水问题.提高井下排水的效率并且增加井下工作的安全系数,使井下排水的智能化程度有所提高,实现我们煤矿井下排水智能化.优化了煤炭井下排水的操作,使其操作更加的简单,更加的系统化,杜绝了多余的动作,减少了人工的浪费。 煤矿井下水泵室

3、煤矿生产的主要设备之一,实现井下泵房的远程控制与检测,是井下自动化建设的重要组成部分,本设计运用PLC控制系统以及各种传感器,和一些煤矿井下测量设备,来实现安全生产指挥调度中心对井下系统泵房的设备,进行网络监控和控制,做到智能化生产。2设计现状： 煤矿井下排水泵作为井下排水的重要设备,它运行电压高,功率大,运转情况比较复杂,所以工人对其进行实时监测非常的困难,并且在水泵的启动,水仓的水位变化的检测,泵房内设备的运行情况检查,都还是采用人工传统的管理和操作模式,这种模式,操作过程复杂,消耗人工多,目前的井下排水系统的模式简单,硬件设备落后,有时不能进行实时的监控和控制,而且对于水泵电机的温度,电

4、流,电压以及水泵的流量,压力,水位等数据不能实时处理.我国的检测还处于摸索阶段,系统还不够完善.没有很好的水位传感器的产品,传感器产品十分容易受到井下环境的影响,事故因此而发生。二、 研究方案及预期结果1.设计内容： 本设计的项目建设立足于信息化和自动化的前提,使设计的系统具有安全性,智能性,可靠性,可行性并且使用和维护更加的简单方便,使其的系统内容更加简单有效,稳定可靠,为矿井的生产,安全都有提高。(1) 在皮带巷和回风巷道中,分布着很多类型的水坑,其中有的涌水量较多的水坑,也有很多水坑涌水量很小,对于不同的水坑要有不同的处理方案.对于一些涌水量比较大的水坑,在其上方应安装一个超声波液位传感

5、器,用来实时监控大涌水量水坑的积水量,当其的积水量到达一定量时,其自动传送警报信息到中央控制台,再由中央控制台下达指令到水坑中潜水泵,潜水泵开始工作,把水坑中的积水排到分水仓.水量降低到一定量时,水泵停止工作。(2) 对于巷道中涌水量较小的水坑在水坑深处放置一个投入式液位传感器,当其水量超过安全值时,信息传输到中央控制台,再从中央控制台,控制其中潜水泵工作,把积水排出,等其水量下到一定高度时,水泵停止工作。(3) 对于一些新出现的涌水坑，在巷道中安装一定的湿度表当湿度到达一定值时，进行人工巡逻，寻找新出现的涌水坑，进行分类处理。对于一些逐渐消失的水坑先进行实时监控，通过数据的处理以及理论的支持

6、，撤掉其排水设备。(4) 对于水泵的电机温度进行实时监测,在水坑中的潜水泵中安装PT100温度传感器,利用传感器采集信息集中到PLC控制,实时输送信息到中央控制室,并安装报警系统,当超出一定的温度时进行报警。(5) 在水泵的进出口和水泵的内部安装水泵压力检测传感器实时监控水泵的压力并且输送到中央控制台,并设置报警系统,当其压力超出过一定范围,进行报警。(6) 在水泵的出口位置,安装水泵流量监测传感器,把水路管线中的流量进行监控,实时信息回报到中央控制台,并有报警系统,其系统可以安装到支路和主排水路中。(7) 建立系统总体结构采用现场层(IO),控制层(PLC)和管理层(计算机)组成的控制系统来

7、实现排水系统的自动控制.工业计算机要有操作系统简单,人机界面友好和远程监控功能,PLC主要用于控制器的完成逻辑处理和控制任务,远程IO实现数据的采集和上传。2.设计步骤：第一步:收集一定的关于PLC控制和传感器以及所用水泵的一些详细资料并且在网上收集矿井巷道涌水特点。第二步:确定所使用水泵的类型和型号,并从水泵吸水量和水泵功率方面选择水泵,而其通过涌水量和实际情况选择传感器类型及型号.第三步:设计IO系统以及PLC控制系统,使PLC系统可以实现对于IO系统的控制以及对计算机系统的信息输送。第四步:对整个三层系统进行系统测试，对其可行性可靠性进行SPC分析，增强其系统稳定性，并且对于系统的可操作

8、性进行分析，使其人机友好度良好。第五步：模拟实际发生的问题，对问题进行系统的分析，使用“柏拉图”法进行分析，找到问题出现的原因，并测试问题解决的速度，提高其实际使用的可能性。3.预期结果 通过本次设计能提高井下排水的智能化程度，并且可以减少人工，以及信息的实时回报，报警信息传达要迅速有效，实现问题的具象化，处理问题更加简单有效，很大程度地提高了处理问题的效率，减少了多余动作，避免了人工的浪费，并通过传感器的实时上报的数据，进行实时监控，使问题解决的更加迅速，避免事故的产生。提高了煤矿井下排水效率以及煤矿井下的安全系数。使工作人员在安全的环境下工作，同时也提高了工作效率。三、研究进度在整个的毕业

9、设计期间，我对自己的设计做如下安排： 第 1-2 周：收集资料，收集足够的数据以及理论知识。第 3-4 周：搜索一些煤矿井下的信息，以及不同巷道的涌水特点。第 5 周：整理资料，完成开题报告。 第 6 周：对资料进行分类处理按照设计步骤，逐步执行； 第 7-9 周：确定整体设计方案，并编写PLC控制系统以及IO口控制。 第10-13周：进行PLC控制系统进行调试，建立三层控制系统。 第14-15周：对系统的稳定性进行SPC分析，分析问题的来源并解决有可能出现的问题。 第 16 周：总体分析，准备答辩。四、主要参考文献1栾振辉，廖玲利.煤矿机械PLC控制技术. 第1版.北京：化学工业出版社，20

10、08.2 王卫兵.PLC系统通信、扩展与网络互连技术. 第1版.北京：机械工业出版社，2004.3巩建平，张学.现代可编程程序控制器原理与应用. 北京：科学出版社，1999.4顾永辉.煤炭电工手册.修订版.北京：煤炭工业出版社，1997.5侯友夫，常建.传感器原理及工程应用.西安：西安电子科技大学出版社. 第2版.2003.6周万珍，高鸿斌.PLC分析与设计应用. 第1版.北京：电子工业出版社，2004. 7 余成波，胡新宇，赵勇.传感器与自动检测技术. 第1版.北京：高等教育出版社，2004.8葛铁.煤矿井工开采排水设备自动控制系统的开发研究.太原，太原理工大学出版社，20059李泽松.井下水泵房自动排水系统研究.太原，太原理工大学出版社，2004.10殷洪义、吴建华.PLC原理与实践.北京，清华大学出版社，2003.11王丰.机电传动控制.北京，清华大学出版社，2007. 五、指导教师意见 指导教师签字：