【开题报告】井下综采自动化监控系统的设计-某某.docVIP

辽宁工程技术大学 本科毕业设计（论文）开 题 报 告 题 目 煤矿综采自动化控制系统的设计 指 导 教 师 院（系、部） 专 业 班 级 学 号 姓 名 某某 日 期 2013年3月21日 教务处印制 选题的目的、意义和研究现状 20世纪50年代，随着采煤技术的日益发展，出现了一种新的综合机械化采煤技术，它是上个世纪煤炭工业科学技术发展的重要成果,从根本上改革了煤炭开采工业的面貌。1954年，第一个综采工作面在英国诞生了。之后，综采技术就得到了不断发展和完善，迅速推广和应用到世界各国的煤炭开采中，成为采煤技术发展的主导方向。我国是一个产煤大国。煤炭资源在各个地区至全国各行各业都发挥着不可磨灭的功绩。对煤炭的开采，从炮采到普采到综采，开采技术经过长期的发展，积累了很多宝贵的经验。1970年11月28日, 我国第一套全工作面综采设备在大同煤峪口矿8710工作面开始工业性试验, 正式拉开了我国采煤史上一场影响深远的革命性变革的帷幕。经过近40年的发展，我国的综采技术经历了引进国外设备，到消化吸收开发自主设备，再到完善、改造、创新和提高我国综采技术与设备这几个阶段。 从目前综采工作面的状况来看，我国部分大型煤炭的自动化程度都比较高，但是这些大型煤矿都存在一些问题： 首先，煤矿井下的监测系统只负责井下环境参数的采集和分析，并不直接参与控制；控制系统则只负责井下设备的控制，而不根据井下环境随机应变；包括通信、报警等一些系统在井下都是相对独立的工作，各自负责各自的环节，这样就造成了工作人员在处理故障和危险的信号延迟问题。 其次，井下采煤的生产过程中，涉及到很多的生产设备，它们的工作状况如何，也直接关系到了煤炭的生产，对于这些设备的自动化控制也就提到了日程上来。对这些设备的运行工况、状态等相关的设备信息的获取，就显得尤为重要，现在的很多单独系统可以实现井下信息的采集，但并没有机地融合到整个系统，对于井下设备的自动控制系统实现较少。大部分系统还只是对单独设备的控制，这样子整个井下系统的协调性较差，而自动化正是要解决协调性的问题。 最后，也是本课题的研究核心。现在国内某些煤矿正在开发和使用的综采自动化系统，采用单片机作为主控站进行开发应用。单片机系统的I/O口复用问题致使该系统在井下复杂环境中存在不稳定性和抗干扰能力差等诸多缺点，这直接影响着井下数据的上传和命令发送的可靠性和安全性，进而影响到采煤机等设备的正常开机率以及煤矿的效益。本课题采用西门子公司生产的300系列PLC作为整个系统的主控站，这样就成功解决了以往单片机系统的这些问题。PLC的高可靠性、强抗干扰性、丰富的I/O接口、模块化结构等诸多优点使得PLC能够胜任这份工作。但是，PLC构成的系统还存在一些问题，诸如其功耗不能满足井下高危环境的要求、串口通信能力相对会稍显弱势。本课题正是针对上述问题展开研究，逐一化解，使其到达煤矿安全的要求。 本课题的意义还在于结合理论基础，提出井下低成本综采自动化网络监控系统的可行性技术方案。通过本系统，实现对井下主要生产设备工况的在线监测和控制以及井下环境参数的采集和监测。井下主站及时将井下数据上传到井上监控中心，并通过以太网实现WEB远程访问和监控，便于工作人员发现故障并采取相应措施。最终，实现煤矿井下整个综采工作面设备的自动化运行，为我国综采自动化技术向少人、无人的操作发展提供一些前期的技术准备，并实现减轻井下工人劳动强度、提高煤矿生产效率的最终目的。 研究方案及预期结果 整个综采自动化控制系统的控制命令是从综采主控站的键盘来实现控制命令的。按下键盘上的某个按钮，综采主控站则会触发相应的命令，PLC则直接执行动作或者通过485总线发送指令到远端的控制分站来执行动作命令。 综采主控站界面上的威纶MT8000系列触摸屏可以在系统启动之前对井下设备进行相关参数设定。触摸屏发出指令之后，通过MPI的通信方式，将其接收到的信息传输到主控站PLC。 主控PLC接收到命令，再