煤矿粉尘浓度监控系统研究与实现

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1、西安建筑科技大学工程硕士学位论文煤矿粉尘浓度监控系统研究与实现专业：控制工程硕士生：王礼平指导老师：段中兴教授摘要煤矿粉尘是危及煤矿安全生产和井下人员身心健康的重大灾害之一，近年来发生的煤矿粉尘爆炸事故造成了人员生命和煤矿财产的严重损失。因此，实现煤矿粉尘浓度的在线监测对保证煤矿生产安全、减少财产损失具有重要的现实意义和经济价值。论文以煤矿井下粉尘浓度监测为研究对象，通过粉尘浓度在线监测原理的阐述以及煤矿粉尘浓度监测需求的分析，提出了粉尘浓度在线监测系统方案，构建了以上下位机为主体、以RS485为通信总线的分布式监测系统体系结构，设计了下位机硬件

2、系统并给出了上下位机软件的具体实现，基本实现了论文研究目标。完成的主要工作有：（1）在分析粉尘浓度监测原理及监测需求的基础上，给出了系统总体方案，提出了基于上下位机并通过RS485总线连接的分布式系统体系结构。下位机实现监测区域的粉尘浓度、温湿度和节点位置信息的实时采集以及粉尘浓度、区域温度超限的实时报警，上位机实现下位机采集参数的分析、处理、存储和可视化以及与矿井通风系统的联动；（2）设计和实现了下位机软硬件系统。硬件设计主要包括主控模块、浓度检测模块、温湿度监测模块、声光报警模块和485通信模块等；下位机软件采用KeilC51集成开发环境，开

3、发了具有粉尘浓度和温湿度监测、参数超限声光报警和数据通信等功能的软件模块；（3）完成了上位机数据库设计和监测参数可视化实现。在分析上位机软件各功能模块需求的基础上，给出了上位机软件模块的组成，详细阐述了数据库设计以及用户登录、设备管理、数据通信、数据处理和系统主界面等模块的具体实现。最后，通过上下位机的联调，实现了煤矿粉尘浓度、温湿度的实时监测和超限报警等功能，基本达到了预期目标。关键词：煤矿粉尘；实时监测；传感器；可视化设计西安建筑科技大学工程硕士学位论文Researchondustconcentrationmonitoringandcontr

4、olsystemincoalmineSpeciality:ControlEngineeringName:WangLipingInstructor:Prof.DuanZhongxingAbstractInrecentyears,thesituationofcoalminesafetyproductionisstillverysevereinChina.Allkindsofsuddenaccidentsthreatenthelifeofminers,especiallythedustexplosion,whichcausedthelossofreso

5、urcesandproperty.Basedontheneedsofcoalminesafetymonitoring,thecoalminedustconcentrationmonitoringandcontrolsystemhasbeenwidelyusedincoalminingenterprises,andplaysanimportantrole.Thispapertakesthemonitoringofdustconcentrationinundergroundcoalmineastheresearchobject.Basedonthee

6、xpositionoftheonlinemonitoringprincipleofdustconcentrationandthedemandanalysisofcoaldustconcentrationmonitoring,aschemeofonlinemonitoringsystemfordustconcentrationisputforward.Inaddition,thedistributedmonitoringsystemarchitecturewiththeabovesubordinatemachineasthemainbodyandR

7、S485asthecommunicationbusisbuilt.Besides,thehardwaresystemoftheslavecomputerisdesigned,andtheimplementationoftheupperandlowercomputersoftwareisgiven,whichbasicallyachievestheresearchgoalofthepaper.Themaintaskscompletedareasfollows:(1)Onthebasisofanalyzingthemonitoringprincipl

8、eandmonitoringrequirementofdustconcentration,theoverallschemeofthesy