煤礦井下主排水泵節(jié)能與控制系統(tǒng)的研究

【摘要】：井下排水系統(tǒng)在煤礦生產中非常重要，如今還有不少煤礦使用傳統(tǒng)的繼電器控制方法，可由工作人員監(jiān)測。傳統(tǒng)的方法線路非常復雜，需要的人力比較繁重。為了滿足煤礦排水系統(tǒng)的需要，利用PLC與組態(tài)軟件結合設計出自動化排水系統(tǒng)，提高了系統(tǒng)工作的可靠性與穩(wěn)定性，據烏海利民礦井下實際情況，首先進行了排水設備的選擇設計，再根據控制要求進行自動控制方面的設計。 系統(tǒng)利用了蘭宇系列PLC，擴展了模擬量輸入模塊，通信模塊和數字量輸入輸出模塊，包括自動、半自動和手動三種工作方式。為了防止水泵及管路出現(xiàn)故障系統(tǒng)采用水泵及管路的“自動輪換”工作制。當涌水量較小時將最優(yōu)控制與避峰就谷結合選擇控制策略確定開啟水泵臺數，以達到節(jié)省用電的目的，在涌水量較大時利用模糊控制來確定控制策略，同時實現(xiàn)了水位預測功能，利用灰色理論對水位變化趨勢進行預測。上位機界面負責監(jiān)視設備的運行情況及各運行參數，做到有故障及時發(fā)現(xiàn)盡早處理。 本系統(tǒng)將PLC與組態(tài)王軟件相結合，根據涌水量的不同選擇相應的控制方法，彌補了現(xiàn)有自動排水系統(tǒng)的種種不足，對煤礦自動化安全生產具有重要的意義。 【關鍵詞】：排水系統(tǒng) PLC 組態(tài)王 控制策略 水位預測
【學位授予單位】：遼寧工程技術大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：TP273.5;TD442.2
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 1 緒論11-21
• 1.1 課題的研究目的和意義11
• 1.2 國內外研究概況11-13
• 1.3 煤礦井下水泵房自動化監(jiān)控系統(tǒng)概述13-20
• 1.3.1 煤礦井下排水系統(tǒng)組成13-14
• 1.3.2 離心式水泵排水系統(tǒng)工作原理14-18
• 1.3.3 排水系統(tǒng)的總體控制要求18-20
• 1.4 論文的主要工作20
• 1.5 本章小結20-21
• 2 高效排水控制策略研究21-36
• 2.1 排水系統(tǒng)節(jié)能途徑分析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 排水系統(tǒng)節(jié)能途徑22-24
• 2.2 排水系統(tǒng)優(yōu)化控制策略24-30
• 2.2.1 優(yōu)化控制策略分析24-25
• 2.2.2 最優(yōu)控制理論應用25-29
• 2.2.3 模糊控制的應用29-30
• 2.3 水位預測30-35
• 2.3.1 灰色預測模型30-33
• 2.3.2 預測功能的實現(xiàn)33-35
• 2.4 安全性保證35
• 2.5 本章小結35-36
• 3 排水系統(tǒng)硬件結構36-46
• 3.1 煤礦井下排水系統(tǒng)的總體方案設計36-37
• 3.2 可編程控制器模塊選型及概述37
• 3.3 I/O 口的分配方法37-39
• 3.4 檢測各參數傳感器的選擇39-44
• 3.4.1 井下水倉水位檢測方法39
• 3.4.2 溫度檢測39-40
• 3.4.3 水管流量檢測40-41
• 3.4.4 真空度檢測41-42
• 3.4.5 水泵出口壓力檢測42-43
• 3.4.6 閥門的選取與研究43-44
• 3.5 PLC 接線電路44-45
• 3.6 本章小結45-46
• 4 控制系統(tǒng)軟件46-54
• 4.1 水倉水位監(jiān)測和“避峰就谷”的實現(xiàn)47
• 4.2 水泵和排水管路的輪換工作的實現(xiàn)47-49
• 4.3 不同模式下的水泵控制方式的選擇49-53
• 4.4 故障監(jiān)測和保護功能實現(xiàn)53
• 4.5 本章小結53-54
• 5 上位機組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)54-61
• 5.1 上位機軟件選擇54-56
• 5.1.1 組態(tài)軟件概述54-55
• 5.1.2 利用組態(tài)王建立監(jiān)控系統(tǒng)的一般步驟55-56
• 5.2 上位機監(jiān)控界面56-60
• 5.2.1 上位機主界面56-57
• 5.2.2 閥門控制過程57
• 5.2.3 實時報表57-58
• 5.2.4 歷史記錄界面和報警窗口58-59
• 5.2.5 供電系統(tǒng)圖59-60
• 5.3 通訊模塊60
• 5.4 本章小結60-61
• 6 控制系統(tǒng)的抗干擾措施61-63
• 7 現(xiàn)場實驗63-65
• 結論65-66
• 參考文獻66-69
• 附錄 A 附錄內容名稱69-70
• 作者簡歷70-72
• 學位論文數據集72-73

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