自动防水闸门系统的研究与设计

论文摘要

随着煤矿开采由浅部进入深部,矿井受水害威胁的程度越来越严重。而目前矿井安装的防水闸门一般是人工现场进行手动操作,在突水发生时不能及时关闭而造成重大损失。针对目前矿井防水闸门的现状及监控系统存在的问题,我们设计了一种集信息采集技术、信息传输技术、信息处理技术及液压控制技术于一体的矿井自动防水闸门系统。该系统由自动防水闸门、箅子门、自移式导轨、地面监控计算机、通信分站、防水闸门控制器、智能水位传感器等组成;具备监控、通信、报警、故障预测及自诊断、自我保护、液压执行、人机联系和手动操作等功能。当监控计算机收到水位报警信号时,立即向通信分站发出防水闸门关闭命令,防水闸门控制器接到通信分站的命令后便迅速关闭防水闸门,满足了矿井对防水闸门及时关闭的要求。本文系统阐述了自动防水闸门系统的功能及控制系统结构;重点设计了防水闸门的机械本体部分,并对其进行了仿真和分析;详细介绍了M-BUS总线技术、通信分站和智能单元的通信接口以及防水闸门控制器的设计思路、工作原理和实现方法。本系统革新了传统的矿井防水闸门系统,将多种最新技术相结合,实现了矿井防水闸门的自动化和智能化,具有较高的社会推广价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题提出的意义
• 1.2 国内外现状及存在的问题
• 1.3 论文的主要工作
• 2 自动防水闸门系统功能及系统结构设计
• 2.1 自动防水闸门系统的功能
• 2.2 自动防水闸门的机械组成
• 2.3 自动防水闸门控制系统的结构
• 2.4 小结
• 3 自动防水闸门的机械本体设计
• 3.1 防水闸门的设计
• 3.2 算子门的设计
• 3.3 自移式导轨的设计
• 3.4 小结
• 4 自动防水闸门的仿真分析
• 4.1 防水闸门的机构运动仿真
• 4.2 防水闸门液压系统的仿真
• 4.3 防水闸门的有限元分析
• 4.4 小结
• 5 系统的通信及接口电路设计
• 5.1 M-BUS总线技术
• 5.2 通信分站
• 5.3 智能单元的通信接口设计
• 5.4 小结
• 6 智能防水闸门控制器的设计
• 6.1 功能及结构
• 6.2 控制器芯片电路设计
• 6.3 角度检测电路设计
• 6.4 电液比例阀控制电路设计
• 6.5 液晶显示电路设计
• 6.6 电源供应
• 6.7 软件设计
• 6.8 小结
• 7 结束语
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间主要成果