溜井放矿监控系统的研究

论文摘要

溜井放矿在露天矿和地下矿中均被大量采用,溜井放矿能力好坏,直接影响着整个矿山的生产效率及经济效益。但是,由于溜井放矿过程中存在着堵塞、跑矿、矿车定位不准确等问题,严重影响溜井生产,威胁人身和设备的安全,给矿山造成极大的经济损失。把先进的工业控制技术引入到溜井放矿系统中,不仅能够克服这些实际问题,还能够实现自动控制。随着计算机技术的发展,单片机技术已成为计算机技术的一个独特的分支,广泛地应用于工业控制、智能仪器仪表、机电一体化产品、家用电器的各个领域。单片机具有体积小、成本低、运用灵活,易于产品化；面向对象控制,性价比高；抗干扰能力强等特点,在工业控制中,常被用来作为现场采集和设备控制的工具。进入21世纪,单片机开发应用必将对人类生产和生活的自动化、智能化的实现及扩大起到重要作用。组态软件能够在PC机上开发出良好的人机界面。本文从溜井放矿系统存在的问题入手,设置了合理的溜井参数,研究设计了一套以单片机为核心,以工业组态软件组态王为平台的溜井放矿监控系统,解决了溜井放矿系统故障预警的难题,实现了溜井放矿系统的监控要求。该系统采用单片机为现场控制器,单片机与上位机进行串行通信,在组态王的基础上实现实时监控。系统采用轨道称重传感器采集溜井的放矿量,运用光电传感器对运输矿车进行定位,实现系统的精确控制。设计了A/D转换接口、光电开关接口、串行通信接口和在线编程接口等硬件电路,实现了对运输矿车的启动、定位和停车的控制,实现了放矿闸门的自动控制,并能对工控现场设备的运行状态进行实时监控。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 溜井放矿系统的现状及研究动态
• 1.3 课题的提出
• 1.4 课题研究的主要内容
• 1.5 课题的研究意义
• 1.6 本章小结
• 第二章 溜井放矿系统概述
• 2.1 溜井系统的结构
• 2.1.1 溜井结构
• 2.1.2 溜井的结构参数
• 2.2 溜井放矿系统的分类
• 2.3 溜井放矿系统的组成
• 2.4 溜井放矿系统的故障及处理
• 2.4.1 溜井堵塞的部位
• 2.4.2 影响和造成溜井堵塞的主要原因
• 2.4.3 溜井堵塞的防止和处理
• 2.4.4 溜井跑矿的原因及预防
• 2.5 振动放矿
• 2.5.1 振动放矿概述
• 2.5.2 振动放矿机的原理及放矿过程
• 2.6 本章小结
• 第三章 溜井放矿监控系统的总体设计
• 3.1 溜井放矿监控系统的工作过程要求
• 3.1.1 矿车的控制要求
• 3.1.2 故障预警控制要求
• 3.2 溜井放矿监控系统的基本要求
• 3.3 溜井放矿系统的工艺流程
• 3.4 系统的总体构成
• 3.5 本章小结
• 第四章 溜井放矿监控系统的硬件设计
• 4.1 溜井放矿监控系统硬件设计的构成
• 4.2 单片机的概述和发展
• 4.2.1 单片机技术概述
• 4.2.2 单片机技术的发展
• 4.2.3 单片机控制的特点
• 4.3 压力传感器的原理及选型
• 4.4 光电传感器的原理及选型
• 4.5 A/D转换器的原理及选型
• 4.6 系统的硬件设计
• 4.6.1 硬件设计原则
• 4.6.2 单片机的选用
• 4.6.3 系统的时钟电路
• 4.6.4 系统的复位电路设计
• 4.6.5 光电开关接口
• 4.6.6 A/D转换接口
• 4.6.7 串行通信接口
• 4.6.8 在线编程接口
• 4.7 本章小结
• 第五章 溜井放矿监控系统的软件设计
• 5.1 监控系统应用软件主要功能模块
• 5.2 单片机控制系统软件
• 5.2.1 单片机主程序
• 5.2.2 压力信号控制子程序
• 5.2.3 放矿闸门控制程序
• 5.2.4 数据通信程序
• 5.3 工业组态
• 5.3.1 工业组态概述
• 5.3.2 组态软件的选用
• 5.3.3 组态王简介
• 5.4 基于组态王的上位机监控系统应用软件设计
• 5.4.1 组态王应用软件开发简述
• 5.4.2 人机界面设计
• 5.4.3 组态王变量设置
• 5.4.4 组态王与单片机的通信
• 5.5 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 6.2.1 组态软件将更具有开放性和网络功能
• 6.2.2 矿山企业的发展方向
• 6.2.3 进一步研究方向
• 致谢
• 参考文献
• 附录A （攻读学位期间发表论文目录）