風(fēng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)-軟件設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

1、( 此文檔為 word 格式，下載后您可任意編輯修改！)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目：風(fēng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)中國(guó)礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書畢業(yè)設(shè)計(jì)題目：風(fēng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)專題題目：畢業(yè)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容和要求：本文分析了基于MCGS的風(fēng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì), 并給出了一種實(shí)現(xiàn)方案。1、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)風(fēng)機(jī)風(fēng)壓 （靜壓、全壓）、風(fēng)速風(fēng)量、 軸承溫度、定子溫度、電網(wǎng)電流、電壓、功率、電機(jī)與風(fēng)機(jī)效率、風(fēng)峒大氣參數(shù)（溫度、濕度、大氣壓力）等風(fēng)機(jī)運(yùn)行各種參數(shù)；2、監(jiān)測(cè)風(fēng)門位置、風(fēng)機(jī)開停狀態(tài)、反風(fēng)信號(hào)和電機(jī)編號(hào)等風(fēng)機(jī)運(yùn)行多種狀態(tài)信息；控制風(fēng)門開關(guān)、風(fēng)機(jī)啟停；3、具有現(xiàn)場(chǎng)控制、遠(yuǎn)程控制、手動(dòng)控制等多種控制方式。院長(zhǎng)簽字：指

2、導(dǎo)教師簽字：畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外， 不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。對(duì)本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。作者簽名： 日指導(dǎo)教師簽名： 日期：期：使用授權(quán)說明本人完全了解大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版

3、，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)； 學(xué)?？梢圆捎糜坝?、 縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文； 在不以贏利為目的前提下， 學(xué)校可以公布論文的部分或全部?jī)?nèi)容。作者簽名：日期：學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明： 所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。 除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外， 本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。 對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體， 均已在文中以明確方式標(biāo)明。 本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名：日期：年月日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)

4、送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán) 大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索， 可以采用影印、 縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。作者簽名：導(dǎo)師簽名：日期：日期：年年月月日日注意事項(xiàng)1. 設(shè)計(jì)（論文）的內(nèi)容包括：1）封面（按教務(wù)處制定的標(biāo)準(zhǔn)封面格式制作）2）原創(chuàng)性聲明3）中文摘要（ 300 字左右）、關(guān)鍵詞4）外文摘要、關(guān)鍵詞5）目次頁（附件不統(tǒng)一編入）6）論文主體部分：引言（或緒論） 、正文、結(jié)論7）參考文獻(xiàn)8）致謝9）附錄（對(duì)論文支持必要時(shí)）2. 論文字?jǐn)?shù)要求： 理工類設(shè)計(jì)（論文）正文字?jǐn)?shù)不少于 1 萬字（不包括圖紙、

5、程序清單等），文科類論文正文字?jǐn)?shù)不少于 1.2 萬字。3. 附件包括：任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件） 。4. 文字、圖表要求：1）文字通順，語言流暢，書寫字跡工整，打印字體及大小符合要求，無錯(cuò)別字，不準(zhǔn)請(qǐng)他人代寫2）工程設(shè)計(jì)類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計(jì)算機(jī)繪制，所有圖紙應(yīng)符合國(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準(zhǔn)用徒手畫3）畢業(yè)論文須用A4 單面打印，論文50 頁以上的雙面打印4）圖表應(yīng)繪制于無格子的頁面上5）軟件工程類課題應(yīng)有程序清單，并提供電子文檔5. 裝訂順序1）設(shè)計(jì)（論文）2）附件：按照任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（

6、復(fù)印件）次序裝訂指導(dǎo)教師評(píng)閱書指導(dǎo)教師評(píng)價(jià)：一、撰寫（設(shè)計(jì)）過程1、學(xué)生在論文（設(shè)計(jì)）過程中的治學(xué)態(tài)度、工作精神 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、學(xué)生掌握專業(yè)知識(shí)、技能的扎實(shí)程度 優(yōu) 良 中 及格 不及格3、學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和專業(yè)技能分析和解決問題的能力 優(yōu) 良 中 及格 不及格4、研究方法的科學(xué)性；技術(shù)線路的可行性；設(shè)計(jì)方案的合理性 優(yōu) 良 中 及格 不及格5、完成畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）期間的出勤情況 優(yōu) 良 中 及格 不及格二、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量1、論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格三、

7、論文（設(shè)計(jì)）水平1、論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問題的指導(dǎo)意義 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格3、論文（設(shè)計(jì)說明書）所體現(xiàn)的整體水平 優(yōu) 良 中 及格 不及格建議成績(jī)： 優(yōu) 良 中 及格 不及格（在所選等級(jí)前的內(nèi)畫“”）指導(dǎo)教師：（簽名）單位：（蓋章）年月日評(píng)閱教師評(píng)閱書評(píng)閱教師評(píng)價(jià)：一、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量1、論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？?jī)?yōu)良中及格不及格2、是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格二、論文（設(shè)計(jì)）水平1、論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問題的指導(dǎo)意義 優(yōu) 良 中

8、及格 不及格2、論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格3、論文（設(shè)計(jì)說明書）所體現(xiàn)的整體水平 優(yōu) 良 中 及格 不及格建議成績(jī)：評(píng)閱教師：優(yōu)良中及格（在所選等級(jí)前的內(nèi)畫“”）（簽名）單位： 不及格（蓋章）年月日教研室（或答辯小組）及教學(xué)系意見教研室（或答辯小組）評(píng)價(jià)：一、答辯過程1、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的基本要點(diǎn)和見解的敘述情況 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、對(duì)答辯問題的反應(yīng)、理解、表達(dá)情況 優(yōu) 良 中 及格 不及格3、學(xué)生答辯過程中的精神狀態(tài) 優(yōu) 良 中 及格 不及格二、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量1、論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、是否完成指定

9、的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格三、論文（設(shè)計(jì)）水平1、論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問題的指導(dǎo)意義 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格3、論文（設(shè)計(jì)說明書）所體現(xiàn)的整體水平 優(yōu) 良 中 及格 不及格評(píng)定成績(jī)： 優(yōu) 良 中 及格 不及格教研室主任（或答辯小組組長(zhǎng)）：（簽名）年月日教學(xué)系意見：系主任：（簽名）年月日摘要隨著我國(guó)信息化技術(shù)的發(fā)展以及安全生產(chǎn)要求的提高,我國(guó)大多數(shù)煤礦企業(yè)生產(chǎn)過程中都采用了各種各樣的煤礦監(jiān)控系統(tǒng),然而，每年煤礦事故總是接連不斷，一些統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明， 瓦斯災(zāi)害事故是煤礦企業(yè)中經(jīng)濟(jì)

10、損失最大、死亡比例最高的重大事故之一。而預(yù)防瓦斯爆炸最主要的措施就是加強(qiáng)礦井通風(fēng)，降低瓦斯?jié)舛?，因此風(fēng)機(jī)監(jiān)控在煤礦生產(chǎn)中就顯得尤其重要。然而實(shí)際情況中常常出現(xiàn)控制工程人員缺乏計(jì)算機(jī)專業(yè)知識(shí)與計(jì)算機(jī)專業(yè)人員缺乏控制工程現(xiàn)場(chǎng)操作技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)的矛盾,極大地阻礙了監(jiān)控系統(tǒng)工作效率的提高,這種矛盾由于工控組態(tài)軟件的產(chǎn)生而得以解決。工控組態(tài)軟件作為一種用戶無需改變運(yùn)行程序原代碼的軟件平臺(tái)工具,為實(shí)現(xiàn)工業(yè)控制免去了大量煩瑣的編程工作,在各個(gè)工控領(lǐng)域逐步展示了其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)并日漸成熟。近年來 ,工控組態(tài)軟件被逐漸應(yīng)用到風(fēng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中,收到了良好的效果。MCGS 是國(guó)內(nèi)比較流行且運(yùn)行比較可靠的幾種工控組態(tài)軟件之一。

11、本文分析了基于 MCGS 的風(fēng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì),并給出了一種實(shí)現(xiàn)方案。關(guān)鍵詞： 信息化技術(shù) ; 瓦斯災(zāi)害事故 ; 風(fēng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng) ; 工控組態(tài)軟件ABSTRACTWithdevelopmentof ourcountryinformatizationtechnology and upgradeof safetyinproductionrequire,majoritycoalminesenterprisealladoptallkindsofcoalminemonitoredcontrol systemoutin processofproductionofourcountry.However,co

12、almineaccidentalwaysneverdyingin everyyear,some statisticaldatasindicate,thegas disastertroubleisan economyloss biggest in the coal mine business enterprise , rate of death is thetallest ofone of the graveness troubles.And gas explosionleadingagainstmeasureamountstostrengthenventilationofmines，depre

13、ss gassesstrength, induction of coalmine. often offers contradiction engineeringpersonnel lack computorprofessional knowledge or computer professionallackengineeringtechnologyandexperimentofwellsiteoperation,solveforthof thesuch contradictionowing to ConfigurationSoftware.thesoftwareplatforminstrume

14、ntoftheCONFIGurationsoftwareby way of a sortof user dispense with transfer working procedure primary code,for realizeindustrialcontrolexcuses plenty tenuousprogramming work, at each labourcontrol region gradually show unique predominance and day grew into ripe。in recentyears,labourcontrolconfigurati

15、onsoftwaregraduallyapplicationtoblower monitored controlsystem , receivesfavorableeffect 。MCGS is one offashion andresponsible for operating in some kind oflabour controlconfigurationsoftware 。thispaper analysessoftwaredesignof the blower monitored control system base on MCGS, and gave out asort of

16、realize project.Keywords: informatizationtechnology ;the gasdisastetrouble;blowermonitored control system;labour control configuration software目錄1 緒論 .11.1 問題的提出及研究意義 .11.1.1 問題的提出 .11.1.2研究意義 .21.2本課題國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 .31.3本文研究的主要目的和研究?jī)?nèi)容 .41.3.1主要目的 .41.3.2本文研究的主要內(nèi)容 .52 礦井通風(fēng)與主扇的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行 .72.1引言 .72.2礦井主扇風(fēng)機(jī)概述 .72

17、.3礦井通風(fēng)系統(tǒng) .72.4風(fēng)量的調(diào)節(jié)方法 .82.5礦井主扇風(fēng)機(jī)供電系統(tǒng) .82.6礦井通風(fēng)與主扇的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行 .83 方案總體設(shè)計(jì).113.1引言 .113.2方案設(shè)計(jì) .113.2.1系統(tǒng)主要功能 .114 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) .134.1引言 .134.2系統(tǒng)硬件的組成 .134.3系統(tǒng)功能及要求 .144.3.1系統(tǒng)功能 .144.3.2系統(tǒng)附屬要求 .154.4 系統(tǒng)主要配置表 .154.5基本工作原理 .174.5.1PLC 的應(yīng)用 .174.5.2工作原理 .185 風(fēng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng) - 軟件設(shè)計(jì) .205.1引言 .205.2系統(tǒng) MCGS組態(tài)軟件的簡(jiǎn)述 .205.3系統(tǒng)的總體框圖 .

18、235.4風(fēng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài) .255.4.1主界面畫面組態(tài) .255.4.2風(fēng)機(jī)監(jiān)測(cè)參數(shù)畫面組態(tài) .335.4.3歷史曲線的組態(tài) .395.4.4實(shí)時(shí)曲線的組態(tài) .41報(bào)警顯示組態(tài)426 總結(jié)44參考文獻(xiàn)45英文原文46中文譯文53致謝581 緒論隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，國(guó)家能源工業(yè)對(duì)煤炭的需求日益增長(zhǎng)，然而煤安全事故頻繁，其中以瓦斯爆炸事故最為突出。 2006 年 2 月 15 日到 3 月 19 日一個(gè)多月時(shí)間里，就發(fā)生了 5 起煤礦特大瓦斯爆炸事故，共死亡 165 人。據(jù)國(guó)家監(jiān)總局公布的統(tǒng)計(jì)，全國(guó)一季度煤礦事故造成死亡的人數(shù)竟然已高達(dá)1113 人，煤礦“吃人”己到了令人無法忍受的地步。目

19、前，我國(guó)煤礦約半數(shù)礦井為高瓦斯、煤與瓦斯突出礦井，瓦斯始終是我國(guó)煤礦安全的最大威脅。本文開發(fā)了基于MCGS組態(tài)軟件的風(fēng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，有效地監(jiān)測(cè)并控制井下有害氣體和其他影響井下工作人員健康的參數(shù)。從而有效地減少了煤礦自然災(zāi)害的發(fā)生。1.1 問題的提出及研究意義問題的提出眾所周知，煤礦井下生產(chǎn)過程中時(shí)時(shí)刻刻都受到“水、火、瓦斯、頂板”五大自然災(zāi)害的威脅，其中，瓦斯煤塵爆炸事故能使礦毀人亡，危害極大，為五大自然災(zāi)害之首，為搞好礦井的“一通三防”管理工作至關(guān)重要，故“一通三防”技術(shù)的管理為煤礦的重中之重，礦井的“一通三防”管理就是礦井通風(fēng)、防治瓦斯、防治煤塵、防滅火的技術(shù)管理簡(jiǎn)稱， 它的基本任務(wù)是根據(jù)黨

20、的安全方針、 政策、掌握火、瓦斯、煤塵和地?zé)岬茸匀粸?zāi)害的發(fā)生和發(fā)展規(guī)律， 應(yīng)用科學(xué)技術(shù)手段防治各種災(zāi)害，根據(jù)井下風(fēng)流流動(dòng)的規(guī)律， 不斷得將新鮮的風(fēng)流輸送到井下各個(gè)工作地點(diǎn)，創(chuàng)造良好的氣候條件，以沖淡并排出井下的毒性、窒息性和爆炸性的氣體和粉塵，以保證井下風(fēng)流的質(zhì)量（成分、溫度和速度）和數(shù)量符合國(guó)家安全衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，提供良好的工作環(huán)境，防止各種傷害和爆炸事件事故， 保障井下工作人員身體健康和生命安全，保護(hù)國(guó)家資源和財(cái)產(chǎn)，在礦井建設(shè)和生產(chǎn)期間始終占有非常重要的地位。瓦斯災(zāi)害給煤礦帶來的最大危害是威脅井下人員生命， 摧毀礦井設(shè)施，迫使礦井停產(chǎn)，并需要投入大量人力物力搶險(xiǎn)救災(zāi)。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)， 1981 一

21、1995 年，我國(guó)重點(diǎn)煤礦在加強(qiáng)瓦斯災(zāi)害防治的前提下，仍因瓦斯爆炸死亡1582 人，瓦斯窒息死亡 278 人，造成直接經(jīng)濟(jì)損失近幾億元。 我國(guó)煤礦瓦斯災(zāi)害事故仍呈不斷上升趨勢(shì)，給煤礦安全生產(chǎn)造成極大威脅。為防治瓦斯災(zāi)害事故，國(guó)家煤炭工業(yè)局每年投入安全技術(shù)措施費(fèi)近1 億元(大部分用于防治瓦斯災(zāi)害) ，礦井進(jìn)入成本的瓦斯災(zāi)害防治費(fèi)平均達(dá)10 元噸，有的礦井高達(dá)30 元噸。粗略估算， 從各種途徑投入瓦斯災(zāi)害的防治費(fèi)用每年達(dá)20 億元以上，給煤礦生產(chǎn)帶來沉重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。瓦斯災(zāi)害的威脅也極大的限制了礦井生產(chǎn)能力的發(fā)揮。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，1995年 130 個(gè)國(guó)有重點(diǎn)瓦斯礦井年設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為9300 萬噸，

22、核定生產(chǎn)能力為6000 萬噸，僅為設(shè)計(jì)能力的60.6%。由于礦井生產(chǎn)能力的下降，產(chǎn)出減少，礦井經(jīng)濟(jì)效益顯著降低 ; 正因?yàn)榈V井安全生產(chǎn)受到威脅，礦井經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)重，效益差，致使礦井人員穩(wěn)定困難，科技開發(fā)能力減弱，不少高瓦斯礦井步入惡性循環(huán)，最終導(dǎo)致礦井關(guān)閉瓦斯災(zāi)害防治的主要目的是防治瓦斯積聚， 防治瓦斯煤塵爆炸。 要達(dá)到這些目的，就要求有精確、穩(wěn)定、安全的風(fēng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。加強(qiáng)瓦斯監(jiān)控可以實(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)瓦斯災(zāi)害預(yù)兆，及時(shí)采取措施消除災(zāi)害隱患，防患于未然。 1研究意義礦井主風(fēng)扇的通風(fēng)是煤礦治理瓦斯、 煤塵及火災(zāi)的基礎(chǔ)， 合理高效的礦井通風(fēng)系統(tǒng)是煤礦安全生產(chǎn)的基本保障。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展， 煤礦生產(chǎn)的計(jì)算機(jī)技

23、術(shù) （網(wǎng)絡(luò)化）和信息化程度的不斷提高，礦井開采規(guī)模迅速擴(kuò)大，通風(fēng)線路隨之加長(zhǎng)，通風(fēng)阻力增加，工作面配風(fēng)困難，通風(fēng)難度相應(yīng)增加；另外，隨著開采深度的增加，由于地?zé)?、機(jī)電設(shè)備散熱、氣候變熱等因素，致使高溫礦井也逐漸增加，礦井熱害治理也成為礦井通風(fēng)工作的一個(gè)重點(diǎn)；再者，在一些寒冷地區(qū)，冬季氣溫很低，對(duì)進(jìn)風(fēng)風(fēng)流預(yù)熱也成為礦井通風(fēng)要解決的難題。 為了解決上述的各種問題， 所以對(duì)主風(fēng)扇的要求要大大的提高。人們長(zhǎng)期習(xí)慣生活在有陽光，有比較穩(wěn)定的化學(xué)成分、溫度、濕度的環(huán)境中，一旦生活在環(huán)境變化劇烈，人體將感到不舒適，甚至生病。地下開采工作的環(huán)境與地面相比變化較大，瓦斯、礦塵、煤炭自然發(fā)火和水等事故時(shí)有發(fā)生，嚴(yán)

24、重地制約著煤礦的安全生產(chǎn)。 為了在煤炭生產(chǎn)過程中創(chuàng)造良好的生產(chǎn)環(huán)境， 對(duì)各種災(zāi)害切實(shí)可行的防治，最經(jīng)濟(jì)、最基礎(chǔ)的解決方法是搞好礦井通風(fēng)工作。礦井通風(fēng)是礦井個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中最基本的一環(huán)， 他在礦井建設(shè)和生產(chǎn)期間始終占有重要的地位。多年時(shí)間證明，礦井通風(fēng)是煤礦安全工作的重中之重，也是杜絕重大事故，實(shí)現(xiàn)煤礦安全狀況基本好轉(zhuǎn)的關(guān)鍵。礦井通風(fēng)的主要作用：（1）供給井下工作人員足夠的新鮮空氣，滿足人員呼吸的需要。（2）稀釋和排除井下有害氣體，礦塵，有效減少事故的發(fā)生。（3）調(diào)節(jié)井下氣候條件，提高生產(chǎn)效率。而礦井通風(fēng)的關(guān)鍵就是礦井風(fēng)機(jī)的主要作用， 因此風(fēng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的研究具有重大的意義。為了正確評(píng)價(jià)礦井的通風(fēng)狀況

25、， 解決煤礦通風(fēng)的難題， 總結(jié)礦井通風(fēng)的豐富經(jīng)驗(yàn)和科研成果，促進(jìn)煤礦安全技術(shù)的發(fā)展，減少和杜絕煤礦事故的發(fā)生，作為煤礦“四大件” 之一的主扇風(fēng)機(jī) , 承擔(dān)著煤礦瓦斯抽放 , 向井下輸入新鮮空氣的重任。 中國(guó)煤礦事故中近 60%以上的事故是由于瓦斯?jié)舛冗^高引起的 , 而中國(guó)煤礦主扇風(fēng)機(jī)監(jiān)測(cè)幾乎全部采用的是老式的模擬儀表 , 工作人員必須定時(shí)到現(xiàn)場(chǎng)抄表 , 而且對(duì)風(fēng)機(jī)通風(fēng)量幾乎沒有實(shí)現(xiàn)在線測(cè)量。 因此 , 要提高煤礦生產(chǎn)的安全性 , 減少現(xiàn)場(chǎng)噪音對(duì)工作人員的傷害 , 必須解決主扇風(fēng)機(jī)的自動(dòng)化控制技術(shù)和監(jiān)測(cè)技術(shù)。1.2 本課題國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀由于我國(guó)煤炭成形的自然條件和地質(zhì)條件的多變，生產(chǎn)條件復(fù)雜，自

26、然災(zāi)害較為嚴(yán)重。在我國(guó)眾多的行業(yè)產(chǎn)業(yè)中，煤炭行業(yè)事故所占比重最大，占工業(yè)死亡總?cè)藬?shù)的60%以上。目前，全國(guó)煤礦百萬噸死亡率高達(dá)3 左右，其中以瓦斯煤塵爆炸惡性死亡事故為最。進(jìn)入新世紀(jì)以來，煤礦安全生產(chǎn)形勢(shì)雖然有所好轉(zhuǎn)，但形勢(shì)依然嚴(yán)峻。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2001 年，全國(guó)共發(fā)生煤礦事故2384 起，死亡6078 人 ;2002年，全國(guó)共發(fā)生煤礦事故3112 起，死亡6528 人;2003年，全國(guó)共發(fā)生煤礦事故4143 起，死亡 6424 人;2004 年，全國(guó)共發(fā)生煤礦事故 3853 起，死亡 6027 人;2005 年全國(guó)共發(fā)生煤礦事故 3341 起，死亡 5986 人。這些數(shù)字足以說明煤礦安全事故給人

27、民生命帶來的巨大傷害，給煤炭工作人員的家庭造成的極大痛苦， 給國(guó)家建設(shè)造成的巨大經(jīng)濟(jì)損失，產(chǎn)生了惡劣的社會(huì)影響和極為嚴(yán)重的后果。在“先抽采、監(jiān)測(cè)監(jiān)控、以風(fēng)定產(chǎn)”方針的指引下， 我國(guó)科研人員和煤礦職工在自力更生、 艱苦奮斗基礎(chǔ)之上，共同努力，不斷學(xué)習(xí)國(guó)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，使我國(guó)煤炭安全生產(chǎn)技術(shù)和信息化程度有了長(zhǎng)足的進(jìn)展和提高。其中，煤礦安全的內(nèi)涵也在不斷的豐富和擴(kuò)展，包括勞動(dòng)者心理健康安全、環(huán)境衛(wèi)生安全、勞動(dòng)條件安全、機(jī)器設(shè)備安全、管理保障安全、生產(chǎn)系統(tǒng)安全意識(shí)等在內(nèi)的大安全概念也正在形成。國(guó)外煤礦監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)應(yīng)用早于我國(guó)，技術(shù)也較我國(guó)成熟。 加之法律法規(guī)的完善，安全狀況優(yōu)于我國(guó)。 2004

28、 年度中國(guó)煤炭百萬噸死亡率為3.08 ，美國(guó)為 0.039 ，印度為 0.42, 俄羅斯為 0.34 ，南非為 0.13 ，中等發(fā)達(dá)國(guó)家大致為 0.451 。例如礦業(yè)安全在德國(guó)不僅包含礦井防火、防水、防爆，而且員工的交通安全也屬其中，同時(shí)還有職工的勞動(dòng)保健。 在技術(shù)上采用先進(jìn)的煤礦安全實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，在井下通過各種高級(jí)傳感器取得現(xiàn)場(chǎng)各種數(shù)據(jù)， 利用數(shù)碼攝像頭將采掘現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)畫面通過網(wǎng)絡(luò)傳到總控制室，并以各種形式顯示。 利用現(xiàn)代化手段使指揮中心與現(xiàn)場(chǎng)保持密切聯(lián)系，任何事故的苗頭都可以在監(jiān)控中心找到并進(jìn)行相應(yīng)的處理。 美國(guó)不斷加強(qiáng)煤礦安全立法、執(zhí)法和各種教育工作，同時(shí)加大了對(duì)新技術(shù)的采用，最終使煤炭

29、產(chǎn)量大幅度增長(zhǎng)，勞動(dòng)生產(chǎn)率成倍提高，安全狀況大為改善，生產(chǎn)成本明顯降低，工效水平明顯提高，煤礦從業(yè)人員逐年減少，人均年煤炭產(chǎn)量逐年增加。美國(guó)礦業(yè)安全狀況的改善得益于新技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用 7l 。英國(guó)設(shè)立了礦山安全的監(jiān)查機(jī)構(gòu)， 對(duì)政府負(fù)責(zé)，同時(shí)加大對(duì)新技術(shù)和新設(shè)備的推廣，使用和加強(qiáng)各種層次的安全培訓(xùn)。20 世紀(jì) 90 年代以來，煤礦已經(jīng)很少發(fā)生事故。英國(guó)的煤礦安全的發(fā)展對(duì)世界許多國(guó)家的煤礦的健康發(fā)展都起到了積極的作用。近年來，國(guó)外在不斷完善現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控跟蹤預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)上，開展了研究瓦斯突出的動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)技術(shù)和突出危險(xiǎn)區(qū)域預(yù)測(cè)技術(shù)。俄羅斯己經(jīng)建立了區(qū)域預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)專家系統(tǒng)，將突出煤層劃分為突出危險(xiǎn)區(qū)和非突出危險(xiǎn)區(qū)

30、，從而解放了一大片煤層，降低了突防工程量。 德國(guó)一直都很重視煤礦安全技術(shù)的研發(fā)，一種完全改變井下礦工工作方式的 “超越現(xiàn)實(shí)” 的高安全性通訊技術(shù)使得井下信息完全如實(shí)的反映在專家和技術(shù)人員面前， 在有安全隱患或可疑之處讓計(jì)算機(jī)參預(yù)作出判斷，極大的降低了危險(xiǎn)概率，縮短了停工時(shí)間，提高了工作效率。將這些問題和解決方法都存儲(chǔ)在知識(shí)數(shù)據(jù)庫里，為新技術(shù)的革新作了大量的儲(chǔ)備，并將在未來幾年會(huì)全面投入使用。另外，一些國(guó)家將聲發(fā)射技術(shù)應(yīng)用于工作面突出監(jiān)測(cè)，以達(dá)到實(shí)用化、自動(dòng)化方向發(fā)展。這些國(guó)家針對(duì)不同的突出煤層研究了相應(yīng)的配套防瓦斯突出措施及裝備，俄羅斯利用聲發(fā)射監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)采掘工藝進(jìn)行了隨機(jī)控制，實(shí)現(xiàn)了工作面作

31、業(yè)的自我保護(hù)。波蘭和法國(guó)對(duì)煤層突出危險(xiǎn)進(jìn)行了分級(jí)，實(shí)現(xiàn)了科學(xué)管理。1.3 本文研究的主要目的和研究?jī)?nèi)容主要目的隨著控制、計(jì)算機(jī)、通信、網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)的發(fā)展，信息交換溝通的領(lǐng)域正在迅速覆蓋從工廠的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層到控制、管理的各個(gè)層次，覆蓋從工段、車間、工廠、企業(yè)乃至世界各地的市場(chǎng)。信息技術(shù)的飛速發(fā)展，引起了自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的變革，逐步形成以網(wǎng)絡(luò)集成自動(dòng)化系統(tǒng)為基礎(chǔ)的企業(yè)信息系統(tǒng)。組態(tài)軟件的應(yīng)用就是順應(yīng)這一形勢(shì)發(fā)展起來的新技術(shù)。我國(guó)是一個(gè)礦產(chǎn)資源豐富的國(guó)家， 采礦業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有一定比重。隨著我國(guó)改革開放不斷深入發(fā)展， 國(guó)民經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展， 生產(chǎn)力、生產(chǎn)關(guān)系發(fā)生了質(zhì)的飛躍。作為工業(yè)糧食的煤炭， 經(jīng)過上世紀(jì)九

32、十年代的低谷以后， 進(jìn)入二十一世紀(jì)發(fā)生了巨大變化。過去長(zhǎng)期我國(guó)煤炭產(chǎn)量一直徘徊在 8 至 10 噸，到 1 0 年時(shí)間煤炭產(chǎn)量翻一番，一躍成為世界第一產(chǎn)煤大國(guó)。而且煤炭供需矛盾不會(huì)很快得到緩解。煤礦向著大型化、信息化、現(xiàn)代化迅猛發(fā)展，急切需要高新技術(shù)裝備，特別是數(shù)字技術(shù)產(chǎn)品。但是，伴隨生產(chǎn)飛速發(fā)展而來的是，安全與生產(chǎn)的矛盾更加突出?，F(xiàn)有的術(shù)裝備日益不能滿足安全生產(chǎn)的要求，目前煤礦裝備相當(dāng)一部分還是蘇聯(lián)援助中國(guó)時(shí)的五十年代技術(shù)，有的雖有改進(jìn)，但還是遠(yuǎn)不能滿足數(shù)字時(shí)代安全的要求。煤礦安全生產(chǎn)迫切要求更可靠、靈敏、準(zhǔn)確、更安全的數(shù)字化產(chǎn)品裝備。煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)正是基于上述前提下提出的。煤礦風(fēng)機(jī)監(jiān)控系

33、統(tǒng)是一個(gè)集計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫、自動(dòng)檢測(cè)與自動(dòng)控制、傳感器與執(zhí)行機(jī)構(gòu)技術(shù)為一體的多學(xué)科綜合性自動(dòng)化系統(tǒng)，主要用于礦井全生的監(jiān)測(cè)、控制、分析、綜合決策及調(diào)度等。煤礦風(fēng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)主要由系統(tǒng)上位機(jī)（監(jiān)控主機(jī)），通信適配卡（器），中繼器，總線轉(zhuǎn)換網(wǎng)橋和系統(tǒng)智能節(jié)點(diǎn)五種類型的節(jié)點(diǎn)組成。其中，系統(tǒng)上位機(jī)是整個(gè)礦井風(fēng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中最復(fù)雜的站點(diǎn)，它的設(shè)計(jì)好壞直接關(guān)系到整個(gè)煤礦風(fēng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)能否正常運(yùn)行。傳統(tǒng)的系統(tǒng)方案中，系統(tǒng)上位機(jī)采用集中控制方式， 在實(shí)際施工以及系統(tǒng)運(yùn)行過程中，集中式礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)存在接線復(fù)雜、維修困難、危險(xiǎn)集中等缺點(diǎn)。為了克服上述缺點(diǎn)，可采用 PLC來設(shè)計(jì)新型的基于 MCGS組態(tài)軟件的煤礦風(fēng)

34、機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。煤礦生產(chǎn)中安全問題是最關(guān)鍵的問題， 在煤礦監(jiān)控系統(tǒng)中應(yīng)用成本低、 功能全、性能可靠的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)已逐漸成為節(jié)約成本，確保安全的必要手段。近年來國(guó)產(chǎn)的組態(tài)軟件的發(fā)展和完善使其在眾多總線技術(shù)中脫穎而出， 成為煤礦風(fēng)機(jī)監(jiān)控的首選軟件。煤礦井下監(jiān)測(cè)點(diǎn)星羅棋布、系統(tǒng)龐大、傳輸距離遠(yuǎn)、生產(chǎn)環(huán)境惡劣，作為一種具有本安性的分布式智能網(wǎng)絡(luò)，本軟件結(jié)合 PLC能將監(jiān)測(cè)點(diǎn)做到徹底的分散 ( 在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)可帶 32000 多個(gè)節(jié)點(diǎn) ) ，可以滿足礦井安全監(jiān)控的要求。在礦井監(jiān)控系統(tǒng)中主要包括礦井環(huán)境參數(shù)及工礦參數(shù)的監(jiān)測(cè)與控制。環(huán)境參數(shù)主要有瓦斯?jié)舛?、風(fēng)速、溫度、風(fēng)筒壓力等 , 每一種需要監(jiān)測(cè)的參數(shù)和控制儀器

35、都對(duì)應(yīng)相應(yīng)的智能節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)通過收發(fā)器接入總線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，也可以與上位機(jī)進(jìn)行通信實(shí)現(xiàn)必要的監(jiān)控。系統(tǒng)根據(jù)監(jiān)測(cè)到參數(shù)就地進(jìn)行控制和發(fā)出報(bào)警信號(hào)。 2本文研究的主要內(nèi)容礦井主扇風(fēng)機(jī)是向井下送風(fēng)的重要設(shè)備，也是大型耗能設(shè)備， 對(duì)其實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)監(jiān)控，使之始終運(yùn)行在良好狀態(tài)，對(duì)于保障煤礦安全生產(chǎn)，保護(hù)礦工生命和企業(yè)財(cái)產(chǎn)安全，保證企業(yè)節(jié)能提效具有重要意義。礦井主風(fēng)機(jī)網(wǎng)絡(luò)在線監(jiān)控系統(tǒng)，綜合利用現(xiàn)代傳感技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，基于企業(yè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)主風(fēng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)、通風(fēng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與風(fēng)機(jī)主輔設(shè)備控制的一體化，監(jiān)測(cè)內(nèi)容豐富，控制功能完善，具有實(shí)時(shí)性強(qiáng)、安全可靠、操作方便、易學(xué)易

36、用的特點(diǎn)。主扇風(fēng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了風(fēng)機(jī)的起、停和正反轉(zhuǎn)的全自動(dòng)化控制, 運(yùn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)發(fā)布與共享。并且能在運(yùn)行參數(shù)異常時(shí)發(fā)出報(bào)警, 避免了原先人工觀察數(shù)據(jù)可能存在的疏漏。系統(tǒng)帶有冗余設(shè)計(jì), 可以封鎖PLC 信號(hào) , 進(jìn)行手動(dòng)控制。(1) 系統(tǒng)穩(wěn)定性高由于采用的是西門子 200 系列的 PLC,內(nèi)部采用集成電路 , 無觸點(diǎn)控制 , 元器件的壽命幾乎不受影響 , 與繼電器接觸控制裝置相比 ,PLC 更能適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)惡劣的生產(chǎn)環(huán)境。(2）自動(dòng)化集成度高系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了主扇風(fēng)機(jī)的自動(dòng)化控制, 自動(dòng)采集了風(fēng)機(jī)幾乎所有的運(yùn)行參數(shù), 并能實(shí)現(xiàn)異常時(shí)的報(bào)警。系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和企業(yè)內(nèi)局域網(wǎng)發(fā)布

37、, 授權(quán)人員可以網(wǎng)上瀏覽監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。同時(shí)系統(tǒng)留有擴(kuò)展空間 , 可對(duì)主扇風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)在線智能故障診斷。(3）操作安全方便上位機(jī)軟件采用的國(guó)產(chǎn)組態(tài)軟件MCGS,對(duì)不同安全等級(jí)的操作區(qū)域系統(tǒng)有對(duì)應(yīng)不同等級(jí)的密碼保護(hù)級(jí)別。操作人員必須按用戶名和對(duì)應(yīng)密碼登錄, 才能操作相應(yīng)區(qū)域。對(duì)日常操作外的主扇風(fēng)機(jī)起、停機(jī)和反風(fēng)操作實(shí)行高級(jí)別的密碼保護(hù) , 只有通過口令確認(rèn)才可以操作 , 杜絕了非專業(yè)人員的誤動(dòng)作 , 保證了主扇風(fēng)機(jī)的安全、 穩(wěn)定運(yùn)行。該系統(tǒng)主要由 PLC測(cè)控系統(tǒng)、 上位機(jī)冗余組態(tài)軟件系統(tǒng)、 視頻監(jiān)視系統(tǒng)三大部分組成。系統(tǒng)特點(diǎn)（1）PLC測(cè)控系統(tǒng)采用雙 CPU，能夠快速準(zhǔn)確可靠地完成監(jiān)測(cè)監(jiān)控功能；（2）上位機(jī)應(yīng)用軟件采用冗余組態(tài)軟件系統(tǒng)，使得系統(tǒng)更加安全可靠；（3）系統(tǒng)可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用需求靈活配置，伸縮性強(qiáng)；（4）測(cè)控功能上的網(wǎng)絡(luò)化、 WEB化。2 礦井通風(fēng)與主扇的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行2.1 引言煤礦主扇是大功率長(zhǎng)時(shí)連續(xù)運(yùn)行的大型設(shè)備，耗電量高，據(jù)統(tǒng)計(jì)，1986 年我國(guó)統(tǒng)配煤礦在運(yùn)轉(zhuǎn)的主扇共1078 臺(tái)，總功率為 367084kW，平均效率為 52,8 。運(yùn)轉(zhuǎn)效率小于 50%的占總數(shù)的 40,500 ，大于 5000、小于 60%的占 57,800 ，大于 60%的僅占 1,7%。全國(guó)統(tǒng)配煤礦平均主扇電耗占全礦總電耗的聲%左右，部分礦井高達(dá)20-25%。因此，實(shí)現(xiàn)主扇經(jīng)濟(jì)運(yùn)行對(duì)節(jié)電和改