煤炭行业一直以来是中国能源行业之首,是我国的经济支柱型产业之一,而煤炭开采的过程中会释放出煤层中伴生的瓦斯气体,瓦斯气体在一定条件下具有爆炸性,是煤矿安全生产最大的安全隐患之一,抽放系统可以实时监测抽采过程中的瓦斯浓度、温度等变化,一旦出现发生瓦斯事故的可能时会立刻做出报警或者闭锁,切断危险来源,避免安全事故的发生。本课题针对煤矿瓦斯抽放监控系统进行研究。对其中二级网络通讯接口部分进行设计,基于ModbusS_RTU通讯协议,硬件以单片机为核心,在电源、晶振、看门狗三部分电路上实现电源隔离和程序故障复位等功能,并在单片机端口处设置隔离器来阻隔线路不稳定电流干扰和空间电磁干扰;通讯接口软件上使用平均滤波法进行了滤波处理,主程序数据处理以中断的形式,按照程序流程与映射的寄存器进行数据交互。为了系统中瓦斯流量采集的准确性,分析研究了多种流量计节流元件工作原理,针对瓦斯气体抽采的流量自动调控问题进行研究,分析调节方式对抽采效率的影响,通过调节阀门开度改变阻力系数和能量损失的计算得出调节特性曲线,瓦斯抽放系统程序嵌入特性曲线公式自动调节阀门开度,从而达到最高抽放效率。系统控制单元设计以PLC控制柜和显示控制柜为主,包括内部元器件电路设计,选取西门子s7-300为PLC控制的核心模块,配合研发的显示控制模块;系统软件主要通过对PLCs7-300的编程实现一系列自动控制,包括瓦斯抽放设备的多地启动、流程控制、功能闭锁等,同时又通过组态软件的设计来完成生产中各类参数的实时监测、工况参数计算、历史数据存储、局域网内WEB访问等功能。此课题目的消除煤矿生产过程中存在的安全隐患,利用一系列自动控制方式与闭锁功能达到安全生产的目的,并对瓦斯气体进行分析和计算,使其具备合理利用的条件,故本课题既对煤矿安全有着重大意义。