煤礦井下主通風控制系統(tǒng)的設計.pdf

1、煤炭行業(yè)作為我國的支柱行業(yè)，其安全問題日益凸顯，如何使煤礦安全生產成為了制約煤礦生產的關鍵問題。煤礦井下通風系統(tǒng)作為煤礦生產的四大重要系統(tǒng)之一，擔負著保障礦井下良好的氣候條件的關鍵任務，即解決井下空氣流通問題。一旦井下通風不暢，瓦斯?jié)舛壬仙揭欢ǔ潭?，即會造成爆炸塌井，危及礦工的生命安全，因此研究井下通風控制系統(tǒng)就顯得尤為重要。
　　本課題以攀枝花花山礦改造為背景，原系統(tǒng)采用風門的開度來控制風量和風壓，風機長期處于全功率運行，不僅

2、可靠性低，而且造成能源極大的浪費。因此，本文采用變頻器調速的方法控制風機轉速以達到改變風量的目的，實現了井下風量的自動調節(jié)，大大降低了系統(tǒng)的能耗，增加了風量控制的精確度。
　　論文首先系統(tǒng)地概述了井下通風控制系統(tǒng)的國內外研究現狀，確定了本文的研究目的、意義及主要研究內容。其次，根據通風控制系統(tǒng)的總體架構與控制需求，給出了系統(tǒng)的總體設計方案及控制方式。
　　從能耗的角度分析了傳統(tǒng)的調節(jié)風門開度方式的不足，并給出了基于變頻調速的

3、風量節(jié)能控制設計方案。由于傳統(tǒng)的變頻控制存在數據擬合難度大，精確度低的問題，本文給出一種基于分段PID控制策略的風量調節(jié)方法，通過對風量的直接檢測，根據當前風量大小和風量變化率，實時調整不同工況下的控制強度，實現風量的快速、精確調節(jié)。
　　根據系統(tǒng)的總體架構和控制策略，給出了系統(tǒng)主要部件（PLC、傳感器、變頻器）的硬件設計及軟件設計，實現了基于分段PID變頻控制的風量自動調節(jié)。此外，系統(tǒng)實現了信號采集與實時監(jiān)控，包括風機的運行狀態(tài)