开题报告-煤矿井下排水泵节能与控制系统的设计

本科毕业设计（论文）开题报告题目煤矿井下排水泵节能与控制系统的设计院（系、部）机械工程学院日期2015/4/6教务处印制一、选题的目的、意义和研究现状煤矿井下排水设备对保证矿井正常生产起着非常重要的作用。目前国内各矿井的排水系统多采用传统的继电器控制方法，用人工进行监测。传统方法控制线路复杂，设备运行的可靠性低，工人劳动强度大，不适应煤炭发展的需要。本文设计的排水系统采用PLC控制，弥补了传统继电器控制的缺陷与不足，提高了水泵节能与工作可靠性和稳定性。1设计现状目前国内外学者已经在煤矿井下排水系统控制的研究中取得了很多成就。就国内的研究工作来看，大多是从煤矿井下排水系统的安全可靠性、节能的角度进行研究。根据煤矿井下排水系统消耗电能大的特点，国内研究人员分别从离心式水泵，排水管路，电动机三个方面提出了对井下排水系统的节能改造。由于各类矿井情况差别大，能源消耗尤其是电能消耗大，所以在节能技术方面的研究对煤矿效益，以致可持续发展有着很大的意义。国内某计研究院提出采用PLC自动检测水仓水位、管道压力、流量等数据，根据水仓水位高低和参考矿井用电情况，建立数学模型，达到了水泵运行的避峰就谷的效果，有效地节省了矿井在排水系统上的能耗，缩减了煤矿的生产成本。国外的研究大多从管道的长期的维护和清理，井水质量对排水设备的影响等更加细微更加长远的方面来研究。俄罗斯研究人员根据费用相等的原理，推导出水泵最佳使用周期和管道清理周期的两种形式相似的计算公式，为水泵使用和管道清理从科学的角度进行阐述，提高了整个排水系统的安全性能。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）1设计内容针对目前我国煤矿井下排水系统的现状，本课题研制开发适合我国煤矿的井下自动排水系统。主要研究内容包括1根据排水系统控制要求进行PLC硬件选型和软件的设计。2根据水仓水位系统可以自动控制启停水泵的时间、台数、轮换工作。3根据水仓水位条件按照“避峰填谷”的原则启停水泵。4对排水系统设备运行、保护等参数进行实时监测和传送。5发生故障时，启动故障处理功能。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周文献综述，查阅相关文献，对基于PLC的相关知识有所了解。第34周调研并搜集资料，熟悉研究方向，确定毕业设计论文题目，整体规划论文结构。第5周整理资料，完成开题报告。第6周确定整体设计方案，系统流程图；第79周进行各信号采集方案设计，确定信号采集项目和方法。第1013周进行排水泵的检测和控制方案设计。分析和研究确定的方案，以2设计目的和设计意义新形势下，随着市场经济的飞速发展，中国低碳节能的经济目标的提出，与泵类搭配使用的马达的用电量大致是全国耗电总量的两成由于过去水泵的效率比较低，致使资源的浪费问题严重。如何提高水泵的运转效率，是考虑水泵节能的首要工作，这成为当今势必考量的话题。该设计的目的以及意义就是通过分析煤矿井下排水泵的节能方法，找出一种最适合的节能途径，力求做到能源消耗最少，使泵的排水效率实现最大化。保证可靠性。第1415周软件设计程序流程图，程序编制，书写论文。第16周总体分析，准备答辩。四、主要参考文献1常斗南可编程控制器原理、应用、实验M北京机械工业出版社,20022赵振生，马壮提高PLC系统抗干扰能力的措施J仪器仪表与分析监测,20053皮壮行，宫振鸣，李雪华可编程序控制器系统设计及应用实例M北京机械工业出版社,20014陈宇可编程控制器基础及技巧M广州华南理工大学出版社,20005宋德玉可编程序控制器原理及应用系统设计技术M北京冶金工业出版社,20076曹卫，张巍PLC控制系统的可靠性设计J甘肃科技，20107冯清秀，邓星钟机电传动控制M武汉华中科技大学出版社，201168白铭声矿井排水装置运行与选择设计M北京煤炭工业出版社，1990,99孟凡英流体力学与流体机械M北京煤炭工业出版社，2011,510韩建勇，侯清泉，徐鹏，常禄煤矿流体机械M哈尔滨哈尔滨工程大学出版社，2012,411周万珍，高鸿斌PLC分析与设计应用M第1版北京电子工业出版社，200412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，200413殷洪义、吴建华PLC原理与实践M北京，清华大学出版社14栾振辉，廖玲利煤矿机械PLC控制技术M第1版北京化学工业出版社，200815JOHNHUTCHINSONTHEBUSINESSANDSAFETYLOGICOFPROGRAMMABLECONTROLLERSELECTRICALTECHNOLOGY,200616IMELAMIN,ARALALI,MASUHAILDIRECTLOADCONTROLUSINGAP