智能瓦斯爆炸实验系统的研究与设计

论文摘要

我国是煤炭生产大国,但存在一些煤矿安全生产问题(矿井火灾、瓦斯爆炸等),造成大量的人员伤亡和财产损失,矿井瓦斯爆炸是严重威胁煤矿安全生产的重大灾害之一,它直接影响着煤炭工业生产建设的健康发展。许多瓦斯爆炸事故和伤亡是完全可以避免的,然而由于许多职工缺乏瓦斯方面的知识、安全意识匮乏进行违规行为而导致了瓦斯爆炸,对人民生命安全与财产造成了极大的损失,搞好矿井瓦斯煤炭管理,杜绝瓦斯和瓦斯与煤尘爆炸事故,始终是煤矿安全工作的一项重大任务。要保证煤矿工作人员的安全,需要对他们进行安全培训,使其了解瓦斯爆炸的原理与特点,这对实验设备提出了特殊的要求。本文根据瓦斯爆炸的机理设计出智能瓦斯爆炸实验系统,论文首先阐述了系统的研究意义和发展现状,并对瓦斯爆炸机理进行了简述,然后详细介绍了系统的构造、硬件电路、上下位机的软件设计和温度模糊控制器。系统分为上位机和下位机两大部分,下位机以单片机为微处理器,通过传感器对气体浓度,温度进行采集并进行控制,并能够实时显示实验数据,温度模块是下位机中的重要组成部分,采用了模糊控制方式,使巷道恒温更加精确;上位机软件以Microsoft Visual Basic 6.0为开发平台,通过RS232模块与下位机进行通信,实现对系统的控制,软件数据库可对实验数据进行保存以备查询。本系统可以模拟矿井瓦斯爆炸的瞬间爆炸、缓慢爆炸、煤尘爆炸,并根据设定温度进行试验、观察,通过对瓦斯爆炸的模拟实验可为煤矿安全教育提供极大帮助。通过软硬件调试,系统达到了预期效果。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 目录
• 1 引言
• 1.1 选题背景及意义
• 1.2 国内外研究发展概况
• 1.2.1 瓦斯爆炸实验装置研究概况
• 1.2.2 模糊控制研究概况
• 1.3 本文研究内容和研究目标
• 1.4 本章小节
• 2 瓦斯爆炸机理
• 2.1 瓦斯爆炸
• 2.2 瓦斯爆炸的三要素
• 2.3 瓦斯爆炸的形式
• 2.4 本章小结
• 3 系统硬件设计
• 3.1 系统总体设计
• 3.2 电源模块
• 3.3 气体浓度采集电路
• 3.4 温控电路
• 3.4.1 温度采集电路
• 3.4.2 加热电路
• 3.5 通信模块
• 3.6 显示模块
• 3.7 键盘模块
• 3.8 数据校准值存储电路
• 3.9 抗干扰及保护电路
• 3.10 本章小结
• 4 单片机控制程序设计
• 4.1 单片机主程序设计流程
• 4.2 定时器0 子程序
• 4.3 气体浓度采集子程序
• 4.4 数据存储子程序
• 4.5 串口中断子程序
• 4.6 显示模块程序
• 4.7 软件抗干扰与可靠性设计
• 4.8 本章小结
• 5 微机控制软件的设计
• 5.1 串口通信控件
• 5.2 Visual Basic 访问数据库概述
• 5.3 微机控制软件简介
• 5.3.1 欢迎界面窗体
• 5.3.2 主控窗体
• 5.3.3 数据查询窗体
• 5.3.4 通讯端口设置
• 5.3.5 API 类模块
• 5.3.6 dataset 类模块
• DisposeIniFile 类模块'>5.3.7 Mod_DisposeIniFile 类模块
• Main 类模块'>5.3.8 Mod_Main 类模块
• 5.3.9 Module1 类模块
• 5.4 程序打包
• 5.5 本章小结
• 6 温度模糊控制算法
• 6.1 模糊控制理论产生的历史背景
• 6.2 模糊控制的概念
• 6.3 模糊控制原理
• 6.4 模糊控制的特点
• 6.5 模糊控制器的基本设计步骤
• 6.6 温度模糊控制器设计
• 6.7 本章小结
• 7 总结与展望
• 7.1 本文的主要工作总结
• 7.2 展望
• 参考文献
• 附录：主控电路板
• 作者简历
• 学位论文数据集
• 详细摘要