基于安全节能的矿井自动化排水控制系统设计 -学兔兔 www.xuetutu.com

第48卷第1期煤炭工程C0ALENGINEERINGVo1．48，No．1doi：10．11799／ce2016O1009基于安全节能的矿井自动化排水控制系统设计寇彦飞，杨洁明1,2，寇子明(1．太原理工大学机械电子工程研究所，山西太原030024；2．太原理工大学新型传感器与智能控制教育部重点实验室，山西太原030024；3．太原理工大学机械工程学院山西省矿山流体控制工程(实验室)技术研究中心，山西太原030024)摘要：针对目前排水系统在矿井排水过程中存在自动化程度低、耗能高、应急能力差等问题．以s7—300及其扩展组件的控制体系设计为基点，提出了一个基于安全节能控制策略的煤矿自动化排水系统。详细地阐述了系统自动化监控原理，通过微处理器对泵房最大涌水量、水位变化率、水仓的容积、电力负荷信息以及系统其他的模拟量监测信号进行微积分运算，运用多参数模糊控制理论决策，实现对水泵的自动轮流切换与排水。结合现场运用案例，验证了系统具有安全可靠、节能高效的良好性能。关键词：矿井安全；节能降耗；排水系统；自动化控制；PLC中图分类号：TD744文献标识码：A文章编号：1671—0959(2016)01．0031．04DesignofmineautomaticdrainagecontrolsystembasedonsafetyandenergysavingKOUYan-fei。r，YANGJie-ming，KOUZi-ming(1．ResearchInstituteofMachineryandElectronics，TaiyuanUniversityofTechnology，Taiyuan030024，China；2，KeyLaboratoryofAdvancedTransducersandIntelligentControlSystemofMinistryofEducation，Taiyuan030024，China；3．MineFluidControlEngineeringResearchCenter(Laboratory)inShanxiProvince，SchoolofMechanicalEngineering，TaiyuanUniversityofTechnology，Taiyuan030024，China)Abstract：Aimingatthelowdegreeofautomation，highenergyconsumptionandpooremergencyresponsecapacityincoalminedrainageprocess，thispapertookthecontrolsystemofS7—300anditsextendedcomponentsasthebasispoints，proposedanautomaticdrainagesystembasedonthecontrolstrategyofsafe~andenergysaving．Theprincipleofautomaticmonitoringsystemwasdetailed，usingthemicroprocessortocalculatethepumpmaximumdischarge，therateofchangeofthewater，waterstoragevolume，powerloadinformationandanalogsignal，andtheautomaticrotationanddrainageofthepumpwasrealizedusingthetheoryofmultiparameterfuzzycontro1．Accordingtofiledapplication，thesystemwassafe，reliable，energy—savingandefficient．Keywords：coalminesafety；energysaving；drainagesystem；automaticcontrol；PLC我国煤田地质条件十分复杂，95％的是地下作业．受水威胁的煤炭储量占探明储量的27％，水害已成为煤矿开采的五大灾害之一_1I2]。随着开采深入，矿井加深，排水功率加大，目前最深的矿井达到1300m，电机功率可达2000kW以上，排水系统处于长期持续运转，高额功率和复杂的管路不仅造成电耗居高不下，而且导致系统效率降低，收稿日期：基金项目：作者简介：引用格式：缩短设备使用周期l3]。此外，由于安全投人比例不足。影响到生产设备更新缓慢，直接给矿井安全造成威胁。在一些高瓦斯和透水严重的地方煤矿．由于安全投入不足。监控系统不完善、水泵房不正规、排水能力不足或配置不齐导致抵抗灾害能力弱_4]。因此设计一套安全可靠、节能降耗的自动化排