煤礦井下排水監(jiān)控系統(tǒng)的研究.pdf

1、井下排水系統(tǒng)是煤礦生產(chǎn)六大系統(tǒng)之一，擔(dān)負(fù)著井下積水排出的重要任務(wù)，是保證煤礦安全生產(chǎn)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。本文針對(duì)金鳳煤礦井下排水監(jiān)控系統(tǒng)這一實(shí)際工程項(xiàng)目，圍繞系統(tǒng)的自動(dòng)化水平、安全運(yùn)行、節(jié)能降耗的角度進(jìn)行了研究，首先通過(guò)動(dòng)態(tài)規(guī)劃法，提出了井下三段排水系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化策略，其次實(shí)現(xiàn)了水位模糊PID算法在該系統(tǒng)中的應(yīng)用，最后在ZigBee無(wú)線(xiàn)技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的設(shè)計(jì)。利用智能控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，完成了井下排水系統(tǒng)的控制策略

2、優(yōu)化、自動(dòng)控制和遠(yuǎn)程監(jiān)控的相關(guān)設(shè)計(jì)工作。本文的主要研究工作可總結(jié)為如下三個(gè)方面:
　　(1)井下排水系統(tǒng)控制策略的優(yōu)化。為實(shí)現(xiàn)避峰填谷原則，建立了排水系統(tǒng)的離散數(shù)學(xué)模型，根據(jù)最優(yōu)化原理和動(dòng)態(tài)規(guī)劃法，對(duì)排水系統(tǒng)進(jìn)行分段決策控制，并通過(guò)Dijkstra算法對(duì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行求解，得出獲取最優(yōu)控制策略的一般方法。該策略能夠根據(jù)礦井實(shí)際涌水量和用電情況，通過(guò)合理調(diào)度水泵的運(yùn)行以達(dá)到節(jié)能降耗的目的。
　　(2)水位模糊PID控制算法的設(shè)計(jì)

3、及其實(shí)現(xiàn)。針對(duì)井下排水系統(tǒng)的非線(xiàn)性、大時(shí)滯、變參數(shù)、數(shù)學(xué)模型不確定的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了水位模糊PID控制器，并通過(guò)Matlab/Simulink軟件將其與常規(guī)PID控制器進(jìn)行仿真對(duì)比，得出模糊PID在響應(yīng)性、抗干擾性和適應(yīng)性三個(gè)方面具有更好的控制性能的結(jié)論，最后通過(guò)OPC技術(shù)完成上位機(jī)軟件Matlab與PLC的實(shí)時(shí)通訊，實(shí)現(xiàn)了模糊PID控制算法在井下排水系統(tǒng)中的應(yīng)用。
　　(3)基于ZigBee技術(shù)的井下排水控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)以DR