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Xxx大學(xué)
本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi) 題 報(bào) 告
題 目 煤礦井下皮帶巷及回風(fēng)巷智能排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)
指 導(dǎo) 教 師
院（系、部）
專(zhuān) 業(yè) 班 級(jí)
學(xué) 號(hào)
姓 名
日 期
教務(wù)處印制
29
一、選題的目的、意義和研究現(xiàn)狀
煤炭行業(yè)是我國(guó)的支柱產(chǎn)業(yè)隨著煤炭行業(yè)高產(chǎn)高效的發(fā)展,礦井安全問(wèn)題已成為制約煤炭生產(chǎn)的關(guān)鍵因素,井下的排水系統(tǒng)更加的重要,一旦礦井排水系統(tǒng)出現(xiàn)了故障,不僅對(duì)礦井生產(chǎn)產(chǎn)生了影響,甚至?xí)绊懢鹿と说纳?cái)產(chǎn)的安全,所以說(shuō)排水系統(tǒng)擔(dān)負(fù)著十分重要的作用,其可靠性關(guān)系到生產(chǎn)安全和人身安全。
但是目前很多礦用水泵仍然普遍使用很傳統(tǒng)的設(shè)備和系統(tǒng),這種系統(tǒng)的自動(dòng)化程度比較低,對(duì)于一些突發(fā)的情況處理上會(huì)有很大的問(wèn)題,例如處理的時(shí)間比較長(zhǎng),反應(yīng)比較緩慢,有很大的安全隱患,是我們目前有待解決的重要問(wèn)題。
1設(shè)計(jì)目的以及意義：
因?yàn)槟壳暗拿禾烤屡潘淖詣?dòng)化程度不高,本設(shè)計(jì)從實(shí)際的角度出發(fā),對(duì)于目前排水系統(tǒng)的不足,做出有效的提升.對(duì)于皮帶巷和回風(fēng)巷中的特殊積水類(lèi)型,本設(shè)計(jì)有針對(duì)性的處理方法,來(lái)解決其特殊的排水問(wèn)題,本設(shè)計(jì)的重要目的是為了更加簡(jiǎn)單,更加快速,更加安全的處理井下的排水問(wèn)題.提高井下排水的效率并且增加井下工作的安全系數(shù),使井下排水的智能化程度有所提高,實(shí)現(xiàn)我們煤礦井下排水智能化.優(yōu)化了煤炭井下排水的操作,使其操作更加的簡(jiǎn)單,更加的系統(tǒng)化,杜絕了多余的動(dòng)作,減少了人工的浪費(fèi)。
煤礦井下水泵室煤礦生產(chǎn)的主要設(shè)備之一,實(shí)現(xiàn)井下泵房的遠(yuǎn)程控制與檢測(cè),是井下自動(dòng)化建設(shè)的重要組成部分,本設(shè)計(jì)運(yùn)用PLC控制系統(tǒng)以及各種傳感器,和一些煤礦井下測(cè)量設(shè)備,來(lái)實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)指揮調(diào)度中心對(duì)井下系統(tǒng)泵房的設(shè)備,進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控和控制,做到智能化生產(chǎn)。
2設(shè)計(jì)現(xiàn)狀：
煤礦井下排水泵作為井下排水的重要設(shè)備,它運(yùn)行電壓高,功率大,運(yùn)轉(zhuǎn)情況比較復(fù)雜,所以工人對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)非常的困難,并且在水泵的啟動(dòng),水倉(cāng)的水位變化的檢測(cè),泵房?jī)?nèi)設(shè)備的運(yùn)行情況檢查,都還是采用人工傳統(tǒng)的管理和操作模式,這種模式,操作過(guò)程復(fù)雜,消耗人工多,目前的井下排水系統(tǒng)的模式簡(jiǎn)單,硬件設(shè)備落后,有時(shí)不能進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控和控制,而且對(duì)于水泵電機(jī)的溫度,電流,電壓以及水泵的流量,壓力,水位等數(shù)據(jù)不能實(shí)時(shí)處理.我國(guó)的檢測(cè)還處于摸索階段,系統(tǒng)還不夠完善.沒(méi)有很好的水位傳感器的產(chǎn)品,傳感器產(chǎn)品十分容易受到井下環(huán)境的影響,事故因此而發(fā)生。
二、 研究方案及預(yù)期結(jié)果
1.設(shè)計(jì)內(nèi)容：
本設(shè)計(jì)的項(xiàng)目建設(shè)立足于信息化和自動(dòng)化的前提,使設(shè)計(jì)的系統(tǒng)具有安全性,智能性,可靠性,可行性并且使用和維護(hù)更加的簡(jiǎn)單方便,使其的系統(tǒng)內(nèi)容更加簡(jiǎn)單有效,穩(wěn)定可靠,為礦井的生產(chǎn),安全都有提高。
(1) 在皮帶巷和回風(fēng)巷道中,分布著很多類(lèi)型的水坑,其中有的涌水量較多的水坑,也有很多水坑涌水量很小,對(duì)于不同的水坑要有不同的處理方案.對(duì)于一些涌水量比較大的水坑,在其上方應(yīng)安裝一個(gè)超聲波液位傳感器,用來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)控大涌水量水坑的積水量,當(dāng)其的積水量到達(dá)一定量時(shí),其自動(dòng)傳送警報(bào)信息到中央控制臺(tái),再由中央控制臺(tái)下達(dá)指令到水坑中潛水泵,潛水泵開(kāi)始工作,把水坑中的積水排到分水倉(cāng).水量降低到一定量時(shí),水泵停止工作。
(2) 對(duì)于巷道中涌水量較小的水坑在水坑深處放置一個(gè)投入式液位傳感器,當(dāng)其水量超過(guò)安全值時(shí),信息傳輸?shù)街醒肟刂婆_(tái),再?gòu)闹醒肟刂婆_(tái),控制其中潛水泵工作,把積水排出,等其水量下到一定高度時(shí),水泵停止工作。
(3) 對(duì)于一些新出現(xiàn)的涌水坑，在巷道中安裝一定的濕度表當(dāng)濕度到達(dá)一定值時(shí)，進(jìn)行人工巡邏，尋找新出現(xiàn)的涌水坑，進(jìn)行分類(lèi)處理。對(duì)于一些逐漸消失的水坑先進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，通過(guò)數(shù)據(jù)的處理以及理論的支持，撤掉其排水設(shè)備。
(4) 對(duì)于水泵的電機(jī)溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),在水坑中的潛水泵中安裝PT100溫度傳感器,利用傳感器采集信息集中到PLC控制,實(shí)時(shí)輸送信息到中央控制室,并安裝報(bào)警系統(tǒng),當(dāng)超出一定的溫度時(shí)進(jìn)行報(bào)警。
(5) 在水泵的進(jìn)出口和水泵的內(nèi)部安裝水泵壓力檢測(cè)傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)控水泵的壓力并且輸送到中央控制臺(tái),并設(shè)置報(bào)警系統(tǒng),當(dāng)其壓力超出過(guò)一定范圍,進(jìn)行報(bào)警。
(6) 在水泵的出口位置,安裝水泵流量監(jiān)測(cè)傳感器,把水路管線中的流量進(jìn)行監(jiān)控,實(shí)時(shí)信息回報(bào)到中央控制臺(tái),并有報(bào)警系統(tǒng),其系統(tǒng)可以安裝到支路和主排水路中。
(7) 建立系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)場(chǎng)層(IO),控制層(PLC)和管理層(計(jì)算機(jī))組成的控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)排水系統(tǒng)的自動(dòng)控制.工業(yè)計(jì)算機(jī)要有操作系統(tǒng)簡(jiǎn)單,人機(jī)界面友好和遠(yuǎn)程監(jiān)控功能,PLC主要用于控制器的完成邏輯處理和控制任務(wù),遠(yuǎn)程IO實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集和上傳。
2.設(shè)計(jì)步驟：
第一步:收集一定的關(guān)于PLC控制和傳感器以及所用水泵的一些詳細(xì)資料并且在網(wǎng)上收集礦井巷道涌水特點(diǎn)。
第二步:確定所使用水泵的類(lèi)型和型號(hào),并從水泵吸水量和水泵功率方面選擇水泵,而其通過(guò)涌水量和實(shí)際情況選擇傳感器類(lèi)型及型號(hào).
第三步:設(shè)計(jì)IO系統(tǒng)以及PLC控制系統(tǒng),使PLC系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于IO系統(tǒng)的控制以及對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的信息輸送。
第四步:對(duì)整個(gè)三層系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試，對(duì)其可行性可靠性進(jìn)行SPC分析，增強(qiáng)其系統(tǒng)穩(wěn)定性，并且對(duì)于系統(tǒng)的可操作性進(jìn)行分析，使其人機(jī)友好度良好。
第五步：模擬實(shí)際發(fā)生的問(wèn)題，對(duì)問(wèn)題進(jìn)行系統(tǒng)的分析，使用“柏拉圖”法進(jìn)行分析，找到問(wèn)題出現(xiàn)的原因，并測(cè)試問(wèn)題解決的速度，提高其實(shí)際使用的可能性。
3.預(yù)期結(jié)果
通過(guò)本次設(shè)計(jì)能提高井下排水的智能化程度，并且可以減少人工，以及信息的實(shí)時(shí)回報(bào)，報(bào)警信息傳達(dá)要迅速有效，實(shí)現(xiàn)問(wèn)題的具象化，處理問(wèn)題更加簡(jiǎn)單有效，很大程度地提高了處理問(wèn)題的效率，減少了多余動(dòng)作，避免了人工的浪費(fèi)，并通過(guò)傳感器的實(shí)時(shí)上報(bào)的數(shù)據(jù)，進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，使問(wèn)題解決的更加迅速，避免事故的產(chǎn)生。提高了煤礦井下排水效率以及煤礦井下的安全系數(shù)。使工作人員在安全的環(huán)境下工作，同時(shí)也提高了工作效率。
三、研究進(jìn)度
在整個(gè)的畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，我對(duì)自己的設(shè)計(jì)做如下安排：
第 1-2 周：收集資料，收集足夠的數(shù)據(jù)以及理論知識(shí)。
第 3-4 周：搜索一些煤礦井下的信息，以及不同巷道的涌水特點(diǎn)。
第 5 周：整理資料，完成開(kāi)題報(bào)告。
第 6 周：對(duì)資料進(jìn)行分類(lèi)處理按照設(shè)計(jì)步驟，逐步執(zhí)行；
第 7-9 周：確定整體設(shè)計(jì)方案，并編寫(xiě)PLC控制系統(tǒng)以及IO口控制。
第10-13周：進(jìn)行PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試，建立三層控制系統(tǒng)。
第14-15周：對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性進(jìn)行SPC分析，分析問(wèn)題的來(lái)源并解決有可能出現(xiàn)的問(wèn)題。
第 16 周：總體分析，準(zhǔn)備答辯。
四、主要參考文獻(xiàn)
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五、指導(dǎo)教師意見(jiàn)
指導(dǎo)教師簽字：