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煤矿井下主排水泵节能与控制系统的研究

关注热度:206   来源:新能源学术论文  作者:郭长娜
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【摘要】:井下排水系统在煤矿生产中非常重要,如今还有不少煤矿使用传统的继电器控制方法,可由工作人员监测。传统的方法线路非常复杂,需要的人力比较繁重。为了满足煤矿排水系统的需要,利用PLC与组态软件结合设计出自动化排水系统,提高了系统工作的可靠性与稳定性,据乌海利民矿井下实际情况,首先进行了排水设备的选择设计,再根据控制要求进行自动控制方面的设计。 系统利用了兰宇系列PLC,扩展了模拟量输入模块,通信模块和数字量输入输出模块,包括自动、半自动和手动三种工作方式。为了防止水泵及管路出现故障系统采用水泵及管路的“自动轮换”工作制。当涌水量较小时将最优控制与避峰就谷结合选择控制策略确定开启水泵台数,以达到节省用电的目的,在涌水量较大时利用模糊控制来确定控制策略,同时实现了水位预测功能,利用灰色理论对水位变化趋势进行预测。上位机界面负责监视设备的运行情况及各运行参数,做到有故障及时发现尽早处理。 本系统将PLC与组态王软件相结合,根据涌水量的不同选择相应的控制方法,弥补了现有自动排水系统的种种不足,对煤矿自动化安全生产具有重要的意义。
【关键词】:排水系统 PLC 组态王 控制策略 水位预测
【学位授予单位】:辽宁工程技术大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TP273.5;TD442.2
【目录】:
  • 致谢5-6
  • 摘要6-7
  • Abstract7-11
  • 1 绪论11-21
  • 1.1 课题的研究目的和意义11
  • 1.2 国内外研究概况11-13
  • 1.3 煤矿井下水泵房自动化监控系统概述13-20
  • 1.3.1 煤矿井下排水系统组成13-14
  • 1.3.2 离心式水泵排水系统工作原理14-18
  • 1.3.3 排水系统的总体控制要求18-20
  • 1.4 论文的主要工作20
  • 1.5 本章小结20-21
  • 2 高效排水控制策略研究21-36
  • 2.1 排水系统节能途径分析21-24
  • 2.1.1 水泵效率分析21-22
  • 2.1.2 管路效率分析22
  • 2.1.3 排水系统节能途径22-24
  • 2.2 排水系统优化控制策略24-30
  • 2.2.1 优化控制策略分析24-25
  • 2.2.2 最优控制理论应用25-29
  • 2.2.3 模糊控制的应用29-30
  • 2.3 水位预测30-35
  • 2.3.1 灰色预测模型30-33
  • 2.3.2 预测功能的实现33-35
  • 2.4 安全性保证35
  • 2.5 本章小结35-36
  • 3 排水系统硬件结构36-46
  • 3.1 煤矿井下排水系统的总体方案设计36-37
  • 3.2 可编程控制器模块选型及概述37
  • 3.3 I/O 口的分配方法37-39
  • 3.4 检测各参数传感器的选择39-44
  • 3.4.1 井下水仓水位检测方法39
  • 3.4.2 温度检测39-40
  • 3.4.3 水管流量检测40-41
  • 3.4.4 真空度检测41-42
  • 3.4.5 水泵出口压力检测42-43
  • 3.4.6 阀门的选取与研究43-44
  • 3.5 PLC 接线电路44-45
  • 3.6 本章小结45-46
  • 4 控制系统软件46-54
  • 4.1 水仓水位监测和“避峰就谷”的实现47
  • 4.2 水泵和排水管路的轮换工作的实现47-49
  • 4.3 不同模式下的水泵控制方式的选择49-53
  • 4.4 故障监测和保护功能实现53
  • 4.5 本章小结53-54
  • 5 上位机组态监控系统的实现54-61
  • 5.1 上位机软件选择54-56
  • 5.1.1 组态软件概述54-55
  • 5.1.2 利用组态王建立监控系统的一般步骤55-56
  • 5.2 上位机监控界面56-60
  • 5.2.1 上位机主界面56-57
  • 5.2.2 阀门控制过程57
  • 5.2.3 实时报表57-58
  • 5.2.4 历史记录界面和报警窗口58-59
  • 5.2.5 供电系统图59-60
  • 5.3 通讯模块60
  • 5.4 本章小结60-61
  • 6 控制系统的抗干扰措施61-63
  • 7 现场实验63-65
  • 结论65-66
  • 参考文献66-69
  • 附录 A 附录内容名称69-70
  • 作者简历70-72
  • 学位论文数据集72-73


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关键词: 排水系统

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