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Xxx大學
本科畢業(yè)設計（論文）開 題 報 告
題 目 煤礦井下皮帶巷及回風巷智能排水系統(tǒng)設計
指 導 教 師
院（系、部）
專 業(yè) 班 級
學 號
姓 名
日 期
教務處印制
29
一、選題的目的、意義和研究現狀
煤炭行業(yè)是我國的支柱產業(yè)隨著煤炭行業(yè)高產高效的發(fā)展,礦井安全問題已成為制約煤炭生產的關鍵因素,井下的排水系統(tǒng)更加的重要,一旦礦井排水系統(tǒng)出現了故障,不僅對礦井生產產生了影響,甚至會影響井下工人的生命財產的安全,所以說排水系統(tǒng)擔負著十分重要的作用,其可靠性關系到生產安全和人身安全。
但是目前很多礦用水泵仍然普遍使用很傳統(tǒng)的設備和系統(tǒng),這種系統(tǒng)的自動化程度比較低,對于一些突發(fā)的情況處理上會有很大的問題,例如處理的時間比較長,反應比較緩慢,有很大的安全隱患,是我們目前有待解決的重要問題。
1設計目的以及意義：
因為目前的煤炭井下排水的自動化程度不高,本設計從實際的角度出發(fā),對于目前排水系統(tǒng)的不足,做出有效的提升.對于皮帶巷和回風巷中的特殊積水類型,本設計有針對性的處理方法,來解決其特殊的排水問題,本設計的重要目的是為了更加簡單,更加快速,更加安全的處理井下的排水問題.提高井下排水的效率并且增加井下工作的安全系數,使井下排水的智能化程度有所提高,實現我們煤礦井下排水智能化.優(yōu)化了煤炭井下排水的操作,使其操作更加的簡單,更加的系統(tǒng)化,杜絕了多余的動作,減少了人工的浪費。
煤礦井下水泵室煤礦生產的主要設備之一,實現井下泵房的遠程控制與檢測,是井下自動化建設的重要組成部分,本設計運用PLC控制系統(tǒng)以及各種傳感器,和一些煤礦井下測量設備,來實現安全生產指揮調度中心對井下系統(tǒng)泵房的設備,進行網絡監(jiān)控和控制,做到智能化生產。
2設計現狀：
煤礦井下排水泵作為井下排水的重要設備,它運行電壓高,功率大,運轉情況比較復雜,所以工人對其進行實時監(jiān)測非常的困難,并且在水泵的啟動,水倉的水位變化的檢測,泵房內設備的運行情況檢查,都還是采用人工傳統(tǒng)的管理和操作模式,這種模式,操作過程復雜,消耗人工多,目前的井下排水系統(tǒng)的模式簡單,硬件設備落后,有時不能進行實時的監(jiān)控和控制,而且對于水泵電機的溫度,電流,電壓以及水泵的流量,壓力,水位等數據不能實時處理.我國的檢測還處于摸索階段,系統(tǒng)還不夠完善.沒有很好的水位傳感器的產品,傳感器產品十分容易受到井下環(huán)境的影響,事故因此而發(fā)生。
二、 研究方案及預期結果
1.設計內容：
本設計的項目建設立足于信息化和自動化的前提,使設計的系統(tǒng)具有安全性,智能性,可靠性,可行性并且使用和維護更加的簡單方便,使其的系統(tǒng)內容更加簡單有效,穩(wěn)定可靠,為礦井的生產,安全都有提高。
(1) 在皮帶巷和回風巷道中,分布著很多類型的水坑,其中有的涌水量較多的水坑,也有很多水坑涌水量很小,對于不同的水坑要有不同的處理方案.對于一些涌水量比較大的水坑,在其上方應安裝一個超聲波液位傳感器,用來實時監(jiān)控大涌水量水坑的積水量,當其的積水量到達一定量時,其自動傳送警報信息到中央控制臺,再由中央控制臺下達指令到水坑中潛水泵,潛水泵開始工作,把水坑中的積水排到分水倉.水量降低到一定量時,水泵停止工作。
(2) 對于巷道中涌水量較小的水坑在水坑深處放置一個投入式液位傳感器,當其水量超過安全值時,信息傳輸到中央控制臺,再從中央控制臺,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,水泵停止工作。
(3) 對于一些新出現的涌水坑，在巷道中安裝一定的濕度表當濕度到達一定值時，進行人工巡邏，尋找新出現的涌水坑，進行分類處理。對于一些逐漸消失的水坑先進行實時監(jiān)控，通過數據的處理以及理論的支持，撤掉其排水設備。
(4) 對于水泵的電機溫度進行實時監(jiān)測,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,實時輸送信息到中央控制室,并安裝報警系統(tǒng),當超出一定的溫度時進行報警。
(5) 在水泵的進出口和水泵的內部安裝水泵壓力檢測傳感器實時監(jiān)控水泵的壓力并且輸送到中央控制臺,并設置報警系統(tǒng),當其壓力超出過一定范圍,進行報警。
(6) 在水泵的出口位置,安裝水泵流量監(jiān)測傳感器,把水路管線中的流量進行監(jiān)控,實時信息回報到中央控制臺,并有報警系統(tǒng),其系統(tǒng)可以安裝到支路和主排水路中。
(7) 建立系統(tǒng)總體結構采用現場層(IO),控制層(PLC)和管理層(計算機)組成的控制系統(tǒng)來實現排水系統(tǒng)的自動控制.工業(yè)計算機要有操作系統(tǒng)簡單,人機界面友好和遠程監(jiān)控功能,PLC主要用于控制器的完成邏輯處理和控制任務,遠程IO實現數據的采集和上傳。
2.設計步驟：
第一步:收集一定的關于PLC控制和傳感器以及所用水泵的一些詳細資料并且在網上收集礦井巷道涌水特點。
第二步:確定所使用水泵的類型和型號,并從水泵吸水量和水泵功率方面選擇水泵,而其通過涌水量和實際情況選擇傳感器類型及型號.
第三步:設計IO系統(tǒng)以及PLC控制系統(tǒng),使PLC系統(tǒng)可以實現對于IO系統(tǒng)的控制以及對計算機系統(tǒng)的信息輸送。
第四步:對整個三層系統(tǒng)進行系統(tǒng)測試，對其可行性可靠性進行SPC分析，增強其系統(tǒng)穩(wěn)定性，并且對于系統(tǒng)的可操作性進行分析，使其人機友好度良好。
第五步：模擬實際發(fā)生的問題，對問題進行系統(tǒng)的分析，使用“柏拉圖”法進行分析，找到問題出現的原因，并測試問題解決的速度，提高其實際使用的可能性。
3.預期結果
通過本次設計能提高井下排水的智能化程度，并且可以減少人工，以及信息的實時回報，報警信息傳達要迅速有效，實現問題的具象化，處理問題更加簡單有效，很大程度地提高了處理問題的效率，減少了多余動作，避免了人工的浪費，并通過傳感器的實時上報的數據，進行實時監(jiān)控，使問題解決的更加迅速，避免事故的產生。提高了煤礦井下排水效率以及煤礦井下的安全系數。使工作人員在安全的環(huán)境下工作，同時也提高了工作效率。
三、研究進度
在整個的畢業(yè)設計期間，我對自己的設計做如下安排：
第 1-2 周：收集資料，收集足夠的數據以及理論知識。
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。
第 5 周：整理資料，完成開題報告。
第 6 周：對資料進行分類處理按照設計步驟，逐步執(zhí)行；
第 7-9 周：確定整體設計方案，并編寫PLC控制系統(tǒng)以及IO口控制。
第10-13周：進行PLC控制系統(tǒng)進行調試，建立三層控制系統(tǒng)。
第14-15周：對系統(tǒng)的穩(wěn)定性進行SPC分析，分析問題的來源并解決有可能出現的問題。
第 16 周：總體分析，準備答辯。
四、主要參考文獻
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五、指導教師意見
指導教師簽字：