風(fēng)機監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計設(shè)計

1、本科生畢業(yè)設(shè)計設(shè)計題目：風(fēng)機監(jiān)控系統(tǒng) 軟件設(shè)計中國礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書畢業(yè)設(shè)計題目：風(fēng)機監(jiān)控系統(tǒng)一一軟件設(shè)計畢業(yè)設(shè)計專題題目：畢業(yè)設(shè)計主要內(nèi)容和要求：本文分析了基于 MCGS的風(fēng)機監(jiān)控系統(tǒng)的軟件設(shè)計，并給出 了一種實現(xiàn)方案。1、實時監(jiān)測風(fēng)機風(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、電機與風(fēng)機效率、風(fēng)峒大氣參數(shù)（溫度、濕度、大氣壓力）等風(fēng)機運行各種參數(shù)；2、監(jiān)測風(fēng)門位置、風(fēng)機開停狀態(tài)、反風(fēng)信號和電機編號等風(fēng)機運行多種狀態(tài)信息；控制風(fēng)門開/關(guān)、風(fēng)機啟/停；3、具有現(xiàn)場控制、遠程控制、手動控制等多種控制方式。畢業(yè)設(shè)計（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

2、承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），是我個人在指導(dǎo)教 師的指導(dǎo)下進行的研究工作及取得的成果。 盡我所知，除文中特別加以標注和致謝的地方外，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構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體， 均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。作者簽名: 指導(dǎo)教師簽名：日 期：日 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（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計（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（論文）的印刷本和電子版，并提供 目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝　⒖s印、數(shù)字化

3、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)?？梢怨颊撐牡牟糠?或全部內(nèi)容。作者簽名： 日 期：院長簽字:指導(dǎo)教師簽字: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)下獨立進行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標注引用的內(nèi)容外， 本論文 不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。 對本文的研 究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完 全意識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)校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版， 允許論

4、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。導(dǎo)師簽名:日期： 年 月作者簽名：日期：年月日注意事項1. 設(shè)計（論文）的內(nèi)容包括：1）封面（按教務(wù)處制定的標準圭寸面格式制作）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8）致謝9）附錄（對論文支持必要時）2. 論文字數(shù)要求：理工類設(shè)計（論文）正文字數(shù)不少于1萬字（不包括圖紙、 程序清單等），文科類論文正文字數(shù)不少于1.2

5、萬字。3附件包括：任務(wù)書、開題報告、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 別字，不準請他人代寫2）工程設(shè)計類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計算機繪制，所有圖紙應(yīng)符合國家技術(shù)標準規(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（論文）2）附件：按照任務(wù)書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）次序裝指導(dǎo)教師評閱書指導(dǎo)教師評價：一、撰寫（設(shè)計

6、）過程1、學(xué)生在論文（設(shè)計）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、技能的扎實程度優(yōu)良中及格不及格3、學(xué)生綜合運用所學(xué)知識和專業(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）期間的出勤情況優(yōu)良中及格不及格二、論文（設(shè)計）質(zhì)量1、論文（設(shè)計）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）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）水平1、論文（設(shè)計）的理論意義或?qū)鉀Q實際問題的指導(dǎo)意義 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、論文的觀念是

7、否有新意？設(shè)計是否有創(chuàng)意？優(yōu)良中及格不及格3、論文（設(shè)計說明書）所體現(xiàn)的整體水平優(yōu)良中及格不及格建議成績：優(yōu) 良 中 及格 不及格（在所選等級前的內(nèi)畫“ V"）評閱教師評閱書評閱教師評價：一、論文（設(shè)計）質(zhì)量1、論文（設(shè)計）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）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）水平1、論文（設(shè)計）的理論意義或?qū)鉀Q實際問題的指導(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)計是否有創(chuàng)意？優(yōu)良中及格不及格3、論文（設(shè)計說明書）所體現(xiàn)的整體水平優(yōu)良中及格不及格建議成績：優(yōu) 良 中 及格 不及格（在所選

8、等級前的內(nèi)畫“ V"）指導(dǎo)教師：（簽名）單位：（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）評價：一、答辯過程1畢業(yè)論文（設(shè)計）的基本要點和見解的敘述情況優(yōu) 良 中 及格 不及格2、對答辯問題的反應(yīng)、理解、表達情況優(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）質(zhì)量1論文（設(shè)計）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）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）水平1論文（設(shè)計）的理論意義或?qū)鉀Q實際問題的指導(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)計是否有創(chuàng)意？優(yōu)良

9、中及格不及格3、論文（設(shè)計說明書）所體現(xiàn)的整體水平優(yōu)良中及格不及格評定成績：優(yōu) 良 中 及格 不及格 教研室主任（或答辯小組組長）：（簽名）年 月 日教學(xué)系意見：隨著我國信息化技術(shù)的發(fā)展以及安全生產(chǎn)要求的提高，我國大多數(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)計數(shù)據(jù)表明，瓦斯災(zāi)害事故是煤礦企業(yè)中經(jīng)濟損失最大、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礦井通風(fēng)，降低瓦斯?jié)舛龋虼?風(fēng)機監(jiān)控在煤礦生產(chǎn)中就顯得尤其重要。然而實際情況中常常出現(xiàn)控制工程人員缺 乏計算機專業(yè)知識與計算機專業(yè)人員缺乏控制工程現(xiàn)場操作技術(shù)和經(jīng)驗的矛盾，極

10、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行程序原代碼的軟件平臺工具，為實現(xiàn)工業(yè)控制免去了大量煩瑣的編程工作，在各個工控領(lǐng)域逐步展示了其獨特的優(yōu)勢并日 漸成熟。近年來，工控組態(tài)軟件被逐漸應(yīng)用到風(fēng)機監(jiān)控系統(tǒng)中，收到了良好的效果。 MCGS是國內(nèi)比較流行且運行比較可靠的幾種工控組態(tài)軟件之一。本文分析了基于MCGS的風(fēng)機監(jiān)控系統(tǒng)的軟件設(shè)計，并給出了一種實現(xiàn)方案。關(guān)鍵詞：信息化技術(shù)；瓦斯災(zāi)害事故；風(fēng)機監(jiān)控系統(tǒng)；工控組態(tài)軟件ABSTRACTWithdevelopme nt of our country in formatizati o

11、ntech no logy and upgradeof safety in product ion require,majority coal mines en terprise all adopt all kinds of coal mine mon itored con trol system out in process of product ion of our country. However,coalmine accident always never dying in every year,some statistical datas in dicate,the gas disa

12、ster trouble is an economy loss biggest in the coal mine bus in ess en terprise , rate of death is the tallest of one of thegrave ness troubles.A nd gas explosi on leadi ng aga instmeasureamountsto strengthenventilationof mines , depress gassesstre ngth,he nee blower mon itor seems especially import

13、at in in duct ion of coal mine. however practicalsituati onofte nofferscon tradicti onengin eeri ng pers onn el lack computor professi onal kno wledge or computer professi onallack engin eeri ngtech no logyand experime ntof wellsiteoperation , hugely resists the advanee of monitoredcontrol system wo

14、rkefficie ncy, the bring and succeed in solve forth of the such con tradicti on owi ng to Con figurati on Software.the software platform in strume nt of the CONFIGurati on software by way of a sort of user dispe nse with tran sfer worki ng procedure primary code,for realize in dustrial con trol excu

15、ses ple nty tenu ous program ming work, at each labour con trol regi on gradually show unique predominance and day grew into ripe 。in recent years, labour con trol con figurati on software gradually applicati on to blower mon itored control system , receives favorable effect。MCGS is one of fashion a

16、ndresp on sible for operati ng in some kind of labour con trol con figurati on software。this paper analyses software design of the blower monitored con trol system base on MCGS, and gave out a sort of realize project.Keywords: in formatizatio n tech no logy ;the gas disastetrouble;blowermon itored c

17、on trol system;labour con trol con figurati on software1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本課題國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 31.3本文研究的主要目的和研究內(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)濟運行 72.1引言72.2礦井主扇風(fēng)機概述 72.3礦井通風(fēng)系統(tǒng)82.4風(fēng)量的調(diào)節(jié)方法82.5礦井主扇風(fēng)機供電系統(tǒng) 82.6礦井通風(fēng)與主扇的經(jīng)濟運行93方案總體設(shè)計1.13.1 弓 I言.1.13.2方案設(shè)計123.2.1系統(tǒng)主要功能 124系統(tǒng)的硬件設(shè)計134.1

18、引言134.2系統(tǒng)硬件的組成 1.44.3系統(tǒng)功能及要求1.54.3.1系統(tǒng)功能1.54.3.2系統(tǒng)附屬要求154.4系統(tǒng)主要配置表164.5基本工作原理1.74.5.1PLC 的應(yīng)用1.74.5.2工作原理 1.85風(fēng)機監(jiān)控系統(tǒng)-軟件設(shè)計205.1 引言205.2系統(tǒng)MCG組態(tài)軟件的簡述 205.3系統(tǒng)的總體框圖235.4風(fēng)機監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)255.4.1主界面畫面組態(tài)255.4.2風(fēng)機監(jiān)測參數(shù)畫面組態(tài)345.4.3歷史曲線的組態(tài) 405.4.4實時曲線的組態(tài)435.4.5報警顯示組態(tài) 446總結(jié)45參考文獻46英文原文47中文譯文55致謝611緒論隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，國家能源工業(yè)對煤炭的需

19、求日益增長，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日一個多月 時間里，就發(fā)生了 5起煤礦特大瓦斯爆炸事故，共死亡165人。據(jù)國家監(jiān)總局公布 的統(tǒng)計，全國一季度煤礦事故造成死亡的人數(shù)竟然已高達1113人，煤礦“吃人”己到了令人無法忍受的地步。目前，我國煤礦約半數(shù)礦井為高瓦斯、煤與瓦斯突出 礦井，瓦斯始終是我國煤礦安全的最大威脅。本文開發(fā)了基于MCGS&態(tài)軟件的風(fēng)機監(jiān)控系統(tǒng)，有效地監(jiān)測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1.1.1問題的提出眾所周知，煤礦井下生產(chǎn)過程中時

20、時刻刻都受到“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)管理簡稱，它的基本任務(wù)是根據(jù)黨的安全方針、 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)流流動的規(guī)律，不斷得將新鮮的風(fēng)流輸送到井下各個工作地點，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）

21、和數(shù)量符合國家安全衛(wèi)生標準，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， 保護國家資源和財產(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救災(zāi)。據(jù)資料統(tǒng)計，1981 一 1995年，我國重點煤礦在加強瓦斯災(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)濟損失近幾億元。我國煤礦瓦斯災(zāi)害事故仍呈不斷上升趨勢， 給煤礦安全生產(chǎn)造成極大威脅。為防治瓦斯災(zāi)害事故，國家煤炭工業(yè)局每年投入安全技術(shù)措施費近 1億元（大 部分用于防治瓦斯

22、災(zāi)害），礦井進入成本的瓦斯災(zāi)害防治費平均達 10元/噸，有的 礦井高達30元/噸。粗略估算，從各種途徑投入瓦斯災(zāi)害的防治費用每年達 20億 元以上，給煤礦生產(chǎn)帶來沉重的經(jīng)濟負擔(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，1995 年130個國有重點瓦斯礦井年設(shè)計生產(chǎn)能力為 9300萬噸，核定生產(chǎn)能力為6000萬 噸，僅為設(shè)計能力的60.6%。由于礦井生產(chǎn)能力的下降，產(chǎn)出減少，礦井經(jīng)濟效益 顯著降低；正因為礦井安全生產(chǎn)受到威脅，礦井經(jīng)濟負擔(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

23、，防治瓦斯煤塵爆炸。要達到這些目 的，就要求有精確、穩(wěn)定、安全的風(fēng)機監(jiān)控系統(tǒng)。加強瓦斯監(jiān)控可以實時發(fā)現(xiàn)瓦斯 災(zāi)害預(yù)兆，及時采取措施消除災(zāi)害隱患，防患于未然。 11.1.2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)的計算機技術(shù)（網(wǎng) 絡(luò)化）和信息化程度的不斷提高，礦井開采規(guī)模迅速擴大，通風(fēng)線路隨之加長，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)工作的一個重點；再者，在一些寒冷地區(qū)

24、，冬季氣溫很低，對 進風(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，所以對主 風(fēng)扇的要求要大大的提高。人們長期習(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)火和水等事故時有發(fā)生，嚴重地制約 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，對各種災(zāi)害切實 可行的防治，最經(jīng)濟、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 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 間證明，礦井通風(fēng)是煤礦安全工作的重中之重，

25、也是杜絕重大事故，實現(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)機的主要作用，因此風(fēng)機監(jiān)控系統(tǒng)的研究具有重 大的意義。為了正確評價礦井的通風(fēng)狀況，解決煤礦通風(fēng)的難題，總結(jié)礦井通風(fēng)的豐富經(jīng) 驗和科研成果，促進煤礦安全技術(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，承擔(dān)著煤礦瓦斯抽放，向井下輸入新鮮空氣的重任。中 國煤礦事故中近60%以上的事故是由于瓦斯?jié)舛冗^高引起的，而中國煤礦主扇風(fēng)機 監(jiān)

26、測幾乎全部采用的是老式的模擬儀表 ，工作人員必須定時到現(xiàn)場抄表，而且對風(fēng) 機通風(fēng)量幾乎沒有實現(xiàn)在線測量。 因此,要提高煤礦生產(chǎn)的安全性，減少現(xiàn)場噪音對 工作人員的傷害，必須解決主扇風(fēng)機的自動化控制技術(shù)和監(jiān)測技術(shù)。1.2本課題國內(nèi)外研究現(xiàn)狀由于我國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，自然災(zāi)害較 為嚴重。在我國眾多的行業(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)?數(shù)的60%以上。目前，全國煤礦百萬噸死亡率高達3左右，其中以瓦斯煤塵爆炸惡性死亡事故為最。進入新世紀以來，煤礦安全生產(chǎn)形勢雖然有所好轉(zhuǎn)，但形勢依然 嚴峻。據(jù)統(tǒng)計，2001年，全國共發(fā)生煤礦事故2384起，死亡6078人

27、;2002年，全 國共發(fā)生煤礦事故3112起，死亡6528人;2003年，全國共發(fā)生煤礦事故4143 起, 死亡6424人;2004年，全國共發(fā)生煤礦事故 3853起，死亡6027人;2005年全國共 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，給國家建設(shè)造成的巨大 經(jīng)濟損失，產(chǎn)生了惡劣的社會影響和極為嚴重的后果。在“先抽采、監(jiān)測監(jiān)控、以 風(fēng)定產(chǎn)”方針的指引下，我國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)國外先進經(jīng)驗，取長補短，使我國煤炭安全生產(chǎn)技術(shù)和信息化 程度有了長足的進展和提

28、高。其中，煤礦安全的內(nèi)涵也在不斷的豐富和擴展，包括 勞動者心理健康安全、環(huán)境衛(wèi)生安全、勞動條件安全、機器設(shè)備安全、管理保障安 全、生產(chǎn)系統(tǒng)安全意識等在內(nèi)的大安全概念也正在形成。國外煤礦監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)應(yīng)用早于我國，技術(shù)也較我國成熟。加之法律法規(guī)的 完善，安全狀況優(yōu)于我國。2004年度中國煤炭百萬噸死亡率為 3.08，美國為0.039， 印度為0.42，俄羅斯為0.34，南非為0.13，中等發(fā)達國家大致為0.451。例如礦 業(yè)安全在德國不僅包含礦井防火、防水、防爆，而且員工的交通安全也屬其中，同 時還有職工的勞動保健。在技術(shù)上采用先進的煤礦安全實時監(jiān)控系統(tǒng)，在井下通過 各種高級傳感器取得現(xiàn)場各種數(shù)

29、據(jù)，利用數(shù)碼攝像頭將采掘現(xiàn)場的實時畫面通過網(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)控中心找到并進行相應(yīng)的處理。美國不斷加強煤 礦安全立法、執(zhí)法和各種教育工作，同時加大了對新技術(shù)的采用，最終使煤炭產(chǎn)量 大幅度增長，勞動生產(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71。英國設(shè)立了礦山安全的監(jiān)查機構(gòu)，對 政府負責(zé)，同時加大對新技術(shù)和新設(shè)備的推廣，使用和加強各種層次的安全培訓(xùn)。 20世紀90年代以來，煤礦已經(jīng)很少發(fā)生

30、事故。英國的煤礦安全的發(fā)展對世界許多 國家的煤礦的健康發(fā)展都起到了積極的作用。近年來，國外在不斷完善現(xiàn)場監(jiān)控跟蹤預(yù)測的基礎(chǔ)上，開展了研究瓦斯突出的 動態(tài)預(yù)測技術(shù)和突出危險區(qū)域預(yù)測技術(shù)。俄羅斯己經(jīng)建立了區(qū)域預(yù)測預(yù)報專家系 統(tǒng)，將突出煤層劃分為突出危險區(qū)和非突出危險區(qū)，從而解放了一大片煤層，降低 了突防工程量。德國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”的高安全性通訊技術(shù)使得井下信息完全如實的反映在專家和 技術(shù)人員面前，在有安全隱患或可疑之處讓計算機參預(yù)作出判斷，極大的降低了危 險概率，縮短了停工時間，提高了工作效率。將這些問題和解決方法都存儲在知識 數(shù)據(jù)庫里，

31、為新技術(shù)的革新作了大量的儲備，并將在未來幾年會全面投入使用。另 外，一些國家將聲發(fā)射技術(shù)應(yīng)用于工作面突出監(jiān)測，以達到實用化、自動化方向發(fā) 展。這些國家針對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)測系統(tǒng)對采掘工藝進行了隨機控制，實現(xiàn)了工作面作業(yè)的自我保 護。波蘭和法國對煤層突出危險進行了分級，實現(xiàn)了科學(xué)管理。1.3本文研究的主要目的和研究內(nèi)容1.3.1主要目的隨著控制、計算機、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)場設(shè)備層到控制、管理的各個層次，覆蓋從工段、車間、工廠、企 業(yè)乃至世界各地的市場。信息技術(shù)的飛速發(fā)展，引起了自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的

32、變革，逐 步形成以網(wǎng)絡(luò)集成自動化系統(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 一形勢發(fā)展起來的新技術(shù)。我國是一個礦產(chǎn)資源豐富的國家，采礦業(yè)在國民經(jīng)濟中占有一定比重。隨著我 國改革開放不斷深入發(fā)展，國民經(jīng)濟迅猛發(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)過上世紀九十年代的低谷以后，進入二十一世紀發(fā)生了巨 大變化。過去長期我國煤炭產(chǎn)量一直徘徊在 8至10噸，到1 0年時間煤炭產(chǎn)量翻 一番，一躍成為世界第一產(chǎn)煤大國。而且煤炭供需矛盾不會很快得到緩解。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)

33、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)援助中國時的 五十年代技術(shù)，有的雖有改進，但還是遠不能滿足數(shù)字時代安全的要求。煤礦安全 生產(chǎn)迫切要求更可靠、靈敏、準確、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)機監(jiān)控系統(tǒng)是一個集計算機、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫、自動檢測與自動控制、傳 感器與執(zhí)行機構(gòu)技術(shù)為一體的多學(xué)科綜合性自動化系統(tǒng)，主要用于礦井全生的監(jiān)測、控制、分析、綜合決策及調(diào)度等。煤礦風(fēng)機監(jiān)控系統(tǒng)主要由系統(tǒng)上位機（監(jiān)控 主機），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)點五種類型的節(jié)點 組成。其中，系統(tǒng)上位機是整個礦井風(fēng)

34、機監(jiān)控系統(tǒng)中最復(fù)雜的站點，它的設(shè)計好壞 直接關(guān)系到整個煤礦風(fēng)機監(jiān)控系統(tǒng)能否正常運行。傳統(tǒng)的系統(tǒng)方案中，系統(tǒng)上位機 采用集中控制方式，在實際施工以及系統(tǒng)運行過程中，集中式礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)存 在接線復(fù)雜、維修困難、危險集中等缺點。為了克服上述缺點，可采用PLC來設(shè)計新型的基于MCG組態(tài)軟件的煤礦風(fēng)機監(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)機監(jiān)控的首 選軟件。煤礦井下監(jiān)測點星羅棋布、系統(tǒng)龐大、傳輸距離遠、生產(chǎn)環(huán)境惡劣，作為一

35、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)測點做到徹底的分散（在一個網(wǎng)絡(luò)內(nèi)可帶32000多個節(jié)點），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)測與控制。環(huán)境參數(shù)主要有瓦斯?jié)舛取L(fēng) 速、溫度、風(fēng)筒壓力等，每一種需要監(jiān)測的參數(shù)和控制儀器都對應(yīng)相應(yīng)的智能節(jié)點， 節(jié)點通過收發(fā)器接入總線網(wǎng)絡(luò)進行通信，也可以與上位機進行通信實現(xiàn)必要的監(jiān) 控。系統(tǒng)根據(jù)監(jiān)測到參數(shù)就地進行控制和發(fā)出報警信號。21.3.2本文研究的主要內(nèi)容礦井主扇風(fēng)機是向井下送風(fēng)的重要設(shè)備，也是大型耗能設(shè)備，對其實現(xiàn)在線監(jiān) 測監(jiān)控，使之始終運行在良好狀態(tài)，對于保障煤礦安全生產(chǎn)，保護礦工生命和企業(yè)

36、財產(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)、自動控制技 術(shù)、計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，基于企業(yè)計算機網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)主風(fēng)機運行參數(shù)、通風(fēng) 數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測與風(fēng)機主輔設(shè)備控制的一體化，監(jiān)測內(nèi)容豐富，控制功能完善，具 有實時性強、安全可靠、操作方便、易學(xué)易用的特點。主扇風(fēng)機監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)了風(fēng)機的起、停和正反轉(zhuǎn)的全自動化控制 ，運行數(shù)據(jù)的實時 監(jiān)測、存儲和數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)發(fā)布與共享。并且能在運行參數(shù)異常時發(fā)出報警 ，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，可以封鎖PLC信號,進行手 動控制。（1） 系統(tǒng)穩(wěn)定性高由于采用的是西門子200系列的P

37、LC，內(nèi)部采用集成電路，無觸點控制，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)場惡劣的生 產(chǎn)環(huán)境。（2 ）自動化集成度高系統(tǒng)實現(xiàn)了主扇風(fēng)機的自動化控制，自動采集了風(fēng)機幾乎所有的運行參數(shù)，并 能實現(xiàn)異常時的報警。系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行管理和企業(yè)內(nèi)局域網(wǎng)發(fā)布 ，授權(quán)人員可以網(wǎng) 上瀏覽監(jiān)測數(shù)據(jù)。同時系統(tǒng)留有擴展空間，可對主扇風(fēng)機實現(xiàn)在線智能故障診斷。（3）操作安全方便上位機軟件采用的國產(chǎn)組態(tài)軟件 MCGS寸不同安全等級的操作區(qū)域系統(tǒng)有對應(yīng) 不同等級的密碼保護級別。操作人員必須按用戶名和對應(yīng)密碼登錄，才能操作相應(yīng)區(qū)域。對日常操作外的主扇風(fēng)機起、停機和反風(fēng)操作實行高級別的密碼保護

38、，只有通過口令確認才可以操作，杜絕了非專業(yè)人員的誤動作，保證了主扇風(fēng)機的安全、穩(wěn) 定運行。該系統(tǒng)主要由PLC測控系統(tǒng)、上位機冗余組態(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（1）PLC測控系統(tǒng)采用雙CPU能夠快速準確可靠地完成監(jiān)測監(jiān)控功能；（2）上位機應(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)場應(yīng)用需求靈活配置，伸縮性強；（4）測控功能上的網(wǎng)絡(luò)化、 WE化。2礦井通風(fēng)與主扇的經(jīng)濟運行2.1引言煤礦主扇是大功率長時連續(xù)運行的大型設(shè)備， 耗電量高，據(jù)統(tǒng)計，1986年我國 統(tǒng)配煤礦在運轉(zhuǎn)的主扇共1078臺，總功率為367084kVy平均效率為52,8。運轉(zhuǎn)效 率小于

39、50%勺占總數(shù)的40,500，大于5000、小于60%勺占57,800，大于60%勺僅占 1,7%。全國統(tǒng)配煤礦平均主扇電耗占全礦總電耗的聲 M右，部分礦井高達20-25% 因此，實現(xiàn)主扇經(jīng)濟運行對節(jié)電和改善礦井經(jīng)濟指標具有重要意義。2.2礦井主扇風(fēng)機概述金源礦地面主扇風(fēng)機使用的是山東淄博風(fēng)機廠生產(chǎn)的對旋式軸流風(fēng)機2臺。其整體性好，并且采用內(nèi)置防爆電機拖動，不受外界干擾。風(fēng)機的主要特點是：1 、該風(fēng)機采用電機與葉輪直聯(lián)的方法，簡化了傳動結(jié)構(gòu)，改變了當(dāng)前煤礦抽 出式軸流風(fēng)機全部采用皮帶輪傳動或長軸傳動的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，使維修和操作方便。2 、該風(fēng)機配套電機為YB系列的YBFe派生系列，隔爆型三相異步電

40、機。電機 置于全封閉型，并具有一定耐壓強度的密閉散熱罩中并于外界非瓦斯氣相通。使電 機始終處于無瓦斯空氣之中運行，起到了雙重隔爆效果。3 、風(fēng)機與擴散器之間設(shè)置后導(dǎo)葉，以提高靜壓效率，使得節(jié)能效果顯著。與目前使用的局扇群相比，可節(jié)電六倍，與離心式風(fēng)機相比可節(jié)電40%.4 、該機可以反轉(zhuǎn)反風(fēng)，不必另設(shè)反風(fēng)道，具有節(jié)約基建投資和反風(fēng)速度快的 優(yōu)點。5 、葉輪的葉片安裝角度可以調(diào)整，其范圍為:30度、33度、36度、39度、42 度五個角度級。在使用同一規(guī)格風(fēng)機中，可根據(jù)生產(chǎn)擴大的要求來調(diào)整葉片安裝角度。6 、該機配置了防止摩擦火花裝置，確保了整機安全防爆性能。7 、該機采用特殊設(shè)計，性能曲線無駝峰

41、，在任何網(wǎng)絡(luò)阻力情況下，均能穩(wěn)定 運行。2.3礦井通風(fēng)系統(tǒng)主通風(fēng)機是煤礦的四大固定設(shè)備之一，為了保證通風(fēng)的安全正常持續(xù)運行，通 風(fēng)系統(tǒng)設(shè)有以下幾部分，其中有兩個風(fēng)洞，互為備用。保證在風(fēng)機發(fā)生事故或者檢 修時的安全生產(chǎn)。(1) 地面風(fēng)道閘門：風(fēng)機入口前設(shè)垂直閘門，主要用來調(diào)節(jié)風(fēng)量和倒換風(fēng)機。(2) 通風(fēng)管道:風(fēng)機風(fēng)道處安裝了測量差壓，靜壓的氣樣管道及流體溫度傳感 器。(3) 風(fēng)門電機：主要來開關(guān)風(fēng)道閘門，為38OV低壓電機，容量為1klV。共有4 臺，分別用于開關(guān)風(fēng)道閘門和檢修。礦地面主扇風(fēng)機還有兩個旋轉(zhuǎn)風(fēng)們用于檢修時 風(fēng)道的入口。礦地面主扇風(fēng)機系統(tǒng)中，每一臺風(fēng)機的兩臺電機扇葉的數(shù)量和角度時不同

42、的， 其中一級電機要比二級電機的扇葉數(shù)量多，角度大。2.4風(fēng)量的調(diào)節(jié)方法由于在礦地面主扇風(fēng)機系統(tǒng)中，采用的風(fēng)機是無法實現(xiàn)調(diào)速的軸流式風(fēng)機，所 以風(fēng)量的調(diào)節(jié)只能依靠兩個垂直風(fēng)門提起的高度，和調(diào)節(jié)風(fēng)機扇葉的數(shù)量和角度。由于調(diào)節(jié)風(fēng)機的扇葉數(shù)量和角度在實際生產(chǎn)中調(diào)節(jié)比較困難，在正常的生產(chǎn) 中，通過調(diào)節(jié)兩個垂直風(fēng)門提起的高度來調(diào)節(jié)風(fēng)量是最常用也是最為普遍和簡單的 方式。2.5礦井主扇風(fēng)機供電系統(tǒng)風(fēng)機的供電系統(tǒng)采用了室外箱式一體化結(jié)構(gòu)。按功能劃分為高壓配電室，低壓 配電室，變壓器室。風(fēng)機系統(tǒng)的主要設(shè)備：(1) 高壓電機：高壓電機:每臺風(fēng)機安裝有兩臺6kv高壓異步電動機，電機容量 為315kW電機安裝了三相

43、定子和前后軸承溫度傳感器。(2) 變壓器:為了保證附屬設(shè)備的可靠工作，安裝了兩臺50kva，為低壓柜提 供供電。變壓器安裝了溫度監(jiān)控器，監(jiān)控 3相溫度，當(dāng)溫度超限能自動啟停風(fēng)機降（3）進線柜：包括兩臺進線柜，為風(fēng)機系統(tǒng)的兩臺進線開關(guān)。（4）聯(lián)絡(luò)柜:實現(xiàn)風(fēng)機供電系統(tǒng)的母線聯(lián)絡(luò)。（5）換向柜:兩臺換向柜，由接觸器組成。主要實現(xiàn)兩臺風(fēng)機電機的正反轉(zhuǎn)。（6）箱變房:采用一體化設(shè)計，外觀整潔大方，按功能劃分為高壓配電室，低壓配電室，變壓器室，PLC控制室。箱變房安裝通風(fēng)機和溫度傳感監(jiān)控裝置，能 根據(jù)溫度自動啟停風(fēng)機進行散熱。2.6礦井通風(fēng)與主扇的經(jīng)濟運行（1）實現(xiàn)主扇經(jīng)濟運行的對策與措施如前所述，影響主

44、扇經(jīng)濟運行的因素較多，因此，欲要實現(xiàn)其經(jīng)濟運行必須從 通風(fēng)設(shè)計、設(shè)備選型、生產(chǎn)安排、通風(fēng)系統(tǒng)、工程質(zhì)量和科學(xué)管理等多方面采取措 施。方能取得效果。但關(guān)鍵是通風(fēng)設(shè)計合理，并符合實際，通風(fēng)設(shè)計實質(zhì)上有兩大 中心任務(wù):一是確定通風(fēng)系統(tǒng)，二是選擇風(fēng)機。1 、礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計合理，并力求符合礦井通風(fēng)系統(tǒng)合理與否，對礦井安全2-3生產(chǎn)會發(fā)生長遠的影響，通風(fēng)設(shè)計之前應(yīng)有可靠的安全技術(shù)資料，如煤層瓦斯含量 和涌出量、生產(chǎn)發(fā)展規(guī)劃、采區(qū)布局和接替安排等。據(jù)此，合理地確定通風(fēng)系統(tǒng)參 數(shù)不變化或變化的時間區(qū)間。在進行通風(fēng)設(shè)計時既要兼顧各時間區(qū)段的安全生產(chǎn)， 又要進行通風(fēng)指標優(yōu)化，力求做到所設(shè)計通風(fēng)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、阻

45、力和風(fēng)量與投產(chǎn) 后的實際情況基本符合，這是實現(xiàn)主扇經(jīng)濟運行的基礎(chǔ)。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)合理是通風(fēng)系統(tǒng) 合理的重要內(nèi)容。所謂網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)合理就是通風(fēng)系統(tǒng)和通風(fēng)能力在適應(yīng)不同時間區(qū)段 的安全生產(chǎn)需要的同時，人為增阻調(diào)節(jié)量盡可能小，即礦井實際通風(fēng)阻力盡量接近 自然分風(fēng)（不加調(diào)節(jié)設(shè)施時的）阻力。在確定礦井通風(fēng)設(shè)計方案時，要認真擬定 個可行的方案進行技術(shù)、經(jīng)濟和安全比較，權(quán)衡利弊慎重確定。32 、風(fēng)機選型合理選擇效率高，高效區(qū)范圍寬和調(diào)節(jié)性能好的風(fēng)機是實現(xiàn)主扇經(jīng)濟運行的必要條 件，為此要求：（1）風(fēng)量計算和分配符合實際風(fēng)量計算是通風(fēng)設(shè)計的主要內(nèi)容，其結(jié)果是選擇主扇的重要依據(jù)之一。計算的 風(fēng)量與實際符合程度，將決定實際工

46、況點與設(shè)計工況點是否接近，即決定主扇是否 在高效區(qū)運行。對于高沼礦井，計算風(fēng)量的依據(jù)主要是瓦斯涌出量。因此，瓦斯涌出量預(yù)測的 準確程度至關(guān)重要。對于低沼的高溫礦井，一般是以降溫和改善礦井氣候條件作為風(fēng)量依據(jù)。這就 要求在通風(fēng)設(shè)計之前，要準確地進行風(fēng)溫預(yù)測。選用符合實際的風(fēng)量計算方法，各種計算風(fēng)量的系數(shù)，如風(fēng)量備用系數(shù)、沼氣 涌出不均勻系數(shù)以及漏風(fēng)系數(shù)等，應(yīng)在充分調(diào)研并參照條件類似的生產(chǎn)礦井的供風(fēng) 標準適當(dāng)選取。（2）主扇服務(wù)期內(nèi)其最大和最小的工作壓力預(yù)算準確礦井通風(fēng)阻力是選擇主扇的另一個主要參數(shù)。在進行阻力計算之前，應(yīng)根據(jù)礦 井和采區(qū)的生產(chǎn)能力，從實際出發(fā)進行配產(chǎn)并安排好采掘接替，并制成表格，

47、根據(jù) 通風(fēng)系統(tǒng)類型，對各條通路的長短及通過風(fēng)量大小進行比較確定主扇服務(wù)期內(nèi)的通 風(fēng)容易和困難時期，然后再對每個時期內(nèi)的采掘面所在通路的阻力大小進行比較， 確定兩個時期的最大阻力路線，計算其總阻力。在此基礎(chǔ)上計算主扇的最大和最小 工作壓力。（3）選擇性能良好且與網(wǎng)絡(luò)相匹配的主扇和電機技術(shù)經(jīng)濟性能良好的風(fēng)機和匹配性好的電機是主扇裝置經(jīng)濟運行的前提 條件，因此，無論是新建礦井，還是生產(chǎn)礦井主扇更新，都應(yīng)強調(diào)設(shè)備選型合理。 選擇風(fēng)機的原則是： 選擇效率高、高效區(qū)寬的風(fēng)機。對于風(fēng)量和風(fēng)壓變化大的礦井，應(yīng)把風(fēng)機可 調(diào)性能作為主要因素來考慮。 保證通風(fēng)困難和通風(fēng)容易兩個時期的工況點均在合理工作范圍之內(nèi)。 選

48、擇離心式風(fēng)機的大型礦井，要設(shè)計投產(chǎn)至達產(chǎn)這段時間內(nèi)的調(diào)節(jié)方法。當(dāng) 工況點變化大時應(yīng)選擇小容量的低速電機或雙速電機，避免出現(xiàn)投產(chǎn)初期負荷小風(fēng) 機能力大的大馬拉小車的局面。 電機的備用系數(shù)不宜過大，其服務(wù)期內(nèi)的負荷率不小于75%否則應(yīng)分期選擇電機。3 、實際生產(chǎn)布局應(yīng)盡量按設(shè)計進行安排正確處理生產(chǎn)和通風(fēng)的關(guān)系對于實現(xiàn)主扇經(jīng)濟運行至關(guān)重要。采掘布局決定礦 井的風(fēng)網(wǎng)結(jié)構(gòu)和總風(fēng)阻，風(fēng)網(wǎng)結(jié)構(gòu)和配風(fēng)決定礦井通風(fēng)阻力，即工況點。通風(fēng)設(shè)計 時以生產(chǎn)布局為依據(jù)，因此在實際安排生產(chǎn)的過程中，除遇到地質(zhì)構(gòu)造變化等特殊 情況外，均應(yīng)按照設(shè)計進行，實現(xiàn)有計劃的均衡生產(chǎn)，使實 際與設(shè)計相符合，在遇到地質(zhì)構(gòu)造和變化等特殊情況

49、不能按設(shè)計安排時，也應(yīng)考慮 合理的配產(chǎn)和配風(fēng)，使各采區(qū)和通路形成的阻力盡量與設(shè)計參數(shù)相接近。4 、優(yōu)化工況調(diào)節(jié)方法優(yōu)化工況調(diào)節(jié)是實現(xiàn)主扇經(jīng)濟運行的關(guān)鍵措施之一。盡管在設(shè)計時考慮得較充分，但在實際生產(chǎn)過程中，由于礦并開采技術(shù)條件 （地質(zhì)構(gòu)造、沼氣涌出量等），生 產(chǎn)條件（產(chǎn)量、生產(chǎn)布局和生產(chǎn)工藝等）仍可能發(fā)生或多或少的變化，這些變化就會 導(dǎo)致礦井阻力和需風(fēng)量與設(shè)計時不同。另外，風(fēng)機本身性能也會因長期運行中磨損、 銹蝕和塵垢污染而發(fā)生變化。為了使風(fēng)機工況點始終處于合理的范圍內(nèi)，就必須及 時而合理地進行工況調(diào)節(jié)，而且在設(shè)計時就應(yīng)根據(jù)預(yù)測的調(diào)節(jié)量和調(diào)節(jié)時間長短， 擬定合理的調(diào)節(jié)方案和設(shè)備，為實現(xiàn)經(jīng)濟調(diào)節(jié)

50、創(chuàng)造條件。43方案總體設(shè)計3.1引言首先，介紹一下一該系統(tǒng)研制的基本步驟。該系統(tǒng)的研制遵循了微控制器應(yīng)用 系統(tǒng)研制的規(guī)范化步驟，主要從以下幾方面加以考慮。1）總體設(shè)計在設(shè)計該系統(tǒng)時，首先對系統(tǒng)的任務(wù)、控制對象、硬件資源和工作環(huán)境做了認 真的調(diào)查研究，并勘察了工業(yè)現(xiàn)場，進行了系統(tǒng)實驗，明確了各項指標的要求。例 如：對測量對象的精度要求，跟蹤速度，可靠性等級，被控對象的調(diào)節(jié)精度以及各 種待測參數(shù)的形式等。在此基礎(chǔ)上擬研制出完整的設(shè)計任務(wù)書。在總體方案的確定 過程中，還對所選各部分電路、元器件和各實測點傳感器進行綜合比較。這種比較 在局部試驗基礎(chǔ)上進行。該系統(tǒng)還涉及到與廠方的協(xié)作，故接口方式、通信協(xié)

51、議、用戶程序要求等也在總體方案中大致規(guī)定。2）硬件設(shè)計總體方案確定下來后，系統(tǒng)的硬件規(guī)模和軟件框架也就隨之確定。硬件和軟件 是PLC控制系統(tǒng)的兩個重要方面，硬件是基礎(chǔ)，軟件是關(guān)鍵。但兩者又具有一定的 互換性，因此應(yīng)認真考慮軟、硬件的分工與配合?？紤]的原則是：軟件能實現(xiàn)的功能盡可能由軟件來實現(xiàn)，以便簡化硬件結(jié)構(gòu)，還可降低成本。但必須注意，這樣做 勢必增加軟件設(shè)計的工作量。此外，由軟件實現(xiàn)的硬件功能，其響應(yīng)時間要比直接 用硬件實現(xiàn)長，而且還占用了 MCU勺工作時間。3）軟件設(shè)計軟件設(shè)計包括擬定程序的總體力一案、程序流程圖、編制具體程序以及程序的 檢查修改等。4）系統(tǒng)的調(diào)試、運行和維護程序的上機調(diào)試

52、是檢驗程序正確性的一個重要標志，包括分塊調(diào)試和系統(tǒng)聯(lián)調(diào) 兩個階段。程序上機調(diào)試完成后，還要進行一段時間的試運行，以驗證程序功能是 否滿足設(shè)計要求，是否達到預(yù)期效果。53.2方案設(shè)計3.2.1系統(tǒng)主要功能在講述方案之前，應(yīng)考慮系統(tǒng)應(yīng)實現(xiàn)的主要功能：系統(tǒng)主要功能：1 、實時監(jiān)測風(fēng)機風(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、電機與風(fēng)機效率、風(fēng)峒大氣參數(shù)（溫度、濕度、大氣壓力）等 風(fēng)機運行各種參數(shù)；2 、監(jiān)測風(fēng)門位置、風(fēng)機開停狀態(tài)、反風(fēng)信號和電機編號等風(fēng)機運行多種狀態(tài) 信息；3 、控制風(fēng)門開/關(guān)、風(fēng)機啟/停；4 、自動閉鎖控制，保證系統(tǒng)安全；5 、具有現(xiàn)場控制、遠程控制

53、、手動控制等多種控制方式；6、在控制中心，通過32'液晶電視對風(fēng)機機房進行24小時監(jiān)視，通過網(wǎng)絡(luò)視 頻服務(wù)器實現(xiàn)24小時遠程監(jiān)視。系統(tǒng)軟件功能：1 、接收、處理、存儲、顯示 PLC系統(tǒng)上傳的現(xiàn)場數(shù)據(jù)，顯示方式多樣，生動 直觀；2 、自動生成各類報表，內(nèi)容豐富翔實；3 、實時曲線、歷史曲線繪制；4 、動態(tài)繪制風(fēng)機性能特性曲線（H Q N-Q Q）;5 、實時監(jiān)測各類參數(shù)，具有超限報警并記錄報警信息的功能；3.2.2系統(tǒng)總體框圖設(shè)計圖3.1系統(tǒng)總體框圖4系統(tǒng)的硬件設(shè)計4.1引言硬件和軟件是單片機系統(tǒng)的兩個重要方面。本章主要論述該系統(tǒng)的硬件電路設(shè) 計。本系統(tǒng)在硬件電路設(shè)計時，主要從以下原則出

54、發(fā) ：(1) 硬件電路設(shè)計與軟件設(shè)計相結(jié)合優(yōu)化硬件電路。一些由硬件實現(xiàn)的功能可 用軟件來實現(xiàn)，反過來一些由軟件實現(xiàn)的功能也可用硬件來完成。用軟件來實現(xiàn)硬 件的功能時，其響應(yīng)時間比用硬件實現(xiàn)長，還要占用MCU寸間。但是用軟件實現(xiàn)硬件的功能可以簡化硬件結(jié)構(gòu)，提高硬件電路的可靠性，還可降低成本，因此在本系 統(tǒng)的設(shè)計過程中，在滿足可行性和實時性的前提下盡可能地將硬件功能用軟件來實 現(xiàn)。而且本系統(tǒng)在設(shè)計中使用了復(fù)雜可編程邏輯器件，吸收了硬件和軟件的優(yōu)點網(wǎng)絡(luò)用戶網(wǎng)絡(luò)用戶MCGSWEB組態(tài)軟件企業(yè)計算機網(wǎng)絡(luò)1s1(2) 可靠性及抗干擾設(shè)計。根據(jù)可靠性設(shè)計理論，系統(tǒng)所用芯片數(shù)量越少，系 統(tǒng)的平均無故障時間越長

55、，而且所用芯片數(shù)量越少，地址數(shù)據(jù)總線在電路板上受干 擾的可能性也就越少，因此單片機基本系統(tǒng)的設(shè)計思想是在滿足功能的情況下力爭 使用較少數(shù)量的芯片。本系統(tǒng)采用了兩片復(fù)雜可編程邏輯器件，因此從元件數(shù)、電 路板空間、功耗、抗干擾及系統(tǒng)成本上都得以大幅度改善。(3) 靈活的功能擴展。一次設(shè)計往往不能完全考慮到系統(tǒng)的各個方面，系統(tǒng)需備上位機系統(tǒng)主上位機系統(tǒng)32液晶電視攝像儀1要不斷完善，需要進行功能升級。功能擴展時系統(tǒng)應(yīng)該在原有設(shè)計不需要很大改 變的情況下，修改軟件和少量硬件甚至不修改硬件就能完成。功能擴展是否靈活HUB礦計算機網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器Z制動控制電力綜保單元主風(fēng)扇機PLC控制柜S-3O0空制系統(tǒng)PLC操作屏振動測量溫度測量負壓測量視頻分割 疊加器風(fēng)門控制流量測量是衡量一個系統(tǒng)優(yōu)劣的重要指標！4.2系統(tǒng)硬件的組成如圖4.1所示，主扇風(fēng)機自動控制系統(tǒng)綜合利用現(xiàn)代自動控制技術(shù)、計算機技 術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，實