煤礦粉塵監(jiān)控系統(tǒng)的研制.pdf

1、煤礦粉塵是煤礦安全生產(chǎn)的重大災(zāi)害之一，不但易發(fā)生爆炸，長期吸入還會(huì)導(dǎo)致塵肺病。塵肺病已成為我國頭號職業(yè)病。近些年來，國內(nèi)煤礦粉塵監(jiān)控方面的研究雖快速發(fā)展,但也存在許多問題，既不能準(zhǔn)確反映煤礦井下粉塵的污染狀況，同時(shí)由于采用人工控制也造成了人力及物力的極大浪費(fèi)。煤炭行業(yè)迫切需要一種集中化、智能化、高可靠性的監(jiān)控系統(tǒng)。
　　 本文全面地考慮了粉塵濃度監(jiān)控系統(tǒng)工作環(huán)境的特殊性以及單片機(jī)和前端探頭的工作特性，提出了以ATmega16為核

2、心的粉塵濃度監(jiān)控的設(shè)計(jì)方案。一方面，利用粉塵濃度傳感器對井下環(huán)境中的粉塵濃度進(jìn)行采樣，測定數(shù)據(jù)就地顯示，并輸出與煤礦粉塵監(jiān)控系統(tǒng)相適應(yīng)的頻率信號，送入AVR單片機(jī)進(jìn)行處理計(jì)算，作出超限判斷及是否打開噴水閥判斷；另外一方面，將下位機(jī)信號通過通信網(wǎng)絡(luò)送入上位機(jī)，傳輸至上位機(jī)后，用VB軟件編程對多組數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，直觀顯示，產(chǎn)生報(bào)表，最終完成粉塵濃度監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
　　 該方案集數(shù)據(jù)采集、分析處理、控制、顯示、報(bào)警及數(shù)據(jù)通信于一體，可

3、以保證系統(tǒng)能高效、穩(wěn)定的實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的所有要求。按照設(shè)計(jì)要求實(shí)現(xiàn)了信號的采集和判定、處理，控制相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu),提供必要的聲光報(bào)警，同時(shí)將所有數(shù)據(jù)集中顯示并上傳至上位機(jī)。
　　 論文分別從硬件、軟件以及上位機(jī)三個(gè)方面進(jìn)行了論述。論文主要做了如下工作。
　　 硬件方面：提出了一種性能優(yōu)良、成本較為低廉的煤礦粉塵監(jiān)控系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)方案；設(shè)計(jì)了ATMega16處理器與粉塵濃度傳感器、繼電器以及RS485等的接口電路；對RS485組網(wǎng)

4、作了較為詳細(xì)的介紹。
　　 軟件方面：完成了頻率信號采集及處理、串口通信等程序設(shè)計(jì)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理程序的調(diào)試，并給出了程序設(shè)計(jì)流程圖。
　　 上位機(jī)方面：設(shè)計(jì)開發(fā)了基于VB6.0 上位機(jī)操作系統(tǒng)。論文從實(shí)用以及美觀兩個(gè)面對人機(jī)交互界面作了設(shè)計(jì)；建立了系統(tǒng)后臺數(shù)據(jù)庫。
　　 論文來原于”十一五”國家科技支撐計(jì)劃<<全礦井?dāng)?shù)字化安全生產(chǎn)監(jiān)測監(jiān)控及重大災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)的研究>>項(xiàng)目(2007BA00168-1)的<<礦井瓦斯