煤矿瓦斯监测系统软件设计开题报告.doc

西安科技大学毕业设计(论文)开题报告题 目 煤矿瓦斯监测系统软件设计 院、系(部) 机械工程学院 专业及班级 机械电子0801班 姓 名 陈康政 指 导 教 师 姜俊英 日 期 2012年3月1日 西安科技大学毕业设计(论文)开题报告题 目煤矿瓦斯监测系统软件设计选题类型B一、选题依据(简述国内外研究现状、生产需求状况, 说明选题目的、意义，列出主要参考文献)：1、选题的背景、目的意义能源工业是一个国家经济发展的命脉。近年来，随着石油的价格飙升，煤炭行业的重要地位和不可替代性也日益显现。然而，中国煤炭行业的安全形势却不容乐观，尤其是重、特大瓦斯爆炸事故屡见报端。2010年全国煤矿发生瓦斯事故125起，死亡593人，在这些事故中，瓦斯爆炸又占大多数。这其中，固然有很多诱发因素，但煤矿生产企业安全监察设备的不完善、管理手段落后是造成事故的重要因素之一1。自2010年以来，随着国家对煤矿企业安全生产要求的不断提高和企业自身发展的需要，我国各大、中、小型煤矿陆续安装了瓦斯监测系统，系统的装备大大提高了矿井安全水平和安全生产管理效率2。近年来，瓦斯爆炸、煤与瓦斯突出等灾害，严重威胁着煤矿的安全生产和数百万名煤矿工人的生命安全，瓦斯灾害已成为制约我国煤矿安全生产和煤炭工业发展的重要因素，可以说瓦斯爆炸已成为矿难的第一大祸首。据统计，国有地方和乡镇煤矿中，高瓦斯矿井占15%左右。在许多发达国家中为了减少事故的发生，一般不会开采高瓦斯矿井，但中国是一个能源饥渴大国，煤炭是我国的主要能源，随着近几年石油价格的飙升，我国对煤炭的需求更是日增不减，所以不论是低瓦斯矿还是高瓦斯矿，都是积极创造条件，照采不误3。多年来的实践证明，瓦斯浓度的监测在煤矿井下的安全状况息息相关，充分发挥其作用，是我国煤矿安全形势实现好转的关键，近年来，国有重点煤矿瓦斯爆炸事故较少发生，就是因为矿井安装了瓦斯监测系统。综上所述，开发设计一种操作简单的瓦斯监测系统，对有效防御和减少瓦斯爆炸具有非常重要的意义。2、国内外研究状况及发展趋势（1）国内外研究现状我国煤矿开采条件复杂，自然灾害严重，煤炭企业生产力水平整体不高，安全生产比较薄弱4。目前，我国煤矿使用最广泛的煤矿瓦斯监控系统是基于工业以太网为基础的瓦斯监控系统，其所采用的软件是采用北京亚控公司的系列工控组态软件，系统主要用的软件有：1、KingH isto rian实时/历史工业库; KingH isto rian是北京亚控公司推出的工业实时数据产品，定位于企业一体化方案中的数据中心和应用平台，能够为企业的各级人员及时的提供所需要的信息。KingH isto rian具有单个服务器支持，高达10万点、支持256个并发客户同时存储和检索数据，每秒检索单个变量超过30000条记录的强大功能，能够更好的满足客户对存储速度和存储容量的要求，满足了客户实时查看和检索历史运行数据的要求，并具有强大的数据处理能力和各种设备驱动支持，数据采集高效稳定。2、kingOPCServer数据采集软件，改软件具有强大的数据处理能力和各种设备驱动支持，数据采集高效稳定。3、组态王kingv iew6.53。4、IIS5.0是微软公司Window2000/XP操作系统自带的一种网页服务软件，主要提供包括WWW服务器、FTP服务器等，提供强大的Intemet网页服务功能5。除了上面介绍的KingH isto rian， Kj70N瓦斯监控系统也是我国煤矿瓦斯监测应用广泛的一款系统，Kj70N系统是集国内外煤矿监控技术优势针对我国煤矿现状而开发的一套系统。功能齐全、软件丰富、可开性高、操作使用方便、配置灵活、经济实用等特点，可全面监控井上下各类安全、生产及电力参数，可汇集多个安全与生产环节子系统，适用于各大、中、小型及地方煤矿使用。伴随着电子技术、计算机软硬件技术的迅猛发展和企业自身发展的需求，各主要科研单位和生产厂家又相许推出了KJ90、KJ95、KJ101、KJF2000、KJ4/KJ2000、和KJG2000等监控管理系统。国外的监测系统有漏泄通信综合传输监测系统，在20世纪末由加拿大矿通等公司生产，代表当时国际矿山井下移动通信和综合业务传输和监控的先进水平，系统提供32路语音、数据通道和16路单向模拟视频通道，能够实现煤矿各种信号的综合传输6。目前，国际上使用的漏泄通信监测监控系统尚属于频分复用模拟通信系统，数据、语音和视频信号直接调制某个载频后送入漏泄系统进行传输，由于各个通道制定用于固定的设备，因此，频道利用率不高。而我国在本世纪初引进美国Honeywell公司的HIMASS系统，该系统是集成的煤矿监测监控系统【4】，该系统采用实时的网络化结构，地面为以太网和DH+，井下为DH+网，代表了当前矿井安全监测监控的最高水平。监控系统地面部分由Honeywell公司的PlantScapeSCADA服务器、工作站、交换机、集线器、ContrILogix网关以及用于连接的光纤和铜缆组成。为系统的可靠性和安全性，系统内服务器、交换机、工作站都采用冗余设置7。HIMASS系统解决了系统扩展性和开放性的问题，提供部分第三方数据接口或标准通信协议，井下网络采用环网结构，整体网络采用光缆，充分保证了数据的安全可靠传输。但是，其井下采用DH+环网，整体网络传输速度较低，不能同时传输视屏信号，因此，对于视屏监控信号和传输，还停留在模拟传输阶段，一路图像传输占用一根光纤，使得设备投入和运行成本很高，造成资源浪费。（2）煤矿瓦斯监控系统的发展方向：1、系统结构向集散化结构发展2、系统结构开放化3、系统结构通用化4、系统结构智能化5、系统软件化发展趋势6、系统结构向综合化方向发展8参考文献：1 李树刚 魏引尚.安全监测与监控.中国矿业大学出版社.2011.92 宋新社.煤矿瓦斯的危害与防治.中小企业管理与科技201112期.3全国安全生产标准化技术委员会煤矿安全分技术委员会.煤矿安全监控监测系统.煤矿工业出版社.2007.94程德强.煤矿安全监测监控系统.视频技术应用于工程.2006年.第2期5北京亚控科技有限公司6程德强.矿井漏泄通信综合传输系统.电信科学2006年.第4期7HIMASS矿井监测系统在济宁三号井的应用煤矿设计2000年第8期8泰安市华纳机电设备有限公司 二、主要研究(设计)内容、研究（设计）思路及工作方法或工作流程该课题的主要内容和重点就是研究怎样有效的利用C+编程语言实现数据采集和上位机PC机的可视化界面监测的软件编制。根据瓦斯监测系统基本要求和已经设计好的硬件电路，完成软件的编程，实现数据采集、曲线显示、数据显示、报警等功能。软件部分包括：数据采集/分析模块、数据显示模块、系统设置模块。软件功能：1、数据采集/分析模块：实时采集单片机发送的数据，分析瓦斯浓度是否超标。2、数据显示模块：根据用户自定义，每过一段时间，PC机自动刷新一次采集数据，并形成曲线图。3、系统设置模块：根据客户不同的需求，使该系统符合客户的管理需要，用于实现瓦斯监测系统部分的个性化定制。基于单片机的煤矿瓦斯监测系统软件设计数据采集分析模块数据、曲线显示模块系统设置模块PC机显示用户自定义设置CPU初始化 系 统 结 构 图此设计主要是应用学过的知识，解决煤矿瓦斯浓度超标报警，断电等问题，同时希望能通过此设计增强自己的实践设计能力，增加知识与实践的结合，也为我以后的工作提供一些帮助。 三、毕业设计(论文)工作进度安排1.领取任务书，收集资料.1-