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安全监测监控课程设计

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计 算 与 说 明 页脚内容1 安全监测监控课程设计

1课程设计的要求与目的 1.1课程设计的目的 随着煤炭行业的发展，企业不断建设与改建大型矿井，矿井井底水抽放到地面上处理也越来越不容易。无论从资源利用，经济效益还是环境方面考虑煤矿的排水问题，对于矿井排水的二次利用是非常重要的。所以针对这一问题利用传感器技术、PLC控制技术、计算机视频监控技术，实现煤矿抽水的自动化，自动启动水泵进行抽水。当水位下降到安全值以下时，自动关闭水泵，实现水位和流量的实时监控。 设计矿井排水进行制浆是提高煤矿效益，安全生产，降低损失，保护环境的最好选择。

1.2课程设计的要求 设计一个矿井抽水系统，利用设计的传感器，控制器，执行器可以对输水管道的水流量进行实时检测监控并且能控制水流量为指定值，形成一个自动恒温控制系统，采用电动调节阀进行控制，将矿井井下水抽放到蓄水池，利用蓄水池的矿井水进行制浆，用于井下灭火和充填。 结合具体的煤矿相关标准按照《煤矿安全规程》主要排水设备应符合下列要求： （1）水泵。合理的选择水泵型号类型，必须有工作和备用检修的水泵。工作水泵应能在20 小时内排出矿井24 小时的正常涌水量。计 算 与 说 明 页脚内容2 备用水泵应具备大于工作水泵70%的排水能力。 （2）水管。必须有工作和备用的水管。工作水管的能力应能配合工作水泵在20小时内排出矿井的正常涌水量。工作和备用水管的总能力应能配合工作和备用水泵在20 小时内排出矿井24 小时内最大的涌水量。 （3）配电设备。应同工作及备用水泵相适应，并能够同时开动工作和备用水泵。 2系统结构设计 2.1控制方案 煤矿矿井抽水自动控制系统是根据煤矿矿井的实际情况，以使设备在无人干涉的情况下自动运行和自我诊断的一套系统。通过工业计算机的决策控制，对设备的运行状态、运行过程进行自动检测、自动控制，利用水位测量计，传感器采集，记录的相关数据传送到地面中枢电脑控制室对其进行分析，对照煤矿排水标准以及煤矿灌浆设计需求的供水排水量，将信息处理后通过对控制器传递模拟信号，进一步对执行器传递模拟信号来控制管道的输水情况。 设备列表如下： 计 算 与 说 明

页脚内容3 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 设备名称 水管 流量计 传感器 水泵 自动控阀门制 计算机控制主机 视主机频监控 液位计

作用及相互关系 连接水泵输送水 监测水流量反馈给主机 与管道连接监测，安装在井下 连接水管抽水 执行计算机传递信号控制水流 分析传感器信息 根据监控数据自动成像 连接管路监测水位

表1排水系统设备表 2.2系统结构 系统结构简图如下； 设计统主要在PCL监控机为工作核心在排水的过程中进行水泵，计 算 与 说 明 页脚内容4 管路流量的检测，压力检测，温度检测，真空度检测以及系统的电压检测，水位监测，工作状况检测监控。 系统由PLC（可编程逻辑控制器）、触摸屏、检测部分（模拟量和开关量采集）和执行部分等组成，其硬件结构如图1所示。

模拟量输入模块

数字量输出模块

真空泵球阀到位信号

声光报警1#高压柜综保单元RS 485

数字量输入模块

1#远程扩展模块数字量输入模块数字量输出模块真空泵控制模拟量输入模块

温度巡检仪

球阀到位信号闸阀到位信号就地控制命令

流量传感器

压力传感器负压传感器

球阀控制

电动闸阀控制

水泵高压柜控制

RS 485PROFIBUS-DP

触摸屏

声光报警

主CPU模块

4#远程扩展模块

水位传感器4#高压柜综保单元

图1排水控制系统图 井下排水系统一般采用离心式水泵，一些小型煤矿或浅水井临时排水系统也采用潜水泵。离心式水泵排水系统主要由离心式水泵、电动机、起动设备、仪表、管路及管路附件等组成。 计 算 与 说 明 页脚内容5 ①滤水器和底阀 滤水器安装在吸水管的下端，插入吸水井下面，不得低于O.5m 。其作用是防止井底沉积的煤泥和杂物吸入泵内，导致水泵被堵塞或被磨损。在滤水器内装有舌型底阀，其作用是使灌入水泵和吸水管中的引水，以及停泵后的存水不致漏掉。但是现在的排水系统中，为了提高排水效率，减小水泵腐蚀，一般不用底阀，而用射流泵或真空泵为水泵和吸水管注水。 ②闸阀 调节闸阀安装在靠近水泵排水管上方的排水管路上，位于逆止阀的下方。其功用为: ①调节水泵的流量和扬程； ②起动时将它完全关闭，以降低起动电流。 调节闸阀的优点是流动阻力和关闭压力较小，安装时无方向性，能够方便地来调节水泵的流量和扬程等。其缺点是密封面容易擦伤，检修较为困难，高度尺寸较大，在安装位置受到限制时，安装不便，结构较复杂，价格较高。 放水闸阀安装在调节闸阀上方的排水管路的放水管上，其作用为检修排水管路时放水用。 ③逆止阀 逆止阀安装在调节闸阀的上方，其作用是当水泵突然停止运转(如突然停电)时，或者在未关闭调节闸阀的情况下停泵时，能自动关闭，切断水流，使水泵不致受到水力冲击而遭到损坏。 计 算 与 说 明 页脚内容6 ④灌引水漏斗、放气栓和旁通管 灌引水漏斗是在水泵初次起动时，向水泵和吸水管中灌引水用。在向水泵和吸水管中灌引水时，要通过放气栓(又叫气嘴)将水泵和吸水管中的空气放掉。 当排水管中有存水时，也可通过旁通管向水泵和吸水管中灌引水，此时要将旁通管上的阀门打开。此外，还可通过旁通管，利用排水管中的压力水的反冲作用，冲掉积存于水泵流通部分和附着于滤水器上的杂物，但此时须通过连接在底阀上的铁丝或链条将底阀提起。 ⑤压力表和真空表 压力表安装在水泵的排水接管上，为检测排水管中水压大小用。常用的压力表为普通弹簧管压力表，根据其结构特征可分为径向无边、径向带边和轴向带边三种。表壳的公称直径有60mm,100mm,150mm,200mm和250mm五种。压力表所测出的压力叫做表压力或相对压力，它比绝对压力小1个大气压。 真空表安装在水泵的吸水接管上，为检测吸水管的真空度用。根据其结构特征也可分为径向无边、径向带边和轴向带边三种。表壳的公称直径和压力表一样，也分为60, 100, 150，和250mm五种。真空表测量范围为0--0.1 MPa(一个大气压)。

⑥射流泵或真空泵 离心式水泵在起动前必须将吸水管和泵腔内注满水才能进入运行状态，否则水泵转动时将无法吸水，形成“干烧”，严重影响水泵的使用寿命。在无底阀的排水系统中，水泵每次起动都要灌水，这一计 算 与 说 明 页脚内容7 工作由抽真空设备完成，一般使用射流泵或真空泵。如图1-2所示。它们的工作原理不同，但都能在系统中使水泵工作腔达到一定的真空度，保证系统正常工作。 3设备选型 3.1传感器

3.1.1液位传感器介绍 一、超声波液位传感器 超声波液位传感器是利用超声波在两种介质的分界面上的反射特性而制成的。如果从发射超声波脉冲开始，到接受到反射波为止的这个时间间隔为已知，就可以求出分界面的位置，利用这种方法可以对液位进行测量。根据发射和接受换能器的功能，传感器又可分为单换能器和双换能器。单换能器的传感器发射和接收超声波使用同一个换能器，而双换能器的传感器发射和接受各使用一个换能器。 下面就单换能器的超声波传感器加以介绍。 超声波发射和接收换能器可以安装在液面的上方，让超声波在空气中传播，如图2所示。

计 算 与 说 明

页脚内容8 2超声波液位计安装示意图 对于单换能器来说，超声波从发射器到液面，又从液面反射到换能器的时间为： 2htc （式3-1） 则 2cth （式3-2） 式中： h —换能器距液面的距离； c —超声波在介质中的传播速度。 从以上公式中可以看出，只要测得超声波脉冲从发射到接收的时间间隔，便可以求得待测的液位。 超声波液位传感器具有精度高和使用寿命长的特点，但若液体中有气泡或液面发生波动，便会产生较大的误差。在一般使用条件下，它的测量误差为0.1%，检测液位的范围为210～410m。 本设计中采用的是Yjsonic系列的超声波液位计，在测量中脉冲超声波由传感器（换能器）发出，声波经物体表面反射后被同一传感器接收，转换成电信号。并由声波的发射和接收之间的时间来计算传感器到被测物体的距离。 工作特点：采用SMD技术，提高仪器的可靠性，自动功率调整，增益控制、温度补偿。先进的检测技术，丰富的软件功能适应各种复杂环境。采用新型的波形计算技术，提高仪表的测量精度。具有干扰回波的抑制功能，保证测量数据的真实。16位D/A转换，提高电流输出的精度和分辨率。传感器采用四氟乙烯材料，可用于各种腐蚀性场合，多种输出方式：可编程继电器输出、高精度4～20mA电流输出、

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基于STM32和无线通信的水质在线监测系统设计

基于STM32和无线通信的水质在线监测系统设计

测控仪器设计课程设计（论文）设计（论文）题目：水质在线监测系统设计学院名称：核技术与自动化工程学院专业名称：测控技术与仪器学生姓名：版权方要求不公开学生学号：版权方要求不公开任课教师：版权方要求不公开论文成绩：2020年11月30日水质在线监测系统设计摘要随着科学技术的发展，人类的生活水平得到了前所未有的提高，与此同时，工业生产的大幅度增长所产生的工业废水流入河海湖泊严重影响了人类的用水安全。

所以在享受科技成果带来的方便之外治理污水就变的尤为重要。

而治理水污染的前提和管理水污染的重要措施就是对水质的各项指标进行实时监测和报告，从而能更加准确的判断污染程度和治理难度。

因此水质在线监测系统的研发具有十分重要的意义。

本文先进行了国内外调研，对前人所采用的技术和所取得的成果以及优缺点进行了分析，在此基础上来实现测量参数多、低经济成本、快速准确、现场稳定性高、精度高的需求，并对水质的PH值、浊度、溶氧率以及导电率进行实时监测。

基于设计要求以及对比分析，提出了水质在线监测系统的总体设计方案。

该多参数水质在线监测系统以STM32F103RCT6为核心元件，首先是采用数字和模拟传感器进行数据采集，通过转换电路将数据转换为单片机可处理的0~3.3V的电压信号，然后发送给STM32F103RCT6进行数据处理，最后用GSM进行数据通信，将采集到的数据发送到监测端。

关键字：水质在线监测；传感器；STM32F103RCT6；数据处理；无线通信Design of Water Quality Online MonitoringSystemAbstractWith the development of science and technology, the living standard of human beings has been improved unprecedentedly. At the same time, the industrial wastewater produced by the rapid growth of industrial production flows into rivers, seas and lakes, which seriously affect the safety of water use. Therefore, in addition to enjoying the convenience brought by scientific and technological achievements, it is particularly important to treat sewage. The premise of water pollution control and the important measure of water pollution management is to monitor and report the water quality indicators in real time, so as to judge the pollution degree and treatment difficulty more accurately. Therefore, the research and development of online water quality monitoring system is of great significance.In this paper, the domestic and foreign research was carried out, and the previous technology and achievements as well as advantages and disadvantages were analyzed. On this basis, the requirements of multiple measurement parameters, low economic cost, fast and accurate, high field stability and high precision were realized, and the pH value, turbidity, dissolved oxygen rate and conductivity of water were monitored in real time.Based on the design requirements and comparative analysis, the overall design scheme of online water quality monitoring system is proposed. STM32F103RCT6 is the core component of the multi parameter water quality on-line monitoring system. Firstly, digital and analog sensors are used for data acquisition, and then the data is converted into 0 ~ 3.3V voltage signal that can be processed by single chip microcomputer through conversion circuit, and then sent to STM32F103RCT6 for data processing. Finally, GSM is used for data communication, and the collected data is sent to the monitoring terminal.Keywords: on line water quality monitoring; sensor;STM32F103RCT6; data processing; wireless communication目录第一章调研 (1)1.1调研背景 (1)1.2国内外的研究现状及分析 (1)1.2.1国内现状及分析 (1)1.2.2 国外现状及分析 (3)1.3调研分析及结论 (4)第二章方案设计 (6)2.1 设计内容及要求 (6)2.2提出方案 (6)2.3 方案分析及选择 (6)2.3.1 方案一介绍及优缺点分析 (6)2.2.2 方案二介绍及优缺点分析 (8)2.2.3 方案三介绍及优缺点分析 (11)2.4 方案选择 (12)第三章技术路线 (14)3.1 技术路线图 (14)3.2 技术路线阐述 (15)第四章器件选型 (16)4.1稳压芯片选型 (16)4.2传感器选型 (16)4.2.1 PH值传感器 (16)4.2.2浊度传感器 (18)4.2.3溶解氧传感器 (19)4.2.4电导率传感器 (21)4.3 放大器等其他器件选型 (22)4.3.1 LM358 (22)4.3.2 TLC4502 (23)4.3.3 OP07 (24)4.3.4 LF411 (24)4.3.5 LM7812CT (25)4.3.6 变压器 (25)4.4 GSM模块 (26)第五章详细设计 (27)5.1 原理图 (27)5.1.1电源及稳压电路 (27)5.1.2 PH传感器电路 (28)5.1.3 浊度传感器电路 (28)5.1.4 电导率传感器电路 (29)5.1.5 溶解氧传感器 (29)5.1.6 STM32F103RCT6 (30)5.2 PCB (31)第六章仿真分析 (32)6.1 电源及稳压电路仿真 (32)6.2 PH值传感器电路仿真 (32)6.3浊度传感器放大电路仿真 (33)6.4 电导率传感器电路仿真 (33)第七章总结 (34)参考文献 (35)附录 (36)BOM表 (36)原理图 (38)第一章调研1.1调研背景水是生命之源，也是我们生活中必不可少的一部分。

地下工程施工课程设计(3篇)

地下工程施工课程设计(3篇)

第1篇一、设计背景随着城市化进程的加快和地下空间利用需求的增加，地下工程施工技术在我国得到了广泛应用。

为了提高学生对地下工程施工技术的理解和掌握，本课程设计旨在让学生通过实际操作和理论分析，深入了解地下工程施工的基本原理、施工方法和施工组织，培养其解决实际工程问题的能力。

二、设计目标1. 理解地下工程的概念、分类和特点；2. 掌握地下工程施工的基本原理、施工方法和施工组织；3. 培养学生分析、解决实际工程问题的能力；4. 提高学生的团队合作精神和沟通能力。

三、设计内容1. 地下工程概况（1）地下工程的分类：按领域用途、空间位置等进行分类；（2）地下工程的特点：如施工环境复杂、安全风险高、施工难度大等；（3）地下工程施工的基本要求：如保证施工质量、安全、环保等。

2. 地下工程施工方法（1）明挖法：放坡开挖、非放坡开挖等；（2）暗挖法：浅埋暗挖法、盾构法、沉管法等；（3）特殊施工方法：如冻结法、顶管法等。

3. 地下工程施工组织（1）施工组织设计：包括施工进度、施工方案、施工资源、施工质量、安全、环保等方面的内容；（2）施工平面布置：包括施工场地、施工道路、临时设施、施工设备等；（3）施工资源配置：包括人力、物力、财力等。

4. 地下工程施工案例分析选择典型地下工程案例，分析其施工过程中的关键技术、施工组织、施工管理等方面的问题，总结经验教训。

四、设计步骤1. 确定设计题目，收集相关资料；2. 分析地下工程概况，确定施工方法；3. 制定施工组织设计，进行施工平面布置；4. 进行施工资源配置，确定施工进度；5. 撰写课程设计报告，进行答辩。

五、设计评价1. 设计报告的完整性、合理性；2. 施工方案的科学性、可行性；3. 施工组织设计的合理性、有效性；4. 案例分析的真实性、深度；5. 团队合作精神和沟通能力。

通过本次地下工程施工课程设计，学生将全面了解地下工程施工技术，提高其解决实际工程问题的能力，为今后从事地下工程相关工作奠定坚实基础。

数电课程设计---交通信号灯控制器

数电课程设计---交通信号灯控制器

数电课程设计---交通信号灯控制器机械与电⼦⼯程学院课程设计报告课程名称数字电⼦技术基础设计题⽬交通信号灯控制器所学专业名称⾃动化班级学号学⽣姓名指导教师2012年 5 ⽉25 ⽇任务书设计名称：交通信号灯控制器⼀、课程设计⽬的这次的课程设计主要是要综合了解与运⽤所学的知识，通过这次的课程设计来检测这⼀学期所学的知识。

通过制作来了解交通灯控制系统，了解译码器、计数器、寄存器芯⽚的作⽤。

交通灯控制系统主要是实现城市交叉路⼝红绿灯的控制。

在现代化的⼤城市中，⼗字交叉路⼝越来越多，在每个交叉路⼝都需要有⼀个准确的间间隔和转换顺序，这就需要有⼀个安全、⾃动的系统对红、黄、绿灯的转换进⾏管理。

本次的设计就是基于此⽬的⽽设计的。

⼆、课程设计任务和基本要求设计任务：1．东西⽅向绿灯亮，南北⽅向红灯亮，时间15s。

2．东西⽅向与南北⽅向黄灯亮，时间5s。

3．南北⽅向绿灯亮，东西⽅向红灯亮，时间l0s。

4．如果发⽣紧急事件，可以⼿动控制四个⽅向红灯全亮，禁⽌该道路的车辆通⾏，特殊情况过后能恢复正常。

基本要求：1. 能够实现设计任务的基本功能；3.运⽤数字电⼦技术的理论设计、制定实验⽅案，并撰写课程设计论⽂要求符合模板的相关要求，字数要求3000字以上。

⼀、摘要随着社会经济的发展，城市交通问题越来越引起⼈们的关注。

⼈、车、路三者关系的协调，已成为交通管理部门需要解决的重要问题之⼀。

城市交通控制系统是⽤于城市交通数据监测、交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统，它是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。

如何采⽤合适的控制⽅法，最⼤限度利⽤好耗费巨资修建的城市⾼速道路，缓解主⼲道与匝道、城区同周边地区的交通拥堵状况，越来越成为交通运输管理和城市规划部门亟待解决的主要问题。

为此，通过我应⽤所学的知识设计了⼀套交通灯控制电路的⽅案。

交通灯的控制系统主要由计时电路、主控电路、信号灯转换器、脉冲信号发⽣器组成。

关键词：计时电路、主控电路、信号灯转换器、脉冲信号发⽣器⼆、⽅案选择及论证根据设计任务与要求,我们可以知道这个交通灯的设计是分主次⼲道的,两个⽅⾯的时间是不同的,东西⽅向通⾏15s,南北⽅向10s,这就要求我们要有两个计数器,根据我⾃⼰的经验,东西⽅向通⾏15s完,倒计时数字显⽰器会显⽰到0,然后切换到南北⽅向通⾏10s完之后, 倒计时数字显⽰器也会显⽰到0之后然后切换到南北⽅向,这样如此循环,这样的话我们就要设计⼀个16进制和⼀个11进制的计数器,根据我们所学和知识,可以⽤两⽚74192芯⽚来构成对应进制的计数器,由于是15和10之间循环切换,我们可以⽤利⽤JK触发器的翻转功能来实现两种进制计数器之间的切换;当然还有每个⽅向倒计时只有5s时,黄灯闪,⼀直到0为⽌,由于黄灯是当两个计数器倒计时到5时开始闪,我们就可以在这时发出⼀个脉冲然后⼀直保持到0,或者是接收0~5这段时间的脉冲都可以控黄灯只在到了这段时间才亮;还有就是⼀个紧急开关,我们可以控制在出现紧急情况时使⽤清零端使之清零,并且红灯直接接到电源,使之⼀直处于亮的状态。

制药工程课程设计

制药工程课程设计

制药工程课程设计1000字制药工程是涉及到药品制备、药品生产过程设计与开发、药品质量控制与认证等方面的知识领域，由于药品是医疗和健康事业中的重要组成部分，所以直接涉及到人们的生命安全与健康，因此，制药工程方面的教育课程设计显得十分重要。

一、课程目标制药工程课程设计的主要目标是培养学生的制药工程技能，强化药物化学、生化制药等专业知识的掌握，并使学生掌握以下能力：1. 掌握制药工程的基本理论和技术，学会使用生化技术制备药品；2. 熟悉生产流程和操作规程，了解药品质量监控和要求；3. 运用药品质量认证的基本原则和方法，掌握药品的质量监测和控制技术；4. 对药品生产过程中的环境和卫生要求有所了解，建立健康的工作习惯。

二、课程内容1. 制药基础课程主要涵盖制药工程的基本概念、药品生产过程中的基础化学、生物化学、药物物理化学及药物动力学等方面的知识。

2. 药品生产技术课程通过详细介绍药品生产工艺流程、设备和操作规程的安排，提高学生对药品生产技术的掌握和应用能力。

此外，针对植物、动物组织和生物材料的药物制造过程进行详细的讨论。

3. 药品质量监测课程阐述了药品的质量控制要求，包括药品应用价值、药物污染及毒性、药品稳定性与储存、药品长期使用效果等方面的知识。

介绍药品质量检验的基本原理，分析质量检验结果。

4. 课程实践环节为学生提供实验实践环节，例如药物化学实验、药品质量控制实验、药品生产工艺实验等。

通过实践来训练学生生产操作技能和提高实践能力。

三、教学方法1. 课堂授课方式通过讲解理论知识和实践案例，帮助学生认识药品生产工艺的流程和要求。

2. 实验室实践在实验室环节中，由专业教师指导，学生将在实践操作过程中学习相关的实验技能和实验分析。

3. 论文撰写通过撰写论文，鼓励学生尝试跨学科合作和创新思维，从而提高他们的综合能力和创新能力。

四、考核方式1. 考试通过闭卷考试，考核学生对制药工程知识的掌握程度。

2. 课程作业在每个学期内，安排课程作业，包括平时作业和小组作业，检验学生对课程内容的理解和应用能力。