本文關(guān)鍵詞：綜采工作面隨動(dòng)噴霧降塵系統(tǒng)的研究

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【摘要】：粉塵是導(dǎo)致煤礦爆炸主要的危險(xiǎn)物之一,它不僅能夠影響煤炭的開采效率,而且容易導(dǎo)致爆炸、致使工人患得肺塵病、造成機(jī)械的嚴(yán)重腐蝕。機(jī)械自動(dòng)化水平的提高,進(jìn)一步加大了綜采工作面粉塵濃度的含量,為有效的提高煤礦爆炸的安全系數(shù)和綜采工作面的降塵效率,改善礦井下惡劣的工作環(huán)境,設(shè)計(jì)一套綜采工作面隨動(dòng)噴霧的降塵系統(tǒng),對綜采工作面主要的產(chǎn)塵源進(jìn)行噴霧降塵處理。本文分析了綜采工作面產(chǎn)塵源,主要有采煤機(jī)割煤產(chǎn)塵、液壓支架移架產(chǎn)塵以及放煤產(chǎn)塵,考慮多個(gè)影響降塵效率的因素,建立液壓支架噴霧降塵效率的數(shù)學(xué)模型,以最大降塵效率為目標(biāo)函數(shù),應(yīng)用遺傳算法與梯度下降算法結(jié)合的方式對噴嘴的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化；根據(jù)噴霧降塵系統(tǒng)的控制方法及控制點(diǎn)數(shù)對各硬件設(shè)備進(jìn)行精確選型；系統(tǒng)以西門子可編程控制器作為控制核心,構(gòu)建綜采工作面隨動(dòng)噴霧降塵遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng),采用模糊PID控制方法進(jìn)行噴霧降塵系統(tǒng)的恒壓供水；采用人機(jī)界面觸摸屏對噴霧降塵系統(tǒng)的各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)和設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示,系統(tǒng)通過工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與下位機(jī)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交互。上位機(jī)采用組態(tài)軟件創(chuàng)建實(shí)時(shí)監(jiān)測、控制界面,實(shí)現(xiàn)對噴霧降塵系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)測、控制和實(shí)時(shí)預(yù)警,通過實(shí)驗(yàn)研究了綜采工作面隨動(dòng)噴霧降塵系統(tǒng)。通過仿真模擬和實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明,依據(jù)實(shí)際的工況,優(yōu)化后的割煤噴霧降塵效率和移架／放煤噴霧降塵效率分別為91.85%和90.30%,使噴嘴得到有效的布置,提高系統(tǒng)的降塵效率；通過仿真分析,采用模糊PID控制的恒壓供水系統(tǒng)比PID控制的恒壓供水系統(tǒng)反應(yīng)快5s,采用模糊PID控制比傳統(tǒng)PID控制的恒壓供水系統(tǒng)抗干擾能力提高33%以上,采用模糊PID方法更能夠保證恒壓供水的穩(wěn)定性；經(jīng)過實(shí)驗(yàn)調(diào)試系統(tǒng)得以運(yùn)行,上位機(jī)可實(shí)現(xiàn)對噴霧降塵系統(tǒng)的遠(yuǎn)程狀態(tài)控制、數(shù)據(jù)超限的實(shí)時(shí)預(yù)警,并且系統(tǒng)可保持穩(wěn)定運(yùn)行,隨動(dòng)噴霧降塵系統(tǒng)降塵效率能夠達(dá)到90%以上,隨動(dòng)噴霧降塵系統(tǒng)提高了降塵效率和自動(dòng)化程度,能夠滿足實(shí)際工況的要求。
【關(guān)鍵詞】：噴霧降塵 參數(shù)優(yōu)化 降塵效率 控制 監(jiān)測
【學(xué)位授予單位】：遼寧工程技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TD714.4
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-15
• 1.1 課題研究意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 研究內(nèi)容與技術(shù)路線12-14
• 1.3.1 主要研究內(nèi)容12-13
• 1.3.2 課題研究技術(shù)路線13-14
• 1.4 本章小結(jié)14-15
• 2 綜采工作面隨動(dòng)噴霧降塵系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)15-28
• 2.1 產(chǎn)塵分析15-17
• 2.1.1 割煤產(chǎn)塵15-16
• 2.1.2 移架產(chǎn)塵16
• 2.1.3 放煤產(chǎn)塵16-17
• 2.2 隨動(dòng)噴霧降塵系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)17-26
• 2.2.1 影響降塵的效率相關(guān)參數(shù)選取17-19
• 2.2.2 優(yōu)化目標(biāo)的確立及目標(biāo)函數(shù)的推導(dǎo)19-21
• 2.2.3 設(shè)計(jì)變量的確定21-22
• 2.2.4 約束條件的分析22-23
• 2.2.5 優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型23-24
• 2.2.6 優(yōu)化分析24-26
• 2.3 隨動(dòng)降塵系統(tǒng)中噴嘴的布置26-27
• 2.4 本章總結(jié)27-28
• 3 綜采工作面隨動(dòng)噴霧降塵系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)28-37
• 3.1 傳感器選型28-31
• 3.1.1 粉塵濃度傳感器28-29
• 3.1.2 紅外線定位發(fā)射接收裝置29-30
• 3.1.3 壓力傳感器30
• 3.1.4 液位變位器30-31
• 3.2 硬件的選取31-36
• 3.2.1 電磁換向閥31
• 3.2.2 電參數(shù)采集模塊31-32
• 3.2.3 PLC控制器的選型32-34
• 3.2.4 擴(kuò)展模塊的選擇34-35
• 3.2.5 觸摸屏的選擇35-36
• 3.3 本章小結(jié)36-37
• 4 綜采工作面隨動(dòng)噴霧降塵的數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)37-57
• 4.1 割煤噴霧降塵控制37-38
• 4.2 液壓支架移架控制38-39
• 4.3 放煤降塵控制處理39-40
• 4.4 恒壓供水系統(tǒng)40-55
• 4.4.1 PID控制41-43
• 4.4.2 模糊PID43-44
• 4.4.3 恒壓供水系統(tǒng)的工作原理與數(shù)學(xué)模型44-46
• 4.4.4 恒壓供水系統(tǒng)模糊PID仿真46-49
• 4.4.5 PID參數(shù)模糊調(diào)節(jié)規(guī)則49-51
• 4.4.6 恒壓供水系統(tǒng)的仿真51-55
• 4.5 本章小結(jié)55-57
• 5 綜采工作面隨動(dòng)降塵噴霧監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)界面設(shè)計(jì)57-69
• 5.1 上位機(jī)組態(tài)王軟件57
• 5.2 綜采工作面隨動(dòng)降塵系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控界面57-64
• 5.2.1 隨動(dòng)噴霧降塵系統(tǒng)界面58-59
• 5.2.2 參數(shù)設(shè)置界面設(shè)計(jì)59-60
• 5.2.3 采煤機(jī)電流與電壓查詢界面設(shè)計(jì)60
• 5.2.4 供水壓力界面設(shè)計(jì)60-61
• 5.2.5 歷史查詢界面設(shè)計(jì)61-62
• 5.2.6 報(bào)警界面設(shè)置與設(shè)計(jì)62-64
• 5.3 人機(jī)界面觸摸屏設(shè)計(jì)64-67
• 5.4 實(shí)驗(yàn)分析67
• 5.5 本章小結(jié)67-69
• 6 結(jié)論69-71
• 6.1 研究成果69
• 6.2 展望69-71
• 參考文獻(xiàn)71-74
• 作者簡歷74-76
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集76

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本文編號：1077476