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基于FPGA的矿井安全监测系统开题报告

 2022-01-11 05:01  

全文总字数:2146字

1. 研究目的与意义及国内外研究现状

矿井瓦斯是矿井中主要由煤层气构成的以甲烷为主的有害气体。有时单独指甲烷(沼气)。它是在煤的生成和煤的变质过程中伴生的气体。在成煤的过程中生成的瓦斯是古代植物在堆积成煤的初期,纤维素和有机质经厌氧菌的作用分解而成。另外,在高温、高压的环境中,在成煤的同时,由于物理和化学作用,继续生成瓦斯。

近年来由于矿井下高温高压的影响,矿井事故频发,对井下员工的安全缺乏足够的保护,所以对于矿井瓦斯含量的实时监控就显得尤为重要。

国内外研究现状

coalminesafetymonitoringsystem)主要用来监测甲烷浓度、一氧化碳浓度、二氧化碳浓度、氧气浓度、硫化氢浓度、矿尘浓度、风速、风压、湿度、温度、馈电状态、风门状态、风筒状态、局部通风机开停、主要风机开停等,并实现甲烷超限声光报警、断电和甲烷风电闭锁控制等功能的系统。

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2. 研究的基本内容

通过各种传感器实时测量矿井中甲烷,一氧化碳,二氧化碳等气体的含量,然后将传感器连接到485/can接口传感器上,然后传输信号到fpga上,用fpga处理各种有毒气体的含量,如果含量超标,就用警报器报警。同时测量矿井下各电路的运行状态,电压互感器和电流互感器进行数据采集,用rs485进行数据传输,然后在a/d模块,fpga,sdram中进行数据处理,将处理好的数据转换为模拟数据送入继保设备的跳闸处理模块,然后完成故障处理,如果异常过大,用警报器通知矿井下的人员尽快离开。

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3. 实施方案、进度安排及预期效果

2017.11.30-2017.12.30进行调研,明确设计任务,完成任务书等工作。

2018.1.1-2018.1.20进行方案的论证、完成开题报告以及外语文献翻译。

2018.2.20-2018.3.20完成电路原理图,进行系统硬件的焊接、调试。

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4. 参考文献

  1. 陈放;仇润鹤;钱坤;吕朝;安朝辉.一种瓦斯浓度实时检测系统[P].31: CN202047867U ,2011-11-23.
  2. 李静;吴佳锋. 一种智能矿井安全系统[P]. 33: CN205135714U ,2016-04-06.
  3. 王跃豪;曹珍贯;刘骏;徐牧;聂然;张志强;贾文祥. 基于FPGA的矿井电网综合保护系统 [P]. 34: CN205647031U,2016-10-12.
  4. 张晓明;公茂法;郗忠梅;庄伟;刘小聪;柴龙庆;杨焱麟. 基于FPGA的矿井电网电流保护系统研究 [J]. 电力系统保护与控制 , 2010, 38(22): 200-205
  5. 王彬;, 周志刚;, 汤文兵. 基于FPGA的煤矿井下瓦斯监测系统的设计[J]. 工矿自动化, 2011, 88(3): 88-90

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