矿山关键设备安全运行集成监控系统设计

论文摘要

矿山设备是矿山企业生产的支柱,它的安全运行是矿山安全生产的重要组成部分,矿山关键设备的安全、高效运行更是矿山企业安全生产的重中之重。目前,矿山设备的监测领域已有了不少研究成果,但这些监测诊断系统或装置要么只是针对某个矿山现场特定生产环境而设计;要么只是针对某个特定的矿山机械设备而开发的独立的监测诊断分析仪器,或者是基于生产现场已有的网络条件而开发的在线监测诊断系统,普遍存在着智能诊断程度低、监控对象单一、技术含量不高、不便于集成监控、通用性差等缺陷。由于受网络条件的限制,不能对整个矿区内的各个关键设备进行集成监控。论文针对上述矿山关键设备安全运行监测中存在的现实问题,设计了一个基于通用平台的矿山关键设备安全运行集成监控系统,包括系统整体方案设计、系统下位机数据采集分析部分设计、系统远程监控技术设计以及系统上位机远程监控软件的设计与开发。系统整体方案设计工作是提出系统整体设计思路,给出系统整体设计结构组成以及系统整体设计框架图;系统下位机数据采集分析部分设计主要包括主控模块、信号采集模块、通信模块以及数据采集分析软件四部分设计;系统监控技术设计主要是介绍了基于PSTN的远程数据传输技术的设计和开发;系统上位机监控软件设计主要介绍上位机远程监控端数据管理库软件的设计和实现。本系统通过设于各个矿井监控站的下位机数据采集分析部分可同时对该监控站矿山井下的16路矿井关键设备运行状态输入信号进行实时采集分析,每个监控站的下位机又可通过CAN和PSTN相结合的远程数据传输技术与中央控制室的上位机联网形成对整个矿区内矿井关键设备的安全运行的集成监控。整个系统硬件结构紧凑、布局合理,具有信号采集精度高、处理速度快、实时监控功能强等优点,软件设计具有数据库管理功能强大、人机界面友好、容易实现等特点。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题概述
• 1.1.1 课题资助来源
• 1.1.2 课题背景及意义
• 1.1.3 矿山安全监测监控与矿山设备故障诊断发展概述
• 1.1.3.1 矿井安全监测监控发展概况
• 1.1.3.2 矿山设备故障诊断发展概况
• 1.1.3.3 常用矿井设备故障诊断方法介绍
• 1.1.3.4 矿山设备故障诊断技术的关键问题
• 1.1.4 固内外研究现状
• 1.2 论文的主要研究工作
• 1.3 小章小结
• 第二章 系统整体方案设计
• 2.1 系统整体设计
• 2.1.1 系统整体设计路线的提出
• 2.1.2 系统整体设计的结构组成
• 2.2 系统设计的功能
• 2.3 本章小结
• 第三章 系统下位机信号采集分析部分设计
• 3.1 系统下位机数据采集部分设计硬件体系结构组成
• 3.2 系统下位机主控模块设计
• 3.2.1 DSP概述
• 3.2.2 DSP构成及特点
• 3.2.3 TMS320C54X系列DSP芯片介绍
• 3.2.4 系统下位机主控模块设计
• 3.3 系统下位机数据采集模块设计
• 3.3.1 数据采集技术的基本概念
• 3.3.2 数据采集系统的基本功能
• 3.3.3 数据采集系统的基本组成
• 3.3.4 系统下位机信号采集模块设计的结构组成
• 3.3.4.1 滤波电路设计
• 3.3.4.2 积分电路设计
• 3.3.4.3 解调电路设计
• 3.3.4.4 抗混频电路设计
• 3.4 系统下位机通信模块设计
• 3.4.1 CAN总线发展概述
• 3.4.2 系统下位机通信模块设计的组成
• 3.4.2.1 移频键控调制系统和锁相环鉴频解调系统设计
• 3.4.2.2 CAN智能通讯节点设计
• 3.5 系统下位机数据采集分析软件的设计与实现
• 3.5.1 系统下位机数据采集分析软件的设计
• 3.5.2 系统下位机数据采集分析软件的实现
• 3.6 本章小结
• 第四章 系统远程监控技术设计
• 4.1 远程监控与数据传输技术的发展
• 4.1.1 远程监控技术的发展介绍
• 4.1.2 PSTN数据传输技术发展概述
• 4.2 系统远程数据传输技术的选择
• 4.3 系统远程监控技术的实现
• 4.4 本章小结
• 第五章 系统上位机监控端软件设计
• 5.1 系统上位机监控端程序设计指导思想
• 5.2 系统上位机监控端数据库的设计和实现
• 5.2.1 系统上位机监控端数据库的设计
• 5.2.2 系统上位机监控端数据库的实现
• 5.3 本章小结
• 第六章 研究总结与展望
• 6.1 研究总结
• 6.2 研究展望
• 参考文献
• 主要研究成果
• 致谢