蔡云海 毕业设开题报告.doc

本科毕业设计（论文）开 题 报 告 题 目：火铺矿西2区水平排水控制系统设计 蒙朝华 学 院： 职业技术学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 机自091 学 号： 0920020150 姓 名： 蔡云海 2012年3月16日 贵州大学本科生毕业论文（设计）开题报告表论文(设计)名称 火铺煤矿西2区620水平自动排水控制系统设计论文（设计来源 论文（设计）类型 指导教师 学生姓名 ?学号 班级 研究或设计的目的和意义：。 随着时代的发展，世界对于能源的依赖越发增强。在煤矿地下开采的过程中，由于地层中含水的涌出，雨水和江河中水的渗透水力采煤以及井下供水，将要有大量的水昼夜不停地汇集于井下。矿井涌水与采区的水文地质及当地的气象条件有关系，涌水量在不同的季节也呈现不同。在一些大水矿井，矿井涌水量可达到每秒17 立方米，甚至超过每秒20 立方米。另外，煤炭开采过程中，由于地层结构被破坏，岩层断裂，使采区与储水层连通，发生突水事故，涌水量会突然增加。如果不能及时地将这些积水排送到井上，井下的生产就可能受到阻碍，井下的安全就得不到保障，严重者会造成重大事故。给人民的生命、国家的财产都带来了极大的威胁。因此，井下排水就显得尤为重要。 井下自动排水系统的任务就是把流入井下煤矿巷道的矿井积水排送至地表。根据统计，每开采1 吨煤就要排出2--7 吨矿井水，有时甚至要排出30--40 吨矿井水。井下排水设备所配备电机的功率，小的几千瓦到几十千瓦，大的几百千瓦到上千千瓦，在我国煤炭行业中， 井下排水用电量占生产总耗电量的18%--41%，一般为20%左右。 因此，井下排水设备运转的可靠性(安全运转)与经济性(效率高、电耗量小)，具有十分重要的意义。 纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行，这就是说我们对任何一套理论知识的学习，如果不能使其为社会生产而服务，转化为一种提高社会生产力的工具，一切都是纸上谈兵。而这次毕业设计，就能使我们将所学知识应用于生产实践。 二、研究或设计的国内外现状和发展趋势： ，以离心式水泵系统为主。这种排水系统的操作以离心式水泵的人工特性为基础，泵站的起停时间判断，完全依赖于工人的观测和已有的操作规程。当水仓水位到达设定的高水位时工人打开水泵系统，为水泵抽真空，同时观测真空表的读数。真空度达到要求后，起动水泵机组，使水泵运转。当水泵出水口压力表读数达到要求时，开起闸阀进行排水。这种检测控制方法效率低，工人劳动强度大，且由于井下环境恶劣，故障率较高。所以靠人工检测的方法已不适应煤炭发展的需要，取而代之的是自动化排水系统。 随之，一种新颖的矿井排水计算机自动控制系统等待研究。由于矿井排水系统属于多变量、非线性、时变的复杂系统，特别是在管道和水泵等环节中，各变量之间又存在着交叉，因此矿井排水系统非常适合于采用模糊控制的方法进行动态监测和故障诊断。利用PLC集成电路对系统采用先进的集散式控制方式，建立了多级模块化的结构体系，提出了多参数的模糊综合决策方法。 三、主要研究或设计内容，需要解决的关键问题和思路：1、排水设计（包含管道系统设计，水泵选型、水泵房布置与基础设计，水位计控制设计）2、主回路的设计（功率计算、元器件选型设计）。3、保护电路设计（过载、短路保护）。4、控制系统设计。5、系统调试方案设计（含水系统、电系统以及总系统调试）四、PLC 控制与PC监视相结合的煤矿井下自动排水系统。本文重点介绍了以下几点内容： （1） 进行系统设计中所使用到的设备的选型工作。首先是根据矿井的涌水量和来确定使用水泵的型号和台数，然后确定排水管道和电动闸阀，电动球阀；根据功能要求选择一定数量和类型的传感器，通过估算的输入输出点数和要求的PLC 的存储容量及响度确定所用PLC 的型号和功能模块。 （2） 设计出了系统控制的流程图，使用PLC 语言编写了水泵自动控制的部分程序。 （3） 使用易控组态软件设计了主排水泵自动监控系统。 （4） 利用AUTOCAD 绘图软件绘制了系统控制的原理图，由于是初次接触PLC 和井排水系统，了解甚微，所以设计中的很多细节部分考虑不周。 五、预期效果 矿井主排水系统是矿井安全生产的命脉环节。它干系到矿井的正常生产和矿