一、煤矿井下主排水泵计算机监控系统设计（论文文献综述）
蒋林志[1]（2020）在《布尔台矿三盘区42煤采区排水系统自动化改造》文中提出随着智能控制技术、计算机网络技术、大数据、云计算以及通信技术的不断发展,矿区排水系统的自动化、智能化、信息化的需求越来越高,实现矿区排水系统的少人化、无人化成为发展的必然趋势。智能化、自动化的排水系统也是建设数字矿山的重要组成部分。本文针对布尔台矿三盘区42煤采区排水系统存在的诸如设备陈旧、控制策略单一、设备维护困难、自动控制化程度低、耗电量大、无法满足数字矿山建设要求等问题,对原有排水系统进行自动化改造。以实现排水系统自动化为目标,达到节能降耗和节约人力资源的目的。本文主要完成的内容有:（1）研究分析布尔台煤矿的水文地质条件和三盘区42煤采区排水系统存在问题,根据排水需求,对布尔台矿三盘区42煤采区排水系统进行自动化改造,提出排水系统自动化改造总体方案及井下监控系统改造方案;（2）依据三盘区水文地质条件、排水要求及涌水量等参数,提出2套水泵选型方案。综合比较技术、经济因素,确定采用具有汽蚀性能好,运行平稳可靠、便于设备检修、前期投资费用较低的方案一。基于方案一,进行了水泵选型和管道设计,并对其进行工况分析和能力验算;（3）根据三盘区42煤采区排水系统自动化改造方案,重点对井下监控系统进行硬件设计和设备选型。分析确定实现自动排水所需的模拟输入、数字输入和数字输出量,构建井下排水监控系统硬件平台,并对PLC主控模块、数字输入输出模块及传感器进行了选型。（4）提出了以实现节约成本为目标的“避峰就谷”自动控制策略,详细给出自动化改造排水策略的控制流程,将传统按照高低水位、分级水位的排水方案自动化改造为避峰就谷加水泵开启策略相结合的控制策略。采用模块化程序设计方法,实现了排水系统不同工作模式的自动控制、设备运行和水位状态监测、故障报警、历史数据查询等功能。（5）对改造后的排水监控系统进行调试及功能验证。介绍了自动排水系统的调试方法,总结分析了调试中遇到的问题及解决方法。对系统主要功能进行验证,并进行了3个月现场试运行,结果表明:本文所提出的自动化改造方案及基于此设计的自动监控系统实现了井下自动排水所要求的各项功能,达到了布尔台煤矿三盘区42煤采区井下排水系统自动化改造的目的。
左光宇[2]（2020）在《矿井主排水泵启动特性及集成化监测的研究》文中指出随着离心泵应用范围的延伸和排水系统复杂程度的提升,排水设备的启动过程、水泵与阀门的联动协同操作对于煤矿井下安全生产的影响越来越大。本文以矿井排水系统为主要研究对象,针对冀中能源峰峰集团某矿采用的正压给水式排水系统启动过程中亟待解决的问题,特别是对启动方案的设定、各个启动阶段所展现的启动特性和演变规律等方面进行了研究与分析,并对一般矿井卧式离心泵的启动方案的设定方法作出了明确指导。首先,剖析了吸入式和压入式排水方式以及排水启动、设备监测等方面研究现状,对调研过程中遇到的实际问题进行了梳理和解决方法的预设。然后,开展了基于Flowmaster软件的排水系统建模仿真研究,揭示了两种排水方式下电流、电压、转速、流量和扬程等参量随时间的变化曲线,并进行了启动特性的理论分析,建立了电流冲击与定子磁场旋转、叶轮负载的耦合关系,同时证明了正压给水排水系统拥有较好的启动性能。为了设定和优化矿井排水系统启动方案,搭建了正压给水排水系统平台,并利用虚拟仪器等设备建立了参数集成化监测系统。本研究根据算例建立了阶段划分明确、时间点设定合理、公式推演与实验分析相结合的主排水泵启动初始数据的设定方法,并通过该方法设置了潜水泵的启动参数、软启动器启动时间点、初始电压、软启动方式以及阀门开启时间点等参数。同时,对不同开阀速度下主排水泵启动特性进行了实体试验,深入分析了阀门开启速度和阀门最终开度对启动特性和运行工况的影响,并选择了合适的开启速度和阀门开度。研究发现:矿井正压给水排水系统采用了优化的启动方案后,展现出更佳的启动特性。
戎思阳[3]（2020）在《矿井多水仓智能化排水监测监控系统的开发与应用》文中指出本课题来源于山西省晋煤集团重大科技开发计划项目“矿井自动排水系统的建立”（项目编号:20180425-2）,是针对矿井排水系统自动化、智能化管控水平低、故障率高以及运维工作量大,难以实现“无人或少人值守”化运行等问题提出的。因此,研发一套适用于不同水平面矿井集中水仓的智能化排水监测监控系统,对提高矿井排水系统智能化运维水平,实现排水系统“无人或少人值守”,提高煤矿生产效率和安全效益具有非常重要的现实意义。本文以晋煤集团长平矿中央和盘区集中水仓为研究对象,提出了基于监测参数的控制策略,设计了抽真空管路改造方案和系统软硬件方案,开发了一套适用于不同水平面矿井集中水仓的智能化排水监测监控系统,具体研究内容如下:在全面掌握国内外相关技术现状和发展趋势的基础上,结合长平矿各水仓当前的硬件配置及设备布局,制定了抽真空管路改造方案,设计了智能化排水系统的软硬件方案,提出了基于电流参数的离心泵是否正常启动的诊断策略和基于多点液位和运行时间的排水机组的智能管控策略,为实现矿井智能化、自动化排水系统的设计提供了理论和方案基础。根据系统的总体设计方案,结合矿井水仓实际的工况环境,完成了集中水仓监测信号层传感器的选型和监测点的选定,设计了井下监控装置的外形结构,规划了电控箱的空间布局,选定了PLC CPU和配置模块,配备了人机交互柜体屏幕和UPS供电装置,阐述了内外部控制设备供电回路的电气设计原理,完成了以组态系统为基础的地面监控装置的硬件设计。在硬件系统已建立的基础上,结合系统的功能要求,确定了以PLC为核心的下位机和以组态王为核心的上位机的二级网络控制结构。采用主-子程序嵌套的模块化编程,完成了下位机监控程序的开发。包括数据处理子程序、逻辑控制子程序、故障保护和报警子程序以及掉电保持子程序,并设计了人机交互画面程序。上位机监控程序以画面开发和脚本函数编写为开发手段,开发了系统监测信息的存储、分析以及历史曲线查询、报表生成等功能;开发了集中水仓的集控、远控、视频、排水仿真监测功能。根据硬件电路和二级网络控制结构的特点,系统采用多协议通讯。现场监控设备采用MODBUS现场通讯网络,实现了对压力、流量以及电动闸阀的监测和控制;采用MPI通讯,实现了PC编程设备和PLC的通讯;采用TCP/IP以太网通讯,实现了井下和地面监控设备的可靠通讯;采用OPC通讯,实现了电机电流、电压数据的采集。在实验室对所开发系统的PLC监控设备和程序进行了模拟联合调试,实验验证了系统的总体设计要求和功能。系统完成工业组装、安装以及调试,在晋煤集团长平矿进行了工业应用,工业试运行结果表明:上位机监测画面丰富、数据处理功能强大、智能负荷管理水平高以及集中和远程控制可靠性高;下位机逻辑控制流程符合排水工艺流程;传感器监测准确,执行机构动作响应速度快、动作信息反馈准确。系统提高了矿井排水系统智能化运维水平和的综合管理效率。
张朋飞[4]（2020）在《基于前置泵正压给水的矿井排水控制系统研究》文中提出矿井排水系统是煤矿生产的重要组成部分,担负着把矿井水排出到地面的重任。如果不能及时排出井下涌水,将极大地威胁煤炭生产和井下工作人员的生命安全。邯郸峰峰矿区的地质属于极复杂地区,开采过程产生大量的奥灰水,煤矿生产受水患威胁严重。本课题以邯郸孙庄采矿公司井下中央泵房排水系统水泵汽蚀严重、响应速度慢、耗电量大以及自动化性能差等问题进行研究分析。首先,优化排水方案,采用压入式排水方式,通过潜水泵与主排水泵串联,由潜水泵为主排水泵吸水口提供正压给水,提高了水泵吸上高度,并设计中央泵房顶置布置方案,保障了矿井排水系统安全运行。重新设计一套基于前置泵正压给水的主排水泵快速启动新工艺流程。然后,结合煤矿排水系统工作原理,提出了三维模糊控制器和动态规划算法两种控制策略。根据不同时段电价、水位高低和水位变化速率等多输入变量,建立矿井排水系统的数学模型。通过Matlab/Simulink软件进行水仓水位模糊仿真。仿真结果表明,相对于二维模糊控制器曲线,三维模糊控制曲线超调量明显减小,响应时间、调整时间和稳定时间大大缩短。其次,把监控系统分为三层:现场层（I/O）、控制层（PLC）和管理层。根据系统优化策略以西门子S7-1200 PLC作为控制核心,通过接收现场层和管理层的命令,负责采集各传感器的参数,接收上位机和就地操作箱的命令,对各控制元件发出启停命令。最后,通过OPC技术来实现IFIX软件和S7-1200 PLC下位机实时通讯,设计矿井排水系统监控界面,实现了参数显示、故障报警、数据记录等功能。通过PLC和IFIX软件结合,实现了矿井排水系统的远程一键启停和无人值守、状态监测监控和智能避峰控制等功能。本论文结合PLC、传感器、IFIX、网络通信等技术,根据“正压给水”、“避峰填谷”、“自动控制”、“自动轮换”、“实时监测”的系统控制功能进行设计,开发了一套监测、通信、显示合而为一的矿井自动排水监控系统。
刘江斌[5]（2019）在《曹家滩矿井主排水自动化控制系统的研究与应用》文中研究说明煤矿井下涌水对井下工作人员的生命安全存在严重的威胁,井下排水系统担负着排除井下涌水的重任。曹家滩煤矿采用传统的人工操作方式进行排水,排水系统自动化程度低。本文以实现曹家滩煤矿矿井中央泵房无人值守为目标,综合运用智能传感、智能控制和工业以太网网络,构建了曹家滩煤矿自动排水系统,实现节约能源和人力资源。本文的主要研究内容有:（1）根据曹家滩煤矿的水文地质条件和矿井设计的实际条件,对井下排水装置进行设计。计算得到了水泵机组的机械工况点,并分析了水泵启动和停止时水泵机组工矿点的变化。（2）构建了泵房监控单元、地面水泵运行集中监控系统和工业以太网网络结构三部分组成的自动排水系统的整体方案。提出了以实现节约成本为目标的“避峰就谷”自动控制策略,并基于动态规划对水泵调度模型进行优化,分段决策水泵系统,实现了优化的目标。建立了水泵启停的自动控制流程,并提出了水泵和管路轮换的控制策略,建立了闸阀状态与管路和水泵的对应关系。（3）根据自动排水系统的整体方案,建立了曹家滩煤矿井下自动排水的硬件平台。选择了控制和显示单元模块、信号采集设备以及电动闸阀执行机构,并建立了主要硬件设备之间的互联方案。（4）建立了上位机监控软件的结构设计,并采用组态软件iFIX完成了监控主界面以及单台水泵运行监控、参数设置、历史数据查询及报警数据查询等界面的设计。
李伟[6]（2018）在《寸草塔二矿供排水监控系统设计及应用研究》文中研究表明井下供排水系统是煤矿正常安全生产的保障,同时也是煤矿电能消耗的重要部分,为了更好地提高煤矿排水效率,实现节能降耗,切实保障排水系统污水零排放,同时为了实现矿井供排水自动化水平。本系统根据寸草塔二矿现有供排水系统,从排水结构出发,优化污水净化和生产用水供排关系,从根本上解决污水处理问题,保证水资源在采掘层循环,达到节能减排降耗的目的。通过改造矿井网络系统,将矿井所有供排水点运行信息通过网络汇集至指挥中心,进行上位组态实时显示水泵运行状况,调度人员协调全矿供排水有序开展。寸草塔二矿供排水监控系统主要包括各供排水点数据采集、网络传输、OPC Server、数据库、监控和网络通讯系统等。本系统选用西门子S7-300系列PLC,通过实时收集各系统信息,利用可编程控制器进行逻辑控制,实现对各台排水泵的控制和保护。最后将控制信息和数据信息实时上传至数据库进行存储,便于数据读取和控制分析。利用数据分析软件对运行数据进行筛选、分析和处理,进一步挖掘数据价值,提高设备运行效率、检修效率和决策效率,切实为矿井安全高效生产提供便利。同时通过对调度策略的修改,错开生产检修时间减少电网波动,确保重要负荷安全运行,尽量保证水资源在低水平循环,降低水资源外排量,切实减少电能消耗,提高煤矿经济效益。设计中根据矿井的实际情况,提出对矿井网络进行升级改造,将所有排水点数据实时上传、监控、分析、反馈、预警,系统在实际运行过程中安全可靠,有效提高了供排水管理水平,降低了煤矿能耗,节约了供排水用电量。
江映华[7]（2018）在《煤矿井下主排水泵控制系统研究》文中研究表明为了研究煤矿井下主排水泵控制系统,将其划分为5个子系统,分别为水泵启动子程序、3种工作方式切换子程序、系统保护子程序、"避峰填谷"子程序、水泵自动轮换子程序。系统把水仓水位划分为7个水位点（6个区段）,实现了对水位变化速度和水位变化的检测,并采用超声波水位传感器对水位进行检测,以及利用灰色理论对系统节能和水位进行预测,实现了"避峰填谷";煤矿井下主排水泵控制系统的水泵控制方式采用手动、半自动、自动3种控制方式,采用PLC采集的传感器的电量或信号对系统保护功能和故障检测进行实现。该研究可为煤矿井下主排水泵整体设计提供一定技术支持。
付保英[8]（2017）在《煤矿综合监控系统的设计与实现》文中研究指明由于近些年我国煤炭安全管理水平与生产技术的不断提升,再加上矿井信息化全面推进,使得很多新建矿井与大中型矿井必须创建矿井统一的信息传输平台,应该监控矿井不同环节,同时可以通过地面调度中心集中统一调度指挥监控信息系统,以展开煤矿的综合自动监控,以此使监控一体化目标得以实现。矿井中所应用的监控系统或者煤矿监控系统,各自独立,而且无法共享数据,再加上重复布线,所以具有较大的维护工作量,基于这种情况,以现代化通讯技术与互联网技术改造以往功能单一的监控系统为其必然发展趋势。所以对煤矿综合监控系统进行开发与研制,以实现资源共享与煤矿集中管理,对我国煤矿安全生产极具重要意义。该研究对煤矿综合监控系统进行了系统性分析与研究,并将CAN总线联合千兆工业以太网的结构模式提出来,从而创建煤矿综合监管系统,并以此为前提,对煤矿综合监管系统结构框架展开详细阐述,设计出煤矿总设计监管系统的软件与硬件,从采集数据、传输数据、异构数据集成以及处理等环节对系统应用必然性与可行性展开分析。以刘湾煤矿为现场实例,对煤矿生产中几个典型的子系统从硬件、软件上阐述了监控系统的设计,该方案在矿井运行良好,为企业赢得了效益。
袁子辰[9]（2016）在《浅析煤矿井下排水系统节能技术》文中研究表明在现代煤矿中,煤矿井下排水泵的耗电量占煤矿企业总耗电量比重很大,这就给煤矿井下排水系统节能技术带来了巨大的发展空间。而节能环保型社会的构建也向煤矿井下排水系统提出了更高的要求。节能技术在煤矿企业井下排水系统中的有效运用,对节约能源、提高煤矿排水的安全性与可靠性、构建环境友好型社会有着极其重要的意义。论述煤矿井下排水系统节能技术,以期为同行提供一些建设性意见。
姚宇[10]（2016）在《基于物联网的矿井主排水设备状态监测及寿命管理系统的开发》文中认为本文是山西省科技重大专项“基于物联网的煤矿重大生产装备状态监测及全寿命周期管理系统开发（No:20131101029）”的重要子课题之一,也是横向课题晋煤集团科技攻关项目“矿井主排水自动化监控系统的开发（No.20100819-2）”的继承和延续。本文主要针对目前我国矿井主排水设备自动化程度不高,主排水泵磨损故障频发、无法给出系统健康状况评价等问题而提出的。矿井主排水设备是煤矿安全排水的重要保障,其运行健康状态直接影响煤矿井下的安全生产。目前,我国大多数矿井的主排水设备自动化程度不高,主要依赖于人工操作完成井下排水任务。而且井下工况环境恶劣,矿井主排水设备输送流体介质复杂,其中含有大量物理和化学磨损因子,导致矿井主排水泵易出现叶轮磨损等故障,严重威胁井下排水工作的正常进行。物联网技术是目前各个行业研究的重点内容之一,我国也推出了大量的政策扶持物联网技术的推广和应用。煤矿作为我国能源的支柱行业也顺时而动,大范围的应用了物联网技术解决煤矿安全生产等问题。因此,应用物联网技术实现对矿井主排水设备的状态监测,发现早期矿井主排水泵机械磨损,对潜在的矿井主排水泵失效故障进行诊断、预警,并综合评定其剩余寿命,为设备的维修和更换提供合理建议,最大程度降低矿井主排水设备维修成本,提高煤矿井下排水系统的可靠性和安全性,对煤矿的安全生产有着至关重要的现实意义。本文深入分析了目前我国煤矿物联网的发展状况及研究动态,总结了我国煤矿物联网研究的最新成果,同时也指出了我国煤矿物联网存在的不足,即偏重于煤矿物联网的“网络层”的研究,忽略煤矿井下实际生产情况,导致物联网“感知层”和“应用层”的研究发展缓慢。基于上述情况,本文提出了我国煤矿物联网当下发展的重点应在全面感知设备状态的基础上,将现有煤矿井下有线环网与无线网络结合做到数据可靠传输,深入挖掘全矿山人员、设备、环境等大数据信息,实现煤矿的安全生产和效益最优化。基于上述思想,本文根据煤矿井下主排水设备排水工艺流程,设计了基于PLC的矿井主排水自动控制系统,并根据矿井主排水设备故障特征,布置了矿井主排水设备状态监测传感器,设计了物联网“感知层”;在井下以太环网的架构上设计了基于OPC的物联网数据共享机制,实现现场数据可靠传输;设计了基于LabVIEW和MATLAB的上位机应用软件,搭建物联网“应用层”平台,实现全面感知矿井主排水设备运行状态信息,为后续的矿井主排水设备寿命管理打下基础。提出了基于离心泵特性曲线的矿井主排水泵寿命评价指标,应用自回归滑动平均模型（ARMA）,实现矿井主排水泵剩余寿命评估,并给出了基于离心泵数学模型的仿真分析结果,验证了算法的可行性。研究了基于振动信号和电信号多数据参量的矿井主排水泵故障诊断方法,提出了基于局部均值分解（LMD）的矿井主排水泵叶轮磨损振动信号特征量提取方法。同时应用派克变换电流平方模频谱解决了矿井主排水泵叶轮磨损电流信号特征量被基波淹没问题。结合振动和电流信号故障特征数学模型给出了仿真分析,验证LMD算法和派克变换可以有效提取矿井主排水泵故障特征量,实现矿井主排水泵故障诊断。设计了基于双循环测量隔离管路的矿井主排水设备加速寿命试验平台,为在实验室进行矿井主排水泵实物故障仿真试验打下基础。并提出了双循环的管路结构,解决了试验平台管路堵塞和传感器磨损等问题。在试验平台上,对离心泵进行了人工叶轮磨损破坏试验,测定了其振动、电流和特性曲线等试验数据,并应用算法进行了分析。试验结果表明:LMD算法可以有效提取叶轮磨损振动信号故障特征量,实现矿井主排水泵故障诊断。电信号经过派克变换可以解决基波淹没问题,应用频段能量计算规则可以有效诊断矿井主排水泵叶轮磨损故障。
二、煤矿井下主排水泵计算机监控系统设计（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、煤矿井下主排水泵计算机监控系统设计（论文提纲范文）
（1）布尔台矿三盘区42煤采区排水系统自动化改造（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景与意义 |
| 1.2 国内外排水系统研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 课题研究主要内容 |
| 1.4 论文结构 |
| 1.5 本章小结 |
| 2 排水系统自动化改造方案设计 |
| 2.1 布尔台矿水文地质状况与排水需求分析 |
| 2.1.1 布尔台矿水文地质状况分析 |
| 2.1.2 布尔台矿三盘区4~2煤采区排水需求分析 |
| 2.2 排水系统自动化改造方案 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 水泵选型和管路设计 |
| 3.1 改造设计依据 |
| 3.2 水泵选型 |
| 3.3 方案分析与选型计算 |
| 3.4 管路设计 |
| 3.4.1 排水管路壁厚的计算 |
| 3.4.2 排水能力的核验及电耗计算 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 井下排水系统监控主站硬件设计 |
| 4.1 监控主站硬件组成 |
| 4.2 PLC控制器及输入\输出模块 |
| 4.3 传感器选型 |
| 4.3.1 液位传感器选型 |
| 4.3.2 压力传感器选型 |
| 4.3.3 真空度及流量传感器选型 |
| 4.4 监控平台选型 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 排水系统软件设计 |
| 5.1 自动控制模式与排水策略优化 |
| 5.1.1 模块划分 |
| 5.1.2 PLC I/O地址分配 |
| 5.1.3 排水模型 |
| 5.1.4 排水策略分析 |
| 5.2 监控系统软件设计 |
| 5.2.1 监控系统软件总体设计 |
| 5.2.2 软件结构 |
| 5.2.3 数据通信设计 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 监控系统调试及功能验证 |
| 6.1 监控系统调试 |
| 6.1.1 调试方法 |
| 6.1.2 调试存在问题与解决方案 |
| 6.2 功能验证 |
| 6.2.1 工作模式操作控制功能 |
| 6.2.3 系统自动控制与监测功能 |
| 6.3 功能验证与试运行结果 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（2）矿井主排水泵启动特性及集成化监测的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源与名称 |
| 1.2 论文选题背景 |
| 1.3 排水系统结构方式使用情况及研究现状 |
| 1.3.1 吸入式排水 |
| 1.3.2 压入式排水 |
| 1.4 矿井排水系统启动控制及监测国内外研究现状 |
| 1.5 本研究的主要工作和论文的主要内容 |
| 1.6 本章小结 |
| 第2章 排水系统启动特性仿真研究 |
| 2.1 Flowmaster软件介绍 |
| 2.2 排水系统模型建立及参量设定 |
| 2.2.1 排水系统模型建立 |
| 2.2.2 水泵参量设定 |
| 2.2.3 管道及阀门参量设定 |
| 2.2.4 水源参量设定 |
| 2.3 模拟过程参数设定 |
| 2.3.1 吸入式排水系统 |
| 2.3.2 正压给水排水系统 |
| 2.4 仿真分析 |
| 2.4.1 负压吸水排水泵启动特性 |
| 2.4.2 正压给水排水泵启动特性 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 正压给水排水系统平台搭建与监测系统 |
| 3.1 排水设备介绍与选型 |
| 3.1.1 离心泵 |
| 3.1.2 潜水泵 |
| 3.2 软启动器介绍与选型 |
| 3.3 传感器设备介绍与选型 |
| 3.3.1 压力传感变送器 |
| 3.3.2 流量传感变送器 |
| 3.3.3 电流变送器 |
| 3.3.4 电压变送器 |
| 3.4 虚拟仪器的介绍 |
| 3.4.1 虚拟仪器的基本信息 |
| 3.4.2 虚拟仪器的结构 |
| 3.5 LabVIEW排水系统监测平台搭建 |
| 3.5.1 用户登录 |
| 3.5.2 功能选择 |
| 3.5.3 数据采集模块 |
| 3.5.4 数据显示与存储模块 |
| 3.5.5 数据查询模块 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 正压给水式排水系统启动特性监测实验研究 |
| 4.1 系统组成 |
| 4.2 潜水泵启动参数设置 |
| 4.2.1 潜水泵与主泵高度差的确定 |
| 4.2.2 潜水泵启动方式的设定 |
| 4.2.3 主泵启动时间点的设定 |
| 4.3 软启动器初始参数设置 |
| 4.3.1 电机负载转矩的确定 |
| 4.3.2 软启动器初始电压的设定 |
| 4.3.3 启动时间和启动方式的确定 |
| 4.3.4 基于软启动器的排水泵启动特性 |
| 4.4 主泵阀门操作参数设置 |
| 4.4.1 阀门开启时间点的确定 |
| 4.4.2 不同开阀速度下主排水泵启动特性 |
| 4.4.3 阀门最终开度的设置 |
| 4.5 基于软启动器的主排水泵启动方案设定 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 论文总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（3）矿井多水仓智能化排水监测监控系统的开发与应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第二章 矿井多水仓智能化排水监测监控系统总体设计 |
| 2.1 总体设计概述 |
| 2.2 井下多水仓排水系统基本概况 |
| 2.2.1 井下多水仓排水系统分布概况 |
| 2.2.2 井下多水仓排水系统硬件配置 |
| 2.2.3 井下多水仓排水系统工作原理 |
| 2.3 总体设计方案 |
| 2.3.1 矿井多水仓排水控制系统硬件布局 |
| 2.3.2 矿井多水仓排水控制系统设计内容 |
| 2.3.3 矿井多水仓排水控制系统管路改造方案 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 矿井多水仓智能化排水监测监控系统的控制策略 |
| 3.1 基于电流的离心泵正常启动的诊断策略 |
| 3.2 基于多点液位和运行时间的排水机组的智能管控策略 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 矿井多水仓智能化排水监测监控系统硬件设计 |
| 4.1 监测量的整体规划设计 |
| 4.1.1 监测量的总体规划 |
| 4.1.2 监测位置的选定 |
| 4.1.3 传感器的选取 |
| 4.2 井下监控装置的硬件设计 |
| 4.2.1 装置外壳设计 |
| 4.2.2 内部设备布局 |
| 4.2.3 内部CPU及外围设备选型 |
| 4.2.4 内外部电气设计 |
| 4.3 通讯系统硬件设计 |
| 4.3.1 现场总线通讯网络的硬件设计 |
| 4.3.2 远程通讯网络的硬件设计 |
| 4.4 地面监控装置硬件设计 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 矿井多水仓智能化排水监测监控系统软件设计 |
| 5.1 智能化排水监测监控系统软件总体设计 |
| 5.1.1 系统软件程序开发平台 |
| 5.1.2 系统功能的总体设计 |
| 5.2 智能化排水监测监控系统下位机软件设计 |
| 5.2.1 主程序设计 |
| 5.2.2 数据处理子程序设计 |
| 5.2.3 轮换时间子程序设计 |
| 5.2.4 掉电保持子程序设计 |
| 5.2.5 故障报警子程序设计 |
| 5.2.6 逻辑控制子程序设计 |
| 5.2.7 故障保护子程序 |
| 5.2.8 人机交互程序 |
| 5.3 智能化排水监测监控系统通讯程序设计 |
| 5.3.1 MODBUS通讯程序设计 |
| 5.3.2 MPI通讯程序设计 |
| 5.3.3 TCP/IP通讯程序设计 |
| 5.3.4 OPC通讯程序设计 |
| 5.4 智能化排水监测监控系统上位机软件设计 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 实验室调试与现场应用 |
| 6.1 系统关键设备实验室调试 |
| 6.1.1 MODBUS传感器通讯稳定性测试 |
| 6.1.2 总线型闸阀控制器通讯稳定性测试 |
| 6.2 系统程序实验室调试 |
| 6.2.1 下位机程序调试 |
| 6.2.2 通讯程序调试 |
| 6.2.3 上位机程序调试 |
| 6.3 现场安装及工业运行测试 |
| 6.3.1 井下监控设备布线 |
| 6.3.2 井下监控设备安装 |
| 6.3.3 地面监控设备安装 |
| 6.3.4 现场调试与应用 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 研究结论 |
| 7.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（4）基于前置泵正压给水的矿井排水控制系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 矿井排水方式研究现状 |
| 1.2.2 自动化控制研究现状 |
| 1.2.3 优化控制策略研究现状 |
| 1.3 排水系统存的问题 |
| 1.4 本课题主要内容及技术路线 |
| 1.4.1 主要内容 |
| 1.4.2 技术路线图 |
| 1.5 本章小结 |
| 第2章 控制系统总体设计 |
| 2.1 常见引水方式介绍 |
| 2.1.1 压力管引水 |
| 2.1.2 真空泵引水 |
| 2.1.3 射流泵引水 |
| 2.2 前置泵正压给水系统组成 |
| 2.2.1 系统工作原理 |
| 2.2.2 汽蚀现象 |
| 2.3 控制系统主要功能 |
| 2.4 泵房联合运行 |
| 2.5 泵房顶置布置 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 正压给水控制系统策略研究 |
| 3.1 水位模糊控制器设计与仿真 |
| 3.1.1 模糊控制理论 |
| 3.1.2 模糊控制器设计 |
| 3.1.3 仿真结果及分析 |
| 3.2 动态规划算法的排水控制策略 |
| 3.2.1 动态规划法原理 |
| 3.2.2 建立数学模型 |
| 3.2.3 动态规划算法求解 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 正压控制系统硬件设计 |
| 4.1 系统控制层次 |
| 4.2 PLC控制柜设计 |
| 4.2.1 系统硬件结构组成 |
| 4.2.2 PLC模块的介绍与选型 |
| 4.2.3 输入输出地址分配 |
| 4.3 其他设备选型 |
| 4.3.1 前置泵选型 |
| 4.3.2 电动闸阀选型 |
| 4.3.3 传感器选型 |
| 4.3.4 就地操作箱的设计 |
| 4.4 PLC控制箱接线图 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 正压控制系统软件设计 |
| 5.1 硬件组态 |
| 5.2 PLC控制系统子程序的实现 |
| 5.2.1 控制方案选择 |
| 5.2.2 水泵一键启停 |
| 5.2.3 模糊控制策略 |
| 5.2.4 自动轮换原则 |
| 5.2.5 泵房智能切换 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 系统上位机设计和实现 |
| 6.1 iFIX组态软件简介 |
| 6.2 iFIX与 PLC的通讯 |
| 6.2.1 PLC与 OPC服务器的连接 |
| 6.2.2 iFIX与 OPC服务器的连接 |
| 6.3 上位机监控界面 |
| 6.3.1 登陆画面 |
| 6.3.2 主监控画面 |
| 6.3.3 报警记录画面 |
| 6.3.4 历史数据查询 |
| 6.3.5 系统参数设置 |
| 6.3.6 水情预警界面 |
| 6.4 井下试验 |
| 6.4.1 水泵启动时间 |
| 6.4.2 水位变化趋势 |
| 6.5 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 Ⅰ |
| 附录 Ⅱ |
| 作者简介 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和科研成果 |
（5）曹家滩矿井主排水自动化控制系统的研究与应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景及研究意义 |
| 1.2 国内外研究动态及发展趋势 |
| 1.2.1 井下排水自动控制系统 |
| 1.2.2 井下排水自动控制策略 |
| 1.2.3 井下排水自动故障诊断技术 |
| 1.3 研究内容与技术路线 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 2 煤矿井下排水装置设计与运行 |
| 2.1 矿井概况与设计依据 |
| 2.2 排水装置设计与选择 |
| 2.2.1 排水系统的选择 |
| 2.2.2 水泵选择 |
| 2.2.3 管路趟数和管路布置 |
| 2.2.4 管径与管材选择 |
| 2.2.5 水泵扬程与管路特性 |
| 2.2.6 工况点确定与电机选择 |
| 2.3 水泵启动与停止 |
| 2.3.1 水泵机组机械工况 |
| 2.3.2 启停过程中的水泵特性和管路特性 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 煤矿井下排水自动控制方案 |
| 3.1 煤矿井下排水自动控制设计原则与目标 |
| 3.1.1 煤矿自动控制系统设计原则 |
| 3.1.2 煤矿井下排水自动控制功能与目标 |
| 3.2 控制系统整体构建方案 |
| 3.2.1 控制系统方案构建 |
| 3.2.2 系统状态参数监测 |
| 3.3 水泵调度策略与模型 |
| 3.3.1 水泵调度的“避峰就谷”模型 |
| 3.3.2 基于动态规划的水泵调度优化模型 |
| 3.4 自动控制模式与水泵启停轮换策略 |
| 3.4.1 控制模式与水泵启停过程控制 |
| 3.4.2 工作水泵和管路轮换策略 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 井下排水自动控制系统硬件平台 |
| 4.1 井下排水自动控制系统硬件平台构建方案 |
| 4.2 排水系统控制单元选择 |
| 4.3 排水系统监测的采集 |
| 4.3.1 液位传感器与液位开关 |
| 4.3.2 流量传感器 |
| 4.3.3 压力传感器 |
| 4.4 排水系统阀门电动执行机构 |
| 4.5 排水控制系统主要硬件设备互联方案 |
| 4.5.1 信号采集设备、显示控制箱和监控分站的互联 |
| 4.5.2 执行机构与监控分站的互联 |
| 4.5.3 操作台与控制单元的互联 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 排水自动控制系统软件开发 |
| 5.1 软件开发平台 |
| 5.1.1 组态软件的概念与特点 |
| 5.1.2 iFIX组态软件简介 |
| 5.1.3 iFIX基本结构和工作原理 |
| 5.2 上位机监控软件结构与功能 |
| 5.2.1 监控软件结构 |
| 5.2.2 软件功能与实现 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（6）寸草塔二矿供排水监控系统设计及应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景及意义 |
| 1.1.1 课题研究的背景 |
| 1.1.2 课题研究的意义 |
| 1.2 寸草塔二矿供排水系统简介 |
| 1.2.1 供水系统 |
| 1.2.2 排水系统 |
| 1.3 国内外研究的现状 |
| 1.3.1 矿井供排水现状分析与研究热点 |
| 1.4 本文主要研究内容及章节安排 |
| 1.4.1 本文主要研究内容 |
| 1.4.2 章节安排 |
| 2 矿井供排水监控系统设计与系统结构 |
| 2.1 监控系统设计 |
| 2.1.1 监控系统设计目标 |
| 2.1.2 开发方案比较与选择 |
| 2.1.3 系统环境与开发工具 |
| 2.2 系统总体构架 |
| 2.3 实施方案 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 寸草塔二矿供排水系统优化策略 |
| 3.1 优化供排水系统结构 |
| 3.1.1 矿井水处理工艺流程 |
| 3.1.2 矿井供排水系统结构设计 |
| 3.2 供排水设备系统设计 |
| 3.2.1 潜水泵系统设计 |
| 3.2.2 离心泵系统设计 |
| 3.2.3 水位控制器选型 |
| 3.3 基于“避峰就谷”模型的优化策略 |
| 3.3.1 优化设计思路 |
| 3.3.2 避峰就谷化调度策略 |
| 3.4 小结 |
| 4 基于PLC的井下排水控制系统的设计 |
| 4.1 网络传输系统 |
| 4.1.1 监控系统的网络结构设计 |
| 4.1.2 系统通讯协议 |
| 4.2 PLC程序设计 |
| 4.2.1 数据采集与地址匹配 |
| 4.2.2 PLC编程控制 |
| 4.3 WinCC组态程序设计 |
| 4.4 小结 |
| 5 数据采集与数据分析 |
| 5.1 数据采集系统 |
| 5.1.1 数据采集系统的基本理论 |
| 5.1.2 数据采集系统设计 |
| 5.1.3 数据存储与显示 |
| 5.2 实时数据库的建立 |
| 5.2.1 实时数据库的体系结构 |
| 5.2.2 实时数据库表的数据结构 |
| 5.3 数据分析处理 |
| 5.3.1 数据处理软件介绍 |
| 5.3.2 数据处理过程 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 供排水监控系统应用研究 |
| 6.1 供排水监控系统的应用 |
| 6.2 供排水监控系统的价值 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 全文工作总结 |
| 7.2 未来工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（7）煤矿井下主排水泵控制系统研究（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 设计总则 |
| 2 水仓水位检测和“避峰填谷”的实现 |
| 3 排水管路和水泵的轮换子系统实现 |
| 4 水泵控制方式的选择 |
| 5 保护功能和故障检测的实现 |
| 6 结语 |
（8）煤矿综合监控系统的设计与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国内研究现状 |
| 1.2.2 国外研究现状 |
| 1.3 国内煤矿监控系统存在的主要问题 |
| 1.4 论文研究的主要内容 |
| 2 煤矿综合监控系统设计方案 |
| 2.1 煤矿综合监控系统总体架构分析 |
| 2.2 煤矿综合监控系统网络拓扑结构分析 |
| 2.3 煤矿综合监控系统网络协议 |
| 2.3.1 工业以太网技术 |
| 2.3.2 以太网通信协议 |
| 2.3.3 CAN总线通信协议 |
| 2.4 煤矿综合监控系统网络平台设计与要求 |
| 2.4.1 网络模式 |
| 2.4.2 网络功能 |
| 2.4.3 网络结构及节点布置 |
| 2.4.4 工业以太环网建设的原则 |
| 2.5 煤矿综合监控子系统的组成和接入 |
| 2.5.1 子系统的组成 |
| 2.5.2 子系统接入概述 |
| 2.5.3 煤矿子系统的接入及功能要求 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 煤矿综合监控系统软件设计 |
| 3.1 软件配置 |
| 3.1.1 SCADA系统描述 |
| 3.1.2 SCADA监控平台软件具体配置 |
| 3.2 软件设计流程 |
| 3.2.1 创建Agent |
| 3.2.2 安装驱动并配置Agent |
| 3.2.3 创建工程及图形窗体 |
| 3.3 软件功能 |
| 3.3.1 监控画面显示方式及内容 |
| 3.3.2 控制功能 |
| 3.3.3 报警功能 |
| 3.3.4 历史数据查询 |
| 3.3.5 过程信息统计分析功能 |
| 3.3.6 安全基础信息系统 |
| 3.3.7 网络发布功能 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 煤矿综合监控系统在刘湾煤矿中的实现 |
| 4.1 空压机监控系统 |
| 4.1.1 控制系统结构设计 |
| 4.1.2 控制系统主要功能 |
| 4.1.3 控制系统软件设计和功能 |
| 4.1.4 控制系统主要特点 |
| 4.2 主通风机监控系统 |
| 4.2.1 硬件设计 |
| 4.2.2 通风机监测控制系统设计 |
| 4.2.3 通信网络的实现 |
| 4.3 工业场地生活污水处理集中控制系统 |
| 4.4 矿井水处理系统 |
| 4.5 井下带式输送机控制系统 |
| 4.6 矿井提升系统 |
| 4.7 架空乘人系统 |
| 4.8 调度中心及机房 |
| 4.9 结果 |
| 4.10 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 研究不足及展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和科研成果 |
（10）基于物联网的矿井主排水设备状态监测及寿命管理系统的开发（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景和意义 |
| 1.2 煤矿物联网研究概况 |
| 1.2.1 国外煤矿物联网发展现状 |
| 1.2.2 国内煤矿物联网发展现状 |
| 1.3 本文研究目标及主要研究内容 |
| 第二章 基于物联网数据共享的矿井主排水状态监测系统设计 |
| 2.1 矿井主排水系统组成 |
| 2.1.1 矿井主排水系统 |
| 2.1.2 矿井主排水自动化控制系统改造方案 |
| 2.2 矿井主排水设备常见故障及特征参量确定 |
| 2.2.1 矿井主排水设备常见故障 |
| 2.2.2 矿井主排水设备故障特征参量 |
| 2.3 基于物联网的状态监测系统设计 |
| 2.3.1 基于物联网的矿井主排水设备状态监测系统功能 |
| 2.3.2 状态监测系统总体结构设计 |
| 2.3.3 物联网感知层设计 |
| 2.3.4 物联网网络层设计 |
| 2.3.5 物联网应用层设计 |
| 2.4 本章小节 |
| 第三章 基于ARMA模型的矿井主排水泵寿命预测研究 |
| 3.1 PHM概述 |
| 3.1.1 PHM定义 |
| 3.1.2 PHM技术框架 |
| 3.1.3 矿井主排水设备PHM系统体系结构 |
| 3.2 矿井主排水泵基本结构 |
| 3.2.1 矿井主排水泵基本结构 |
| 3.2.2 矿井主排水泵特性曲线 |
| 3.2.3 矿井主排水泵寿命预测指标 |
| 3.3 基于ARMA模型的矿井主排水泵寿命预测 |
| 3.3.1 ARMA模型时间序列分析方法概述 |
| 3.3.2 基于ARMA的矿井主排水泵寿命预测模型 |
| 3.4 仿真分析 |
| 3.4.1 矿井主排水泵特性曲线建模 |
| 3.4.2 矿井主排水泵剩余寿命预测仿真分析 |
| 3.5 本章小节 |
| 第四章 基于多信号融合的矿井主排水泵故障诊断研究 |
| 4.1 矿井主排水泵叶轮故障及特征量选取 |
| 4.1.1 矿井主排水泵叶轮磨损机理分析 |
| 4.1.2 矿井主排水泵叶轮磨损故障特征参量 |
| 4.2 基于LMD分解的叶轮磨损振动信号特征量提取方法 |
| 4.2.1 LMD分解基本原理 |
| 4.2.2 LMD在矿井主排水泵叶轮磨损故障中的应用 |
| 4.2.3 仿真分析 |
| 4.3 基于定子电流模平方的叶轮磨损故障诊断研究 |
| 4.3.1 矿井主排水泵叶轮磨损电流信号分析 |
| 4.3.2 派克变换和电流模平方信号模型 |
| 4.4 本章小节 |
| 第五章 矿井主排水泵加速寿命试验平台研制 |
| 5.1 矿井主排水泵加速寿命试验原理 |
| 5.1.1 加速寿命可行性理论分析 |
| 5.1.2 磨损因子材料选型 |
| 5.2 加速寿命试验平台管路结构设计 |
| 5.2.1 矿井主排水泵特性曲线测量原理 |
| 5.2.2 基于双循环测量隔离管路结构设计 |
| 5.3 试验平台监测监控系统设计 |
| 5.3.1 监测监控系统整体架构 |
| 5.3.2 传感器选型与布局 |
| 5.3.3 监测监控系统硬件设计 |
| 5.3.4 监测监控系统软件设计 |
| 5.4 加速寿命试验平台试验流程 |
| 5.4.1 离心泵初始性能测定 |
| 5.4.2 加速寿命试验 |
| 5.5 本章小节 |
| 第六章 试验及结果分析 |
| 6.1 矿井主排水泵健康状态参数测量 |
| 6.1.1 离心泵及电机型号 |
| 6.1.2 健康状态下离心泵振动信号分析 |
| 6.1.3 健康状态下离心泵电流信号分析 |
| 6.2 矿井主排水泵人工故障叶轮制备 |
| 6.3 叶轮磨损振动信号试验结果分析 |
| 6.4 叶轮磨损电流信号试验结果分析 |
| 6.5 本章小节 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 研究结论 |
| 7.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者在攻读硕士学位期间的研究成果 |
四、煤矿井下主排水泵计算机监控系统设计（论文参考文献）
- [1]布尔台矿三盘区42煤采区排水系统自动化改造[D]. 蒋林志. 西安科技大学, 2020
- [2]矿井主排水泵启动特性及集成化监测的研究[D]. 左光宇. 河北工程大学, 2020(07)
- [3]矿井多水仓智能化排水监测监控系统的开发与应用[D]. 戎思阳. 太原理工大学, 2020(07)
- [4]基于前置泵正压给水的矿井排水控制系统研究[D]. 张朋飞. 河北工程大学, 2020(02)
- [5]曹家滩矿井主排水自动化控制系统的研究与应用[D]. 刘江斌. 西安科技大学, 2019(01)
- [6]寸草塔二矿供排水监控系统设计及应用研究[D]. 李伟. 西安科技大学, 2018(01)
- [7]煤矿井下主排水泵控制系统研究[J]. 江映华. 能源与环保, 2018(09)
- [8]煤矿综合监控系统的设计与实现[D]. 付保英. 南京理工大学, 2017(06)
- [9]浅析煤矿井下排水系统节能技术[J]. 袁子辰. 民营科技, 2016(06)
- [10]基于物联网的矿井主排水设备状态监测及寿命管理系统的开发[D]. 姚宇. 太原理工大学, 2016(08)