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1、精选优质文档-倾情为你奉上论文题目：煤矿安全监控系统井下监控分站设计（软件）专 业：电气工程及其自动化本 科 生： （签名） 指导老师： （签名） 摘 要煤炭是我们国家发展最主要的能源，同时我们国家也是当今世界上最大的煤炭生产国之一，所以煤炭的安全生产就显得尤为重要，而在这过程中，煤矿的安全监控系统就是煤矿安全生产的最重要的保障。本论文主要研究设计的煤矿井下安全监控分站是煤矿安全监控系统的主要设备之一。该分站主要包括数据输入通道、控制输出通道、键盘操作和液晶显示模块。本设计采用STC89C52单片机作为控制器。单片机对输入通道采集的开关量和模拟量信息进行分析处理后，经输出通道控制执行器动作。当
2、输入信号超过预设定的报警值或断电动作值时，进行声光报警或断电处理。键盘操作和液晶显示则可以实现人机交互。这样就可以构成一个典型集中管理分散控制系统。最后，通过实验验证所设计的分站可以实现数据采集、风电瓦斯闭锁、键盘操作和液晶显示等功能，从而实现实时监测与控制，满足煤矿井下井下安全生产的要求。 关键词 ：监测监控系统，监控分站，闭锁，安全Subject : Underground Monitoring Sub-station of Coal Mine SafetyMonitoring System Design (software)Specialty : Electrical engineeri
3、ng and automationName : (Signature) Instructor : (Signature) ABSTRACTCoal is the major energy of our country, and our country is one of the worlds largest producers of coal, therefore, the safety of coal production is particularly important, in this process, the coal mine safety monitoring system is
4、 the most important safeguards. This thesis mainly talk about the underground monitoring sub-station which is one of the main equipment of coal mine safety monitoring system . It includes data input channel, output channel , keyboard and LCD display . This design uses STC89C52 SCM as the controller.
5、 SCM analyzes and processes digital and analog information acquired by input channel, and then control actuator movement through the output channel .When the input information exceeds a preset alarm value or power action value, sound alarming or power handling. Keyboard and LCD are an important part
6、 of human-computer interaction. This can constitute a typical centralized management and decentralized control system. Finally, the experimental verification of the designed sub-station can realize data acquisition, control output wind power gas locking, keyboard and LCD display and so on, Achieving
7、 real-time monitoring and control and meeting safety requirements of underground coal mine production. KEY WORDS ：monitoring system , monitoring sub-station , gas locking, safety目 录专心-专注-专业1 绪论1.1矿山安全监控系统的发展历程中国是世界产煤大国，也是煤炭消费的大国。但是我国煤矿安全生产状况不容乐观，总的来说，我国煤田遍布全国，但煤层的赋存条件和地质情况差异很大，很多矿井自然环境恶劣，受到水、火、瓦斯、粉尘
8、、顶板事故等自然灾害的威胁，发生事故比较频繁。为减少事故的发生，预防工作是安全生产的重点。安全监测监控系统应用于煤炭生产行业，它起源于对矿井瓦斯检测的安全需求。煤矿安全监测监控技术是伴随着煤炭生产行业的发展而逐步发展起来的。随着煤炭行业的发展，采煤工作面产值不断提高，对环境和生产参数的检测要求也越来越高。随着微电子技术、控制技术、通信技术、计算机技术等的突飞猛进计算机更加广泛地进入工业控制的各个领域，并且发挥着越来越大的作用。同时，计算机技术在煤炭行业的应用也越来越广泛，利用计算机作为工控机对生产和环境参数的实时检测是煤炭生产的一个重要环节。1.1.1国内煤矿安全监控系统的发展我国煤矿安全监控
9、技术起步较晚，80年代初，从国外等引进了一批安全监控系统，装备了部分煤矿。通过引进、消化、吸收，并结合我国煤矿生产的实际情况，研制出KJ2、KJ4、KJ10、KJ13、KJ19、KJ38、KJ66、KJ75、KJ80、KJ92等监测监控系统，并实际应用于我国煤炭生产行业。事实证明，安全监控系统在煤矿的安全生产中是极其重要的应用。随着电子技术、计算机软硬件技术的快速发展，我们国家相继推出KJ90、KJ95、KJ101、KJF2000、KJG2000等监测监控系统。同时在“以风定产、先抽后采、监测监控”的方针及煤矿生产安全规程等有关规程的指导下，明确规定了我国所有瓦斯矿井必须安装煤矿监控系统。1.
10、1.2国外煤矿安全监控系统的发展外国矿井监测技术在20世纪60年代开始发展，从技术特点来说，监控系统的开发阶段的划分主要依据是从信息传输方法的进步。外国最开始的煤矿监控系统的采用空分制来进行信息传输，法国CTT-63/40是这类矿山环境监测系统的代表，它最多 可以测量40个测量。以信道的频分制技术的为特点煤矿监控技术的 第二代产品，其结果传输 信道的电缆 芯数大大减少，它很快取代第一代监控系统。第三代煤矿监控系统的出现是由于集成电路的出现促进了时分制系统的发展。英国煤炭 科学研究总院在1976年推出了基于时分的MINOS煤矿 监控系统从而引起了轰动。到20世纪80年代初，MINOS系统相当成熟
11、，在英国得到了大量的推广。到了80年代计算机， 大规模集成电路，数字 通信等现代技术 得到了快速发展。在这段时间，美国凭借自身的高科技优势，率先把 计算机技术，大规模 集成电路技术，数据 通信技术等现代科技应用于监控系统，从而使煤矿监控技术得到了高速发展。它创建一个分布式的基于微处理器的第四代煤矿监控系统。最具代表的是美国MSA DAN6400系统。1.2课题研究意义安全监控技术的不断提高以及大量的推广使用，产生了明显的效果，大大降低了煤矿百万吨死亡率。安全监控系统也由早期的 地面单微机监控发展成为 网络化监测监控以及不同 监控系统的联网监测。其主要由监控主机、通信 接口装置、井下监控分站、各
12、类传感器组成。煤矿监测监控系统主要功能是能够及时、准确地反映各类监测信息。从而满足诸如瓦斯、一氧化碳、风速、温度、负压等环境参数及设备开停、风门开闭、风筒风量以及环境安全、轨道运输、皮带运输、供电系统等不同监测对象的要求。以实现在生产过程中对矿井各类参数进行全面综合地监测。本课题研究的意义在于，通过安全监控系统的数据采集和显示，可以把煤矿井下个传感器的数据和现场情况上传到监控中心，使井下现场工作的情况一目了然。用技术来弥补人的疏漏，从而对煤矿井下进行一体化监测监控，实现人值守或少人值守，保证煤矿的安全生产。 1.3论文的主要工作及结构安排1.3.1论文的主要内容本课题要是设计煤矿安全监控系统井
13、下监控分站的设计，需要做的主要工作如下：(1) 井下监控分站的总体设计查阅安全监控系统的国内外研究发展状况，在总结归纳的基础上进行设计，对监控分站进行总体设计，确定监控分站要实现的功能。(2) 井下监控分站的硬件设计根据监控分站所要实现的功能，拟将监控分站的硬件设计分为八个模块：电源电路、传感器开关量输入通道、圧频转换电路、控制输出模块、拨码开关电路、声光报警电路、键盘操作和液晶显示电路。(3) 井下监控分站的软件设计单片机控制系统的设计：选择合适型号的单片机，完成要实现系统功能所需的软件设计，实现监控分站的数据采集、控制输出、键盘操作和液晶显示等功能。 (4) 系统的整合、调试和进一步完善。
14、1.3.2论文的结构安排本文共分为6章：第1章：概述本课题相关研究领域国内外发展状况，本课题的研究意义、研究现状及发展趋势。第2章：介绍煤矿安全监控系统的构成和工作原理以及介绍井下安全监测监控分站的设计目标、总体设计第3章：介绍煤矿安全监控系统井下监控分站的设计的主要技术参数和其硬件设计各个模块及其功能。第4章：介绍煤矿安全监控系统井下监控分站软件设计和实现。第5章：简要介绍硬件测试、系统的测试同时进行功能分析。第6章：总结论文并做工作展望。14 本章小结本章开始讲述了本文的选题背景、国内外发展历史及本课题及本课题的研究现状及发展趋势，然后讲述了研究的现实意义和理论意义。提出了本文需要研究的主
15、要内容，并对文中的具体章节进行了安排。2 煤矿井下监控分站设计的总体方案21 矿井监控系统的组成矿井监控系统由监控主机（监控软件）、井下分站、各种相关矿用传感器等组成。由图可以看出，这三者组成的是典型的集散控制系统。井下监控分站将采集到的各类传感器数据上传给地面监控主机，监控主机对所采集的实时数据进行分析，然后控制煤矿各级设备的工作状态。矿井监控系统的结构框图如图2-1所示。图2-1 矿井监控系统结构框图2.1.1监控主机地面监控主机能够实现各种监测数据的处理、查询、显示、储存、打印等功能，同时，操作员发出的设备控制命令也是通过地面监控主机完成的。地面监控主机也有显示测量参数、数据报表、图形生成、曲线显示、数据存储、故障统计和报表、报告打印
