煤矿安全生产监测系统设计-开题报告.doc

1、Xxx大学 本科毕业设计（论文）开 题 报 告 题 目 煤矿安全生产监测系统设计 指 导 教 师 院（系、部） 专 业 班 级 学 号 姓 名 日 期 教务处印制 一、选题的目的、意义和研究现状煤炭产业是我国的支柱产业，在国民经济中占有重要的地位，而煤炭安全生产是煤炭产业健康有序发展的重要保证。在煤矿安全生产中，影响煤矿安全生产的因素有很多，归结起来，主要包括两类：煤矿环境参数和用电设备的运行参数。无论煤矿环境参数或用电设备的运行参数任何一个出现异常，都会影响到矿井的安全生产，为了对这些参数进行有效地监测和控制，需要采用煤矿安全监测系统。 1设计目的：本次毕业设计的题目是“煤矿安全生产监测系统

2、设计”。煤矿安全生产监测监控系统主要用于监测甲烷浓度、一氧化碳浓度、二氧化碳浓度、氧气浓度、硫化氢浓度、风速、负压、湿度、温度、风门状态、风窗状态、风筒状态、局部通风机开停、主通风机开停、工作电压、工作电流等，并实现甲烷超限声光报警、断电和甲烷风电闭锁控制等功能，从而减少瓦斯与煤尘爆炸、火灾、水灾、顶板事故等灾害事故的发生，有效地保障了煤矿安全生产和矿工生命安全。2设计意义：本次设计中采用先进的工业计算机、现场总线和工业自动化技术，按照结构标准化、产品系列化、性能现代化、体积小型化的原则进行技术改造，研制适合煤矿的安全监测系统。煤矿安全生产监测系统的装备，有效地保障煤矿安全生产和矿工生命安全，

3、大大提高矿井安全生产水平和安全生产管理效率、设备利用率。3设计现状：随着计算机技术、电子技术、自动化技术的飞速发展，国内外各主要煤矿安全监控科研单位和生产厂商相继推出一系列煤矿安全生产监控系统。煤矿安全生产监测监控系统可分为两大部分：地面部分和井下部分。地面部分由地面监控主站、网络传输接口监测管理软件以及避雷器等装置组成，主要把井下部分的监测控制信息及时传输到煤矿地面各个生产部门，通过对井下生产环境进行综合分析和科学判断来确保煤矿生产的安全。井下部分由通信电缆、井下监控分站，矿用传感器等装置组成，主要完成煤矿各采区生产数据和环境数据的采集，实现对生产场所的安全监测与控制。我国在引进的同时，通过

4、消化、吸收并结合我国煤矿的实际情况，国内主要科研单位和生产厂家相继推出了KJ90、KJ95、KJ101、KJF2000、KJ4/KJ2000和KJG2000等监控系统，以及MSNM、WEBGIS煤矿安全综合化和数字化网络监测管理系统。二、研究方案及预期结果（设计方案或论文主要研究内容、主要解决的问题、理论、方法、技术路线及论文框架等）本设计的主要内容是采用单片机为核心构成煤矿井下监控分站、以计算机（PC）为核心构成煤矿地面监控主站，并采用Keil uVision4编程软件和组态软件开发构建新型煤矿安全生产监控系统，以简化设计过程，降低开发难度、缩短开发周期减少维护成本,以期望在技术性和经济性方

5、面取得良好效果。1设计内容：（1） 首先介绍本设计的研究背景和意义，其次分析煤矿安全生产监测监控系统国内、外的研究现状，最后给出本设计的主要内容。（2） 介绍煤矿安全生产监测监控系统的特点及结构组成。（3） 介绍煤矿安全生产监测监控系统总体方案选型设计，对各部分的选型比较并进行阐述。（4） 详细介绍煤矿安全生产监测监控系统的设计。（5） 对本设计的工作进行总结，并在总结的基础上对下一步工作进行展望。2设计步骤：第一步:明确设计任务。第二步:系统总体设计。根据设计任务进行方案选择和比较，确定系统总体设计方案。第三步:井下部分和地面部分监测监控系统设计。首先是基于单片机为核心构成的井下监控分站的设

6、计（分站、传感器、单片机选型、现场总线），其次是基于PC机的地面监控主站的设计，最后是完善煤矿安全生产监测监控系统的总体设计。第四步: 整个系统的调试及性能测定。在尽可能的情况下进行软件调试。3预期结果 煤矿安全生产监测监控系统的设计包括两方面：硬件系统的设计和软件系统的设计。硬件系统的设计的结果均为实物设计，煤矿安全生产监测监控系统的硬件实物包括：地面监控主站、通讯接口、井下监控分站、矿用传感系统、电动机控制器等装置。而软件系统的设计包括两大部分：地面监控主站软件系统和井下监控分站软件系统。地面监控主站程序由多个监控画面组成：监控画面、控制画面、报表画面、曲线画面、报警画面、参数设置画面等。

7、井下监控分站接收来自个各传感器输送过来的信号，对井下环境进行分析，并把结果传回地面监控主站，由主站进行控制。整个系统实现对煤矿井下各种参数的实时监测与控制。三、研究进度在整个的毕业设计期间，我对自己的设计做如下安排： 第 3-4 周：调研并搜集资料，查阅相关文献，确定毕业设计论文题目。第 5-6 周：整理资料，对煤矿安全生产监测监控系统相关知识有所了解，并完成开题报告。并确定整体设计方案，大致编写设计目录和系统流程。 第 7-8 周：进行监控系统的硬件设计（单片机选型、传感器选型、现场总线）。 第 9-10周：对硬件设备进行检查并修改。 第11-12周：软件设计：程序流程图，程序编制，调试。

8、第13-14周：完善初稿，检查无误。 第15-16周：整理设计论文，撰写说明书。 第17-18周：总体分析，准备答辩。四、主要参考文献1薛鹏骞，潘玉民煤矿安全检测技术与监控系统M北京：煤炭工业出版社，2010 2李长青，孙君顶矿井监控系统M北京：中国水利电出版社，2012,4 3李翔.煤矿井下智能监控分站的设计D，武汉理工大学硕士学位论文.4李继林.煤矿安全监控系统的现状与发展趋势J.煤炭技术，2008，11:3-5.5孙继平.矿井安全监控系统M北京：煤炭工业出版社，20066中国煤炭教育协会职业教育教材编审委员会煤矿安全监测监控技术M北 京：煤炭工业出版社，20117煤炭工业部安全司.矿井安

9、全监控原理与应用M中国矿业大学出版社，19968孙继平.煤矿监控技术装备与标准M北京：煤炭工业出版社，20109孙继平，田子健.煤矿安全检测仪器与监控系统M.北京，煤炭工业出版社，2011.10张涛.PLC和组态软件的煤矿安全生产监控系统设计J.辽宁工程技术大学学报（自然科学版），2014，33(2):177-182.11陈光海，姚向荣.煤矿安全监测监控技术M.北京：煤炭工业出版社，2007.12余成波，胡新宇，赵勇.传感器与自动检测技术M. 第1版.北京：高等教育出版社，2004.13张红霞.煤矿安全监测监控系统的推广应用J.矿产地质，2011，07：102-103.14张涛，薛鹏骞，蒋静坪.基于CAN总线的煤矿安全监测监控系统的设计J. 煤炭科学技术，2007，35(6):46-48.15李树刚.安全监测与控制技术M.徐州:中国矿业大学出版社，2008.16中国煤炭教育协会职业教育教材编审委员会.煤矿安全监测监控技术M.北京.煤炭工业出版社,201117范风强，兰婵丽. 单片机语言C51应用实战集锦 M.电子工业出版社, 2003. 五、指导教师意见 指导教师签字：4