礦井排水系統(tǒng)是煤礦生產(chǎn)的重要組成部分,擔(dān)負(fù)著把礦井水排出到地面的重任。如果不能及時排出井下涌水,將極大地威脅煤炭生產(chǎn)和井下工作人員的生命安全。邯鄲峰峰礦區(qū)的地質(zhì)屬于極復(fù)雜地區(qū),開采過程產(chǎn)生大量的奧灰水,煤礦生產(chǎn)受水患威脅嚴(yán)重。本課題以邯鄲孫莊采礦公司井下中央泵房排水系統(tǒng)水泵汽蝕嚴(yán)重、響應(yīng)速度慢、耗電量大以及自動化性能差等問題進(jìn)行研究分析。首先,優(yōu)化排水方案,采用壓入式排水方式,通過潛水泵與主排水泵串聯(lián),由潛水泵為主排水泵吸水口提供正壓給水,提高了水泵吸上高度,并設(shè)計(jì)中央泵房頂置布置方案,保障了礦井排水系統(tǒng)安全運(yùn)行。重新設(shè)計(jì)一套基于前置泵正壓給水的主排水泵快速啟動新工藝流程。然后,結(jié)合煤礦排水系統(tǒng)工作原理,提出了三維模糊控制器和動態(tài)規(guī)劃算法兩種控制策略。根據(jù)不同時段電價(jià)、水位高低和水位變化速率等多輸入變量,建立礦井排水系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。通過Matlab/Simulink軟件進(jìn)行水倉水位模糊仿真。仿真結(jié)果表明,相對于二維模糊控制器曲線,三維模糊控制曲線超調(diào)量明顯減小,響應(yīng)時間、調(diào)整時間和穩(wěn)定時間大大縮短。其次,把監(jiān)控系統(tǒng)分為三層:現(xiàn)場層（I/O）、控制層（PLC）和管理層。根據(jù)系統(tǒng)優(yōu)化策略以... 

【文章來源】：河北工程大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 選題背景及研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 礦井排水方式研究現(xiàn)狀
        1.2.2 自動化控制研究現(xiàn)狀
        1.2.3 優(yōu)化控制策略研究現(xiàn)狀
    1.3 排水系統(tǒng)存的問題
    1.4 本課題主要內(nèi)容及技術(shù)路線
        1.4.1 主要內(nèi)容
        1.4.2 技術(shù)路線圖
    1.5 本章小結(jié)
第2章 控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
    2.1 常見引水方式介紹
        2.1.1 壓力管引水
        2.1.2 真空泵引水
        2.1.3 射流泵引水
    2.2 前置泵正壓給水系統(tǒng)組成
        2.2.1 系統(tǒng)工作原理
        2.2.2 汽蝕現(xiàn)象
    2.3 控制系統(tǒng)主要功能
    2.4 泵房聯(lián)合運(yùn)行
    2.5 泵房頂置布置
    2.6 本章小結(jié)
第3章 正壓給水控制系統(tǒng)策略研究
    3.1 水位模糊控制器設(shè)計(jì)與仿真
        3.1.1 模糊控制理論
        3.1.2 模糊控制器設(shè)計(jì)
        3.1.3 仿真結(jié)果及分析
    3.2 動態(tài)規(guī)劃算法的排水控制策略
        3.2.1 動態(tài)規(guī)劃法原理
        3.2.2 建立數(shù)學(xué)模型
        3.2.3 動態(tài)規(guī)劃算法求解
    3.3 本章小結(jié)
第4章 正壓控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
    4.1 系統(tǒng)控制層次
    4.2 PLC控制柜設(shè)計(jì)
        4.2.1 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)組成
        4.2.2 PLC模塊的介紹與選型
        4.2.3 輸入輸出地址分配
    4.3 其他設(shè)備選型
        4.3.1 前置泵選型
        4.3.2 電動閘閥選型
        4.3.3 傳感器選型
        4.3.4 就地操作箱的設(shè)計(jì)
    4.4 PLC控制箱接線圖
    4.5 本章小結(jié)
第5章 正壓控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
    5.1 硬件組態(tài)
    5.2 PLC控制系統(tǒng)子程序的實(shí)現(xiàn)
        5.2.1 控制方案選擇
        5.2.2 水泵一鍵啟停
        5.2.3 模糊控制策略
        5.2.4 自動輪換原則
        5.2.5 泵房智能切換
    5.3 本章小結(jié)
第6章 系統(tǒng)上位機(jī)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)
    6.1 iFIX組態(tài)軟件簡介
    6.2 iFIX與 PLC的通訊
        6.2.1 PLC與 OPC服務(wù)器的連接
        6.2.2 iFIX與 OPC服務(wù)器的連接
    6.3 上位機(jī)監(jiān)控界面
        6.3.1 登陸畫面
        6.3.2 主監(jiān)控畫面
        6.3.3 報(bào)警記錄畫面
        6.3.4 歷史數(shù)據(jù)查詢
        6.3.5 系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置
        6.3.6 水情預(yù)警界面
    6.4 井下試驗(yàn)
        6.4.1 水泵啟動時間
        6.4.2 水位變化趨勢
    6.5 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄 Ⅰ
附錄 Ⅱ
作者簡介
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和科研成果



本文編號：3150754