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溜井放矿监控系统的研究

作　者: 张侠
导　师: 魏镜弢
学　校: 昆明理工大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 溜井单片机工业组态自动控制
分类号: TD76
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

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。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-9
第一章绪论  9-17
  1.1 引言  9
  1.2 溜井放矿系统的现状及研究动态  9-14
  1.3 课题的提出  14
  1.4 课题研究的主要内容  14
  1.5 课题的研究意义  14-15
  1.6 本章小结  15-17
第二章溜井放矿系统概述  17-29
  2.1 溜井系统的结构  17-22
    2.1.1 溜井结构  17-20
    2.1.2 溜井的结构参数  20-22
  2.2 溜井放矿系统的分类  22
  2.3 溜井放矿系统的组成  22-23
  2.4 溜井放矿系统的故障及处理  23-25
    2.4.1 溜井堵塞的部位  23-24
    2.4.2 影响和造成溜井堵塞的主要原因  24
    2.4.3 溜井堵塞的防止和处理  24-25
    2.4.4 溜井跑矿的原因及预防  25
  2.5 振动放矿  25-28
    2.5.1 振动放矿概述  25-26
    2.5.2 振动放矿机的原理及放矿过程  26-28
  2.6 本章小结  28-29
第三章溜井放矿监控系统的总体设计  29-35
  3.1 溜井放矿监控系统的工作过程要求  29-31
    3.1.1 矿车的控制要求  29-30
    3.1.2 故障预警控制要求  30-31
  3.2 溜井放矿监控系统的基本要求  31
  3.3 溜井放矿系统的工艺流程  31-32
  3.4 系统的总体构成  32-33
  3.5 本章小结  33-35
第四章溜井放矿监控系统的硬件设计  35-51
  4.1 溜井放矿监控系统硬件设计的构成  35
  4.2 单片机的概述和发展  35-38
    4.2.1 单片机技术概述  35-36
    4.2.2 单片机技术的发展  36-38
    4.2.3 单片机控制的特点  38
  4.3 压力传感器的原理及选型  38-39
  4.4 光电传感器的原理及选型  39-40
  4.5 A/D转换器的原理及选型  40-41
  4.6 系统的硬件设计  41-50
    4.6.1 硬件设计原则  41-42
    4.6.2 单片机的选用  42-44
    4.6.3 系统的时钟电路  44-45
    4.6.4 系统的复位电路设计  45
    4.6.5 光电开关接口  45-46
    4.6.6 A/D转换接口  46-47
    4.6.7 串行通信接口  47-49
    4.6.8 在线编程接口  49-50
  4.7 本章小结  50-51
第五章溜井放矿监控系统的软件设计  51-61
  5.1 监控系统应用软件主要功能模块  51
  5.2 单片机控制系统软件  51-53
    5.2.1 单片机主程序  51-52
    5.2.2 压力信号控制子程序  52
    5.2.3 放矿闸门控制程序  52-53
    5.2.4 数据通信程序  53
  5.3 工业组态  53-55
    5.3.1 工业组态概述  53-54
    5.3.2 组态软件的选用  54
    5.3.3 组态王简介  54-55
  5.4 基于组态王的上位机监控系统应用软件设计  55-59
    5.4.1 组态王应用软件开发简述  55-56
    5.4.2 人机界面设计  56-57
    5.4.3 组态王变量设置  57-58
    5.4.4 组态王与单片机的通信  58-59
  5.5 本章小结  59-61
第六章结论与展望  61-65
  6.1 结论  61
  6.2 展望  61-65
    6.2.1 组态软件将更具有开放性和网络功能  61-62
    6.2.2 矿山企业的发展方向  62
    6.2.3 进一步研究方向  62-65
致谢  65-67
参考文献  67-70
附录A (攻读学位期间发表论文目录)  70

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