开题报告-煤矿绞车监控与保护系统设计

辽宁工程技术大学本科毕业设计（论文）开题报告题目煤矿绞车监控与保护系统设计指导教师田立勇院（系、部）机械工程学院专业班级矿电113班学号1107250317姓名孙赫威日期2015年03月22日一、选题的目的、意义和研究现状随着我国煤炭事业的蓬勃发展,采掘机械化水平大幅度提高，原煤产量逐年增加，使得井下原有的运输线更加繁忙，在井下斜巷绞车牵引的矿车和人车共用的有轨运输线上，绞车安全行驶就显得特别重要。为了解决运输安全问题,矿山绞车控制系统采用了一些计算机技术，如单片机控制、计算机监控系统等。1、设计目的本次毕业设计的题目是“煤矿绞车监控与保护系统设计”矿用绞车是煤矿不可缺少的重要设备，人员及物料的提升和运输等均离不开它。为了解决其安全问题，针对当前矿用绞车控制装置不够智能、线路复杂等缺点系统进行研究，通过PLC来控制变频器对绞车实施有效地保护，提高效率，消除安全隐患。2、设计意义在科技飞速发展的今天，科技给提升绞车安全运转提供了安全保证，其机械系统和电气系统均有比较稳定控制性能。但目前多数的矿井安全监测系统采用有线方式进行信号的传输，它们的功能单一，纯手动操作，对矿用绞车安全运输存在较大的安全隐患。再次人们对矿用绞车控制系统的故障的发现与解决都提出了更高的要求，原有的检测及控制装置完全分散的接入控制装置中，且一些不方便连线的区域甚至还是盲点，没有做到智能化。为提高其智能化控制，必须把检测装置通过无线和有线的方式进行网络化连接，组成监控系统，通过故障模式与结果分析得出了系统状态特征，可大大提高了系统的安全性。绞车作为矿山井下主要提升设备，掌握其性能特点并在矿山井下恶劣的环境当中做好日常维护，保证其正常运转，在生产使用中不断地进行改进，从而使绞车保护功能更加完善以实现安全生产，具有重要的现实意义。3、设计现状我国智能控制技术应用较晚，80年代初，从波兰、法国、德国、英国和美国等引进了一批安全监控系统，装备了部分煤矿；在引进的同时，通过消化、吸收并结合我国煤矿的实际情况研制监控系统，先后在我国煤矿大量使用。实践表明，安全监控系统对煤矿安全生产和管理起到了十分重要的作用。由于当时相当一部分监控系统由于技术水平低、功能和扩展性能差、现场维修维护和技术服务跟不上等原因，或者己淘汰、或停产。特别是矿用绞车控制系统大都是手动双打式打点器和连击电铃配合使用。由于提升系统的频繁提升,用手连续打动,手易疲劳,安全性能差；该手动控制信号系统靠铃声传输,没有记忆功能,易听混淆,造成打错点；提升机房及上下井口电气设备繁多,通信线路复杂，在一定程度上增加了维修难度,给安全生产带来影响。随着电子技术、计算机软硬件技术的迅猛发展和企业自身发展的需要，国内各主要科研单位和生产厂家又相继推出了一系列监控系统，以及WSN、WEBGIS等煤矿安全综合化和数字化网络监测管理系统，大大小小的系统生产厂家如雨后春笋般的不断出现，为用户提供了更多的选择机会、也促进了各厂家在市场竞争条件下不断提高产品质量和服务意识。尽管我们在煤矿安全监控工作方面取得了一定的成就，但是还有一些问题亟待解决L国内生产的矿用绞车控制装置功能单一，只有简单的通信功能，没能做智能控制，安全隐患严重。2国内煤矿监控系统没有统一的标准，造成一个煤矿使用多家的监控系统，互相不能够兼容，制约煤矿综合矿山自动化的建设。3国内生产的传感器的可靠性与稳定性与国外产品还有很大的差距。二、研究方案及预期结果设计的内容是通过PLC来控制变频器实现煤矿绞车的监控与保护。本次论文采用PLC为核心，组成绞车监控系统。在其主控器PLC内，将部分操作信号、部分保护信号以及设定的一些行程参数与轴编码器信号结合起来进行逻辑运算处理，自动产生煤矿绞车所需的速度给定信号，从而控制整个绞车的运行。1、设计内容（1）首先介绍本文的研究背景和意义，其次分析国内、外的研究现状，最后给出了本文的研究内容、研究方法和结构组织。（2）主要介绍矿井提升机工艺流程及控制要求（3）从总体上介绍矿井提升机监控系统总体方案选型设计，并对各部分的选型比较进行了阐述。（4）详细介绍矿井提升机监控系统的设计。（5）对本文的工作进行总结，并在总结的基础上对下一步工作进行展望。2、设计步骤1明确设计任务。2系统总体设计。根据任务进行方案选择和比较，确定系统总体设计方案。3系统设计。首先是硬件的选型和电气原理图的设计，其次是PLC程序的设计，最后是监控软件的设计。4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、预期结果在本系统中通过系统对PLC和变频器进行参数设置完成以后，PLC根据外部信号做出相应控制反应进而控制变频器的运行，变频器根据内部所设定参数进而选择相应频率运行，并将运行状况反馈到触摸屏进行实时显示。在运行过程中利用旋转编码器对绞车的运行速度和提升高度进行控制并在触摸屏中实时显示，在绞车刹车时加强安全。发生故障或者遇到紧急事故会立即报警，并且进行自动处理，同时人员进行紧急呼救。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12周实习第34周文献综述，查阅相关文献；调研并搜集资料，熟悉研究方向，确定毕业设计论文题目，整体规划论文结构；整理资料，完成开题报告；第5周确定整体设计方案，设计主要内容，系统流程图；第6周硬件选型设计（选型依据，包括计算）；第79周进行各信号采集方案设计，硬件关联设计；第1012周分析和研究确定硬件连接方案，以保证可靠性；第13周图纸绘制；第1415周软件设计程序流程图，程序编制，调试；第16周完善设计，总体分析，书写论文初稿；第17周完善论文；第18周准备答辩。四、主要参考文献1田玉丽，刘晓东平煤集团六矿矸石山绞车电控系统的改造J煤矿机械，2010（3）2范正翘电力传动与自动控制系统M北京航空航天大学出版社20033马修正基于变频技术的煤矿机电设备的应用分析J中国新技术新产品2009（10）4栗广亮PLC和高压变频器在矿井提升机中的应用J中国设备的应用2003（3）5宋爽，陈军霞基于西门子变频PL