开题报告 井下水泵自动化监控系统的应用与设计.doc

山 东 科 技 大 学 专科毕业设计（论文）开题报告 题 目 井下水泵自动化监控系统的应用与设计 系 部 名 称 机电工程系 专业班级 学生姓名 学 号 指 导 教 师 填表时间： 2012 年 03月 24 日 填表说明 1.开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。 2.此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期完成，经指导教师签署意见、相关系主任审查后生效。 3.学生应按照学校统一设计的电子文档标准格式，用A4纸打印。 4.参考文献不少于8篇，其中应有适当的外文资料（一般不少于2篇）。 5.开题报告作为毕业设计（论文）资料，与毕业设计（论文）一同存档。 设计（论文） 题目 设计（论文） 类型（划“√”） 工程设计 应用研究 开发研究 基础研究 其它 √ 本课题的研究目的和意义 随着我国开采煤炭技术的发展，一些大型煤矿不断向现代化高产高效、生产集约化方向发展，生产设备及控制配套设施日益先进，作为与煤矿安全生产息息相关的煤矿监控技术也在不断完善和提高，已从单一的环境安全监控向全矿井综合自动化监控方向发展。同时随着矿井生产集约化程度的提高，必然要求生产设备工作稳定性和可靠性也需相应提高，这同样也要求对设备工况的监控做到实时、准确和快速。 传统的以人工管理为主的控制管理体系存在人力消耗大，单位人员费效比低，设备管理维护水平低，能源利用率不高，长期存在浪费等一系列问题，为有效地克服这些缺陷，提高企业的综合管理水平，本文以煤炭行业井下水泵控制系统为例，在现代计算机网络技术、现场总线及数据库技术基础之上专门针对煤炭行业的特点设计出基于PLC和组态监控软件的矿井水泵自动化控制系统。 该系统是根据矿井的实际情况，在原来的设施基础上进行自动化改造，使设备在无人干涉的情况下自动运行和自我诊断的一套系统。系统将计算机技术、自动控制技术融为一体，应用于煤矿井下排水的全自动和地面远程监控。在确保可靠性、安全性的基础上，采用可编程控制器、传感器、缸控闸阀、工业控制计算机等主要设备，对水泵设备的运行状态、运行过程进行自动检测、自动控制，使设备达到最佳工作状态，从而有效地节约能源，提高煤矿的运行管理水平，降低运行成本，延长设备使用寿命，减轻工作人员劳动强度，提高信息的传输及分析能力，促进矿井的生产自动化水平。 水泵自动控制系统具备自动和手动控制功能，以可编程控制器(PLC)为控制核心，采集包括水位、压力、真空度、温度、电压、电流等模拟量信号，判断是否达到自动运停的条件，控制继电器开停对水泵及其相关设备进行就地启动、停止等控制。系统使用MODBUS总线将数据传送至地面监控中心，并通过OPC从电力子系统中读取水泵电压和电流参数，集成至水泵上位机组态监控系统中，使地面监控主机可利用组态软件对水泵的运行进行远程监测和控制。 课本题的主要研究内容（提纲） 在分析现在国内煤矿井下普遍使用的排水系统的基础上，提出适用于吸入式排水系统的就地自动控制系统； 利用传感器技术，并对排水系统的各个关键的参数进行理论上的分析的基础上，给出经济实用的监控手段和方法; 根据排水系统的控制要就进行PLC选型以及软件和硬件的设计，达到避峰就谷的目的； 在设计就地控制系统的监控报警系统的基础上，利用现有的网络技术和通讯技术，实现地面监控与报警系统通讯网络。 文献综述（国内外研究情况及其发展） 国内在优化排水方案、改造排水设备及巷道合理布置等方面做了大量的研究工作。在节能增效方面，我国的广大科技工作者和工程技术人员通过提出一些可行的办法提高了经济效益。 随着通讯技术的发展，2005年，北京理工大学的孙东等人提出随着自动化水平的不断提高，建设无人值守空压站的要求已是一个发展趋势。设计出了可以实现远程监控和无人值守的自动远程监控系统，且达到良好的监测和控制效果。 国内也有部分煤矿意识到这个问题，尝试采用己研发的自动控制排水系统。经查阅有关报道发现，由于所采用的自动排水系统与矿井实际情况相脱节，以及系统本身存在某些缺陷，导致排水设备运转不理想，甚至不如人工控制效果好。国内少数安装了自动排水设备的矿井均己将其拆除或闲置，转为人工操作，造成极大的浪费。因此需要针对国内外研究现状，结合井下实际情况研制出一种成本运行可靠性高的自动化排水系统，将其纳入整个矿山自动化体系之中。 国外特别是俄罗斯的科研人员对矿井排水的各个方面进行了大量的研究。为