储煤筒仓安全智能监控系统的研究与开发

发布时间：2024-06-28 01:32

　　随着我国环境保护政策的日趋严格以及煤炭生产能力的不断提高,储煤方式的升级改造势在必行,露天煤场都将面临着升级改造为封闭式储煤设施的形势。此外,煤炭本身具有自燃的特性,封闭式煤仓又有通风散热条件差的特点,所以在煤仓大幅度改造之际,亟需研制可靠性高、价格低廉、适应性强、抗干扰能力强的封闭式储煤设施安全智能监控系统。本文通过实地考察封闭式煤仓的现场环境,并阅读分析了大量国内外相关文献,根据行业指标要求,研究开发了一套基于可编程控制器(Programmable Logic Controller,PLC)的封闭式储煤筒仓安全智能监控系统。本文的研究工作主要有以下几个方面:(1)总结了封闭式储煤设施安全智能监控系统的研究背景及意义,阐述了与监控系统相关问题的研究现状,包括煤炭自燃过程的研究现状、煤炭自燃的预测预报与火源探测方法研究现状、筒仓内物料的压力场研究现状等;(2)研究和分析了筒仓内散状物料的特性,借助EDEM软件建立了筒仓和煤散料的离散元模型,模拟和分析了筒仓入料时散料的流动状态和贮料时筒仓内的压力分布,为后续研究工作的开展奠定了前期基础;(3)基于对封闭式储煤筒仓现场工况和影响筒仓安全关...

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【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 论文的选题背景及研究意义
        1.1.1 论文的选题背景
        1.1.2 论文的研究意义
    1.2 煤炭监控技术的概况及国内外研究现状
        1.2.1 煤炭的自燃过程
        1.2.2 煤炭自燃过程中的火源探测方法研究现状
        1.2.3 筒仓压力研究现状
    1.3 本文的主要研究内容
    1.4 本章小结
第2章 煤散料特性分析与筒仓压力环境研究
    2.1 散状颗粒基本性质
        2.1.1 安息角
        2.1.2 摩擦角
        2.1.3 空隙率与堆积密度
        2.1.4 粘聚力和粘结性
    2.2 离散元法介绍
        2.2.1 离散元的基本理论
        2.2.2 EDEM软件介绍
    2.3 煤散料在筒仓中的静动态压力分析
        2.3.1 建立EDEM模型
        2.3.2 仿真结果分析
    2.4 本章小结
第3章 储煤筒仓安全智能监控系统及其硬件设计
    3.1 前言
    3.2 系统架构
    3.3 温度监测子系统
        3.3.1 测温总体方案设计
        3.3.2 测温点布置方案
        3.3.3 煤层多点测温缆式传感器结构设计及强度校核
        3.3.4 其他设备选型
    3.4 气体烟雾监测子系统
        3.4.1 可燃气体检测
        3.4.2 烟雾检测
    3.5 煤仓压力监控子系统
    3.6 煤仓物位监控子系统
    3.7 氮气惰化子系统
    3.8 控制平台的选择及人机界面设计
        3.8.1 控制平台的选择
        3.8.2 触摸屏的选择
        3.8.3 整体回路的设计
    3.9 本章小结
第4章 储煤筒仓安全智能监控系统软件设计
    4.1 系统总体控制要求
    4.2 PLC的I/O端口分配及通信参数设置
        4.2.1 I/O端口分配
        4.2.2 PLC数据通信设置
    4.3 PLC应用指令
    4.4 控制程序的编写
    4.5 触摸屏
    4.6 本章小结
第5章 上位机系统的软件开发
    5.1 上位机系统开发平台的选择
    5.2 软件的数据库系统
    5.3 系统功能界面设计
        5.3.1 登录界面
        5.3.2 监控系统主界面
        5.3.3 单仓监控界面
        5.3.4 报警处理及查询界面
        5.3.5 实时曲线和历史曲线界面
        5.3.6 其他界面
    5.4 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
作者简介及攻读硕士学位期间取得的学术成果
致谢



本文编号：3996239