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哈爾濱華德學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 專 業(yè) 自動化 學(xué) 生 沈昊旻 學(xué) 號 1140171228 班 號 1401712 指導(dǎo)教師 李辰 開題日期 2017.9.20 201 年 月 日 說 明 一、開題報告應(yīng)包括下列主要內(nèi)容： 1．通過學(xué)生對課題題目和課題研究現(xiàn)狀、選題的目的和意義論述，判斷是否已充分理解畢業(yè)設(shè)計（論文）的內(nèi)容和要求。 2．進度計劃是否切實可行。 3．是否具備畢業(yè)設(shè)計所要求的基礎(chǔ)條件。 4．預(yù)計研究過程中可能遇到的困難和問題，以及解決的措施。 5．主要參考文獻。 二、如學(xué)生首次開題報告未通過，需在一周內(nèi)再進行一次。 三、開題報告要求學(xué)生認真填寫，由開題答辯組和指導(dǎo)教師填寫意見、簽字后，統(tǒng)一交所在分院保存，以備檢查。 指導(dǎo)教師評語： 指導(dǎo)教師： 年 月 日 開題答辯組審查意見： 組長： 組員： 年 月 日 一、課題題目和課題研究現(xiàn)狀 城市地下管廊排風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計 城市地下綜合管廊通風(fēng)系統(tǒng)在設(shè)置上主要分為三種，分別是自然通風(fēng)、誘導(dǎo)式通風(fēng)，以及風(fēng)井式機械通風(fēng)。其中風(fēng)井式機械通風(fēng)主要的運作方式是進風(fēng)口自然進風(fēng)，排風(fēng)時，通過機械的運轉(zhuǎn)將風(fēng)進行排除。自然通風(fēng)方式在使用過程中要求排風(fēng)口的面積以及高度差異需要達到設(shè)計人員設(shè)計的規(guī)定。系統(tǒng)在功能實現(xiàn)時主要的原理是利用熱力上的壓力差將管廊中存在的余熱進行疏散。但是這種系統(tǒng)的建立往往需要將運作的風(fēng)機安裝在很高的位置，與此同時，還要與地面上的構(gòu)筑物進行相應(yīng)的捆綁設(shè)置，所以這種排風(fēng)方法在實際的應(yīng)用范圍上并不是十分廣泛。對于那些需要劃分多個區(qū)段的管廊在功能的實現(xiàn)上也不是十分讓人滿意。在管廊建設(shè)過程中，實際應(yīng)用范圍比較廣泛的通風(fēng)方式是自然進風(fēng)與機械排風(fēng)相結(jié)合的方法。這種排風(fēng)方式主要的工作原理是將排風(fēng)裝置固定在排風(fēng)井上，根據(jù)排風(fēng)井中的負載壓力，將管道中產(chǎn)生的余熱與有害氣體進行排除處理。一些管廊在建設(shè)過程中會因為實地的限制條件，無法達到負載上的排風(fēng)壓力，此時施工人員需要安裝排風(fēng)管對通風(fēng)進行誘導(dǎo)處理。 二、選題的目的和意義 綜合管廊是建于城市地下用于容納兩類及以上城市工程管線的構(gòu)筑物，隨著城市地下空間開發(fā)程度的提高，各種直埋地下管線造成的土地資源浪費現(xiàn)象越來越值得關(guān)注，綜合管廊將各種工程管線集于一體，有節(jié)約土地、便于檢修養(yǎng)護、避免道路頻繁開挖等優(yōu)點。因此在很多城市建設(shè)中的應(yīng)用越來越多。綜合管廊本體完全位于地下，壁面與土壤接觸會產(chǎn)生凝結(jié)水造成內(nèi)部濕度較高，管廊內(nèi)的熱濕空氣體會導(dǎo)致內(nèi)部空氣環(huán)境的急劇惡化，不利于管養(yǎng)維護人員的巡視與檢修，同時管廊內(nèi)敷設(shè)的電力電纜、供熱管道和污水管道等，也會散發(fā)熱量和惡臭。因此需要設(shè)置行之有效的通風(fēng)系統(tǒng)，在正常工況下排除管廊內(nèi)的余熱余濕，在檢修工況時，為人員提供安全衛(wèi)生的空氣環(huán)境。 三、課題的基本內(nèi)容 設(shè)計城市管廊的通風(fēng)系統(tǒng)。提出管廊通風(fēng)系統(tǒng)的可行方案，進行技術(shù)經(jīng)濟比較，選擇最佳通風(fēng)系統(tǒng)，并論證其合理性。根據(jù)具體情況計算管廊風(fēng)量跟管廊通風(fēng)阻力，選擇合適的管廊通風(fēng)設(shè)備。本系統(tǒng)將可編程控制器與變頻器有機地結(jié)合起來以地下管廊氣體濃度和溫度為主控參數(shù)，實現(xiàn)對電動機工作過程和運轉(zhuǎn)速度的有效控制，使地下管廊中用的通風(fēng)機通風(fēng)高效、安全，達到了明顯的節(jié)能效果。由可編程控制器控制的變頻調(diào)速風(fēng)機的通風(fēng)系統(tǒng)，具有較高的可靠性和較好的節(jié)能效果，易于組建成整體的自控系統(tǒng)，可以方便地實現(xiàn)各種控制切換和遠程監(jiān)控。 原理框圖見附頁。 四、研究方案及預(yù)期達到的目標(biāo) 研究方案：本設(shè)計平臺采用計算機輔助技術(shù)和管廊通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計的相關(guān)技術(shù),幫助管廊通風(fēng)的工程設(shè)計人員完成通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計,也可以對已有的管廊通風(fēng)系統(tǒng)進行驗證分析,以保證其安全平穩(wěn)的運行。系統(tǒng)設(shè)計的地下管廊通風(fēng)系統(tǒng)控制主要是對氣體濃度和溫度的調(diào)節(jié)與控制兩部分。風(fēng)機風(fēng)量的調(diào)節(jié)中引入變頻器對風(fēng)機風(fēng)速的調(diào)節(jié)，根據(jù)地下管廊空氣內(nèi)氣體濃度和溫度的變化通過變頻器來調(diào)節(jié)風(fēng)機的轉(zhuǎn)速。當(dāng)溫度達到一定程度（一般為35-40℃）或氣體濃度（例如CO,甲烷，氧氣等）達到一定濃度時，溫度傳感器和氣體濃度傳感器產(chǎn)生一個微弱的電壓信號，并將此信號傳給變送器轉(zhuǎn)換為電壓或電流送給模擬量輸入模塊，經(jīng)A-D轉(zhuǎn)換后得到與其成比例的數(shù)字量。然后在PLC的梯形圖程序中進行PID控制運算后傳送給模擬量輸出模塊，經(jīng)D-A轉(zhuǎn)換后變?yōu)殡娏餍盘柣螂妷盒盘栍脕砜刂谱冾l器，從而實現(xiàn)對電機的啟停和轉(zhuǎn)速控制。 目標(biāo)：通過設(shè)計城市地下管廊的通風(fēng)系統(tǒng)來實現(xiàn)顯示城市地下管廊排風(fēng)系統(tǒng)控制生產(chǎn)工藝流程以及它的工況參數(shù)。 五、為完成課題已具備和所需的條件 硬件:西門子S7-200PLC.,RS-485,溫度傳感器，氣體濃度傳感器，計算機，變頻器,電機 軟件:STEP-7，紫金橋軟件。 六、預(yù)計研究過程中可能遇到的困難和問題，以及解決的措施 遇到的困難：因為城市地下管廊是最近幾年在我國新開展的項目，目前整個項目沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)跟要求，導(dǎo)致我在查詢資料時出現(xiàn)資料前后不一致的情況，而且相關(guān)資料也較少，難以支持我研究的課題。 解決的措施：盡可能的查詢有關(guān)城市管廊與排風(fēng)系統(tǒng)的相關(guān)資料，并以礦井排風(fēng)裝置作為參考，來解決地下管廊通風(fēng)的基本設(shè)計。 七、進度安排 8月28日-9月20日 查找資料，研究設(shè)計過程，并填寫開題報告。 9月21日-10月18日 初步完成硬件設(shè)計和軟件設(shè)計，進行調(diào)試與修改，參加中期檢查。 10月19日-11月8日 完成設(shè)計的整體調(diào)試，參加結(jié)題驗收。 11月9日-12月6日 完成畢業(yè)論文的撰寫，修改。 12月7日-12月19日 準(zhǔn)備畢業(yè)答辯材料并參加答辯。 八、參考文獻 [1] 李林峰.城市地下綜合管廊在城市建設(shè)中的運用研究及實踐.中國西部科技2015 [2] 任繼英.淺談城市地下綜合管廊的必要性.科技資訊，2014 [3] 楊光友.單片微型計算機原理及接口技術(shù).中國水利水電出版社[J]，2000 [4]? 李海新.綜合管廊通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計探討[J].山西建筑，2015(34);137-138 [5] 廖常初.S7-200 PLC編程及應(yīng)用[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2007 [6] 程啟明.PLC的應(yīng)用.自動化與儀表[J].1994 [7] 李廣第.單片機基礎(chǔ).北京航空航天大學(xué)出版社，2001 [8] ZHANG D. Automated Biometrics-Technologies and Systems [M]. USA: 2000：342-383 [9] Roger Pressman．Software Engineering[M]．Higher Education，2004:73-98 [10] 李廣第.單片機基礎(chǔ).北京航空航天大學(xué)出版社,2001：15-45 [11] Wend Boggs．SSI With Ration Rose2002[M]，2002：47-49 九、備注 所有通風(fēng)機均選用低噪聲、高效風(fēng)機。為天然氣艙設(shè)置的風(fēng)機為防爆風(fēng)機。管廊風(fēng)機進出口均加裝消聲器。所有通風(fēng)機進出口連接處均加防火帆布軟接。吊頂風(fēng)機設(shè)減震吊架,所有設(shè)備均選用節(jié)能產(chǎn)品。  自動/手動 啟動/停止 監(jiān)控畫面 聲光報警 原理框圖 氣體濃度 溫度 氣體濃度傳感器 溫度傳感器 380V交流電 變 送 器 排 風(fēng) 扇 電 動 機 變 頻 器 P L C