矿井提升机关键运行信息远程监测系统研究

摘要

矿井提升机作为煤炭综采工作中重要的一环，不仅担负着煤炭开采资源的外输任务，还是矿井内外人员和物资互通的关键通道，但其恶劣工作环境导致工作部件易发生故障，严重时威胁煤矿的安全生产，因此对提升机工况进行监测以及时发现其故障隐患显得尤为重要。目前针对提升机运行工况的远程监测研究发展比较缓慢，实际监测效果带给提升机故障发生情况的改善难以与提升机在煤矿安全生产中的重要地位相匹配，其具有较大深入空间。
　　本文通过对提升机基本结构、工作原理和运行故障深入分析，详细剖析提升机在运行过程中各系统工作过程和安全运行的具体要求，进一步分析常见故障间的关系，遴选出能够表现提升机运行状态的采集参量。针对网络传输稳定性导致数据传输能力受限的问题和地域局限性导致管理人员查看不便捷的问题，根据工况下矿井提升机运行状态特点，分别阐述了基于GPRS和Web的远程监测的理论研究和实际应用的意义，提出基于“终端采集+无线传输+Web发布”的提升机运行状态远程监测模式，通过将GPRS网络技术和Web页面技术引入与结合运用构建了提升机运行状态终端采集与远程监测一体化实用系统。
　　本文以C8051F单片机和GPRS为基础对监测系统软硬件结合设计，提取电流、压力、温度等运行信息作为系统采集参数，硬件部分完成设备选型和平台搭建，软件部分完成GPRS数据接收软件和Web远程监测平台的开发及数据库的设计。整合实验室现有资源搭建提升机监测平台，将实时采集数据按预定格式打包通过GPRS模块发送至网络中心，利用开发软件接收数据并存入网络中心服务器，并通过Web发布监测信息。开发的远程监测平台完成提升机关键运行信息数据的接收、处理和显示等功能。
　　本课题将远程监测与现代通信技术相结合，搭建了一套基础性的基于单片机和无线网络的提升机关键运行信息远程监测系统，并进行实验论证和系统测试。试验表明，该系统可实现提升机远程监测系统的功能要求，且系统运行稳定可靠，达到了预设目标，对不同领域的实体应用具有广阔的前景和重要的实际意义。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．2 研究目的和意义

1．3 国内外研究动态

1．4 研究内容

1．5 小结

第二章 提升机工作原理与运行故障分析

2．1 引言

2．2 提升机基本构成与工作原理

2．2．1 基本结构

2．2．2 工作原理

2．3 运行过程分析

2．4 故障机理分析

2．5 小结

第三章 系统总体设计

3．1 引言

3．2 系统设计目标

3．3 系统组成设计

3．4 系统功能设计

3．5 运行信息监测方案

3．5．1 运行信息遴选

3．5．2 运行信息采集方案

3．5．3 运行信息传输方案

3．5．4 运行信息处理方案

3．5．5 运行信息显示方案

3．6 系统开发环境

3．6．1 系统下位机开发环境

3．6．2 系统上位机开发环境

3．7 系统开发关键技术

3．7．1 GPRS无线传输技术

3．7．2 ASP页面开发技术

3．7．3 数据库SQL Server 2008

3．8 小结

第四章 系统硬件设计

4．1 引言

4．2 监测系统硬件总构架

4．3 信息采集模块硬件设计

4．3．1 运行信息采集传感器选型

4．3．2 单片机及其附属电路设计

4．4 信息传输模块硬件配置

4．4．1 无线模块选型

4．4．2 无线数据传输模块初始化配置

4．5 远程监测平台硬件配置

4．6 小结

第五章 系统软件程序设计

5．1 引言

5．2 系统主程序设计

5．3 监测信息采集程序设计

5．3．1 信息采集模块程序

5．3．2 无线通信模块程序设计

5．4 远程接收软件设计

5．4．1 数据库设计

5．4．2 数据库访问

5．4．3 数据处理

5．5 Web监测平台设计

5．6 小结

第六章 系统试验与测试

6．1 引言

6．2 信息采集与传输系统试验

6．2．1 试验平台

6．2．2 试验内容

6．2．3 试验结果与分析

6．3 系统测试

6．3．1 测试目的

6．3．2 测试原则

6．3．3 测试内容

6．3．4 测试实例

6．4 小结

第七章 总结与展望

7．1 工作总结

7．2 主要结论

7．3 进一步工作展望

参考文献

致谢

作者在攻读硕士学位期间的研究成果