畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告煤倉(cāng)煤位開(kāi)題報(bào)告

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開(kāi) 題 報(bào) 告 題 目 煤倉(cāng)煤位監(jiān)控系統(tǒng)（軟 件） 學(xué) 院 專業(yè)及班級(jí) 姓 名 學(xué) 號(hào) 指 導(dǎo) 教 師 日 期 2014年3月11日 西安科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開(kāi)題報(bào)告題 目煤倉(cāng)煤位監(jiān)控系統(tǒng)選題類型應(yīng)用 一、選題依據(jù)(簡(jiǎn)述國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀、生產(chǎn)需求狀況, 說(shuō)明選題目的、意義，列出主要參考文獻(xiàn))： 1. 課題立項(xiàng)依據(jù)隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)煤炭工業(yè)自動(dòng)化水平的不斷提高，在煤炭生產(chǎn)的主要運(yùn)輸環(huán)節(jié)中需要設(shè)置中轉(zhuǎn)煤倉(cāng)，用以緩解和調(diào)節(jié)生產(chǎn)造成的提升運(yùn)輸能力不均?，F(xiàn)在煤炭工業(yè)生產(chǎn)的過(guò)程中，井下、井上都存在數(shù)量不等的煤倉(cāng)用于緩和運(yùn)輸系統(tǒng)壓力便于組織生產(chǎn)。如何監(jiān)控這些煤倉(cāng)的煤位也就成了一個(gè)

2、必須面對(duì)的問(wèn)題。井下煤倉(cāng)在煤礦生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的冒倉(cāng)和空倉(cāng)，對(duì)于運(yùn)輸系統(tǒng)具有很大的威脅。隨著傳感器技術(shù)和礦用自動(dòng)化水平的不斷提高，對(duì)井下煤倉(cāng)的煤位信息進(jìn)行準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)，在安全高效生產(chǎn)和自動(dòng)化管理中顯得越來(lái)越重要。由于煤倉(cāng)內(nèi)環(huán)境惡劣、結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，而且防爆要求高，再加上傳統(tǒng)的煤倉(cāng)加料方式各種各樣，煤倉(cāng)料位的準(zhǔn)確檢測(cè)一直是個(gè)難題。盡管各廠都安裝有國(guó)內(nèi)較為常用的一些測(cè)量裝置，如重錘式、電容式、超聲波式、激光式及核輻射式等料位計(jì)，但由于介質(zhì)工況較為復(fù)雜，這些料位計(jì)對(duì)適應(yīng)惡劣工作環(huán)境下的料位監(jiān)測(cè)都有一定的弊端，一般存在穩(wěn)定性較差、測(cè)量精度不高、連續(xù)監(jiān)測(cè)困難、維護(hù)工作量大等問(wèn)題，大部分電廠仍需要人工操作

3、進(jìn)行測(cè)量。煤倉(cāng)結(jié)構(gòu)如圖1所示 圖1 隨著生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化水平的不斷提高，以數(shù)字化技術(shù)為代表的高新技術(shù)突飛猛進(jìn)，自動(dòng)化技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的結(jié)合與應(yīng)用孕育了大量的新興產(chǎn)業(yè)，并為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)注入新的活力。在檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)外都在向數(shù)字化方向發(fā)展。由于其重要性，世界上各大研究機(jī)構(gòu)和各大公司都投入了大量的人力、物力進(jìn)行研究，國(guó)內(nèi)的各研究機(jī)構(gòu)及生產(chǎn)廠商也都在物料位檢測(cè)數(shù)字化上進(jìn)行著積極的探索。由于煤倉(cāng)內(nèi)環(huán)境惡劣，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，而且防爆要求高，再加上傳統(tǒng)的煤倉(cāng)加料方式各種各樣，煤倉(cāng)煤位的監(jiān)控檢測(cè)一直是個(gè)難題。盡管都裝有比較常用的一些測(cè)量裝置，但由于介質(zhì)還有環(huán)境比較復(fù)雜，這些測(cè)量裝置在惡劣的環(huán)境下檢測(cè)都是有

4、一定的弊端的。一般存在的問(wèn)題有測(cè)量的精度不夠高，穩(wěn)定性較差，維護(hù)工作量大，連續(xù)監(jiān)測(cè)較困難。 所以研究一些更先進(jìn)的測(cè)量方法是很有必要的。2.課題研究?jī)?nèi)容、研究目標(biāo)、擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題在煤炭輸送的過(guò)程中，煤倉(cāng)是生產(chǎn)系統(tǒng)的緩沖和存儲(chǔ)環(huán)節(jié)，發(fā)揮著均衡輸送和存儲(chǔ)的重要作用，所以監(jiān)測(cè)煤倉(cāng)煤位以保證燃料系統(tǒng)的正常運(yùn)行和生產(chǎn)，起到了非常重要的作用。若不能及時(shí)掌握煤倉(cāng)內(nèi)的煤位情況，將會(huì)對(duì)正常生產(chǎn)造成嚴(yán)重的影響，煤倉(cāng)作為煤礦生產(chǎn)的咽喉,其冒倉(cāng)和空倉(cāng)對(duì)于安全生產(chǎn)具有相當(dāng)大的威脅。煤倉(cāng)作為生產(chǎn)運(yùn)行的中間環(huán)節(jié)，起著均衡輸煤和儲(chǔ)煤的作用，所以必須要對(duì)煤倉(cāng)內(nèi)的煤位進(jìn)行實(shí)時(shí)準(zhǔn)確 的監(jiān)測(cè)，才能保證設(shè)備的安全高效的運(yùn)行，提高經(jīng)濟(jì)效

5、益，適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)管理的要求?；趯?duì)本課題的深入分析，并考慮到煤礦煤倉(cāng)環(huán)境惡劣，陰暗潮濕，工作面充滿煤塵，測(cè)量的時(shí)候會(huì)生一定的影響，監(jiān)測(cè)裝置必須滿足防爆、防水、防潮、防碰砸、防腐蝕等特殊要求。因此就造成了傳感器和檢測(cè)裝置選型和安裝困難。因此，對(duì)信息的采集非常重要，所以對(duì)傳感器的要求也就相對(duì)比較高。超聲波是機(jī)械波的一種，可以再不通過(guò)的介質(zhì)中以不同的速度傳播，它的特征是頻率高，因而波長(zhǎng)短，繞射現(xiàn)象小。其最明顯的一個(gè)特征是方向性好，能夠成為射線定性傳播。超身波在液體固體中衰減很小，所以穿透本領(lǐng)很強(qiáng)大，尤其是在對(duì)光不透明的固體中，超聲波能夠穿透幾十米的長(zhǎng)度，遇到雜質(zhì)或分界面就會(huì)有顯著的反射。本課題就將

6、用超聲波的回波測(cè)距原理來(lái)測(cè)量超聲波探頭（換能器）表面到物體之間的距離，換能器想物體表面發(fā)出超聲波，物體表面反射回波，回波唄換能器轉(zhuǎn)化為電信號(hào)超聲波信號(hào)脈沖發(fā)送時(shí)間就收時(shí)間的綜合與換能器到物體表面的距離成正比關(guān)系，通過(guò)計(jì)算就可以得知所需要測(cè)量的距離。現(xiàn)做出了如下的設(shè)計(jì)方案：利用stc89c51單片機(jī)作為煤倉(cāng)煤位監(jiān)控系統(tǒng)的主控制器，通過(guò)超聲波傳感器對(duì)煤位進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)回波測(cè)距的方法來(lái)采集信號(hào)。將測(cè)出的數(shù)字信號(hào)送達(dá)51單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，當(dāng)煤位低于設(shè)定的值或高于設(shè)定的值時(shí)，將會(huì)報(bào)警。本課題的研究?jī)?nèi)容就是煤倉(cāng)煤位是實(shí)現(xiàn)控系統(tǒng)，即基于單片機(jī)的信號(hào)采集、處理、傳輸以及自動(dòng)報(bào)警。研究的目標(biāo)是利用單片機(jī)的最小

7、系統(tǒng)以及其擴(kuò)展電路進(jìn)行多路數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集，并通過(guò)一定的軟件和硬件措施來(lái)降低干擾，通過(guò)這個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行煤倉(cāng)煤位監(jiān)控監(jiān)測(cè)的仿真。3.擬采取的研究方案及可行性分析本系統(tǒng)用stc89c51單片機(jī)采集信號(hào)，將采集到的數(shù)據(jù)輸入給單片機(jī)，單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析，如果高于或者低于給定的閾值，則報(bào)警模塊啟動(dòng)并開(kāi)始報(bào)警。當(dāng)系統(tǒng)的煤位值高于或低于提前存儲(chǔ)在單片機(jī)內(nèi)的閾值時(shí)，單片機(jī)就會(huì)最先發(fā)出指令，切斷采煤機(jī)的供電電源，同時(shí)在下位機(jī)產(chǎn)生語(yǔ)音報(bào)警，在礦井上的上位機(jī)也可以發(fā)出報(bào)警，報(bào)警指示燈會(huì)點(diǎn)亮，提醒井上的工作人員。 5.研究計(jì)劃及預(yù)期研究結(jié)果學(xué)習(xí)煤倉(cāng)煤位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的基本知識(shí)，了解它的現(xiàn)狀和發(fā)展動(dòng)態(tài)，根據(jù)實(shí)際情況選擇軟硬件工具

8、，提出設(shè)計(jì)方案，通過(guò)不斷調(diào)試完善設(shè)計(jì)方案。本設(shè)計(jì)將以stc89c51單片機(jī)作為主控制器，對(duì)采集的數(shù)據(jù)局進(jìn)行分析處理從而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的監(jiān)控。5. 參考文獻(xiàn) 1 柴鈺.單片機(jī)原理及應(yīng)用m.西安:西安電子科技大學(xué)出版社.2009.2.2 何立民.mcs-51系列單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)配置與接口技術(shù)m. 北京:北京航空航天大學(xué)出版社.2000.4.3 楊旭方.單片機(jī)控制與應(yīng)用實(shí)訓(xùn)教程m.電子工業(yè)出版社.2010.5.4 閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)(5版)m.高等教育出版社.2006.5.5 趙珂，高準(zhǔn)確度超聲波測(cè)距儀的研制.傳感器技術(shù)，2003年第22卷第2期4 藏日章 基于at89c51單片機(jī)的超聲波

9、測(cè)距系統(tǒng).電氣時(shí)代，2005年第7期5 牛余朋 基于單片機(jī)的高精度超聲波測(cè)距電路.電子世界，2005年5期6 姜道連 用at89c2051設(shè)計(jì)超聲波測(cè)距儀. 維普資訊，編號(hào)：001217 胡萍 超聲波測(cè)距儀的研制. 計(jì)算機(jī)與現(xiàn)代化，2003年第10期，編號(hào):100622475 (2003) 1020054203 二、主要研究(設(shè)計(jì))內(nèi)容、研究（設(shè)計(jì)）思路及工作方法或工作流程 1.研究（設(shè)計(jì)）思路 針對(duì)現(xiàn)在市場(chǎng)一直存在對(duì)煤位監(jiān)測(cè)的新型設(shè)備的需求，需要研制一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，適應(yīng)性強(qiáng)抗干擾能力強(qiáng)的煤位監(jiān)控系統(tǒng)。本文應(yīng)用超聲波回波測(cè)距原理對(duì)煤倉(cāng)煤位進(jìn)行監(jiān)控及實(shí)現(xiàn)方法。設(shè)計(jì)的煤倉(cāng)煤位監(jiān)控系統(tǒng)?；?/p>

10、對(duì)煤倉(cāng)煤位的控制系統(tǒng)的研究，模擬現(xiàn)場(chǎng)工藝流程，建造煤位監(jiān)控系統(tǒng)框架;然后是傳感器的選擇，采用超聲波測(cè)距傳感器，該傳感器的特點(diǎn)是測(cè)量精度高，抗干擾性強(qiáng);2研究(設(shè)計(jì))內(nèi)容 本設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要包括單片機(jī)最小系統(tǒng)以及外圍電路組成的對(duì)采集信號(hào)進(jìn)行處理，基于對(duì)煤倉(cāng)煤位的控制系統(tǒng)的研究，模擬現(xiàn)場(chǎng)工藝流程，構(gòu)建煤位監(jiān)控系統(tǒng)框架。 3.工作流程 圖3基于單片機(jī)的超聲波測(cè)距儀框圖如圖3所示。該系統(tǒng)由單片機(jī)定時(shí)器產(chǎn)生的頻率信號(hào)、超聲波傳感器、接收處理電路和顯示電路等構(gòu)成。單片機(jī)是整個(gè)系統(tǒng)的核心部件，它協(xié)調(diào)和控制各部分電路的工作。工作過(guò)程：開(kāi)機(jī)，單片機(jī)復(fù)位，然后控制程序使單片機(jī)輸出載波脈沖信號(hào)加到超聲波傳感器上，使超

11、聲波發(fā)射器發(fā)射超聲波。當(dāng)?shù)谝粋€(gè)超聲波脈沖群發(fā)射結(jié)束后，單片機(jī)片內(nèi)計(jì)數(shù)器開(kāi)始計(jì)數(shù),在檢測(cè)到第一個(gè)回波脈沖的瞬間,計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)，這樣就得到了從發(fā)射到接收的時(shí)間差t;根據(jù)公式計(jì)算出被測(cè)距離,由顯示裝置顯示出來(lái)。4軟件流程圖和軟件程序框圖 主程序主要解決將距離信息通過(guò)傳感器采集上來(lái)，送給單片機(jī)，并通過(guò)與事先存儲(chǔ)到單片機(jī)里面的閾值比較，如果超限，將會(huì)啟動(dòng)報(bào)警子程序，產(chǎn)生報(bào)警，如果沒(méi)有超限，則會(huì)返回，重新初始化后繼續(xù)采集信號(hào)。其主程序流程如圖4所示開(kāi)始程序初始化信號(hào)采集子程序報(bào)警子程序煤位是否正常否是結(jié)束圖4 說(shuō)明：煤位是否正常的判斷標(biāo)準(zhǔn)是提前設(shè)置好的。軟件程序框圖如圖5待添加的隱藏文字內(nèi)容1 圖55、本課題遇到的困難和問(wèn)題： 1.單片機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)； 2.外圍電路的設(shè)計(jì)； 3.硬件元器件的選??； 4.軟硬件結(jié)合的調(diào)試； 三、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)工作進(jìn)度安排1月04日-2月28日 見(jiàn)導(dǎo)師，分配任務(wù)，查資料3月01日-3月08日 開(kāi)題工作，方案設(shè)計(jì)3月09日-4月24日 硬