基于LabVIEW的礦井水文監(jiān)控系統(tǒng)研究.pdf

1、礦井水文監(jiān)控系統(tǒng)是礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)中的一個重要子系統(tǒng)，對保障礦井生產(chǎn)的安全發(fā)揮著重要作用。在現(xiàn)有的礦井水文監(jiān)控系統(tǒng)中，水文參數(shù)的監(jiān)測預(yù)警和井下排水控制這兩部分相對獨(dú)立，在水位控制中多采用單一的開關(guān)控制，使得系統(tǒng)在處理復(fù)雜的礦井涌水問題時實(shí)時性和可靠性不強(qiáng)。針對以上問題，本文結(jié)合礦井涌水的特點(diǎn)，在涌水量預(yù)測中引入BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，開展基于PLC和LabVIEW實(shí)現(xiàn)的礦井水文監(jiān)控系統(tǒng)的研究。
　　 首先，歸納了礦井水文監(jiān)控系統(tǒng)的國內(nèi)

2、外研究現(xiàn)狀，簡要介紹了系統(tǒng)工作原理。針對系統(tǒng)監(jiān)控需求，設(shè)計(jì)了以西門子S7-300 PLC為井下控制核心、LabVIEW為地面監(jiān)控軟件的礦井水文監(jiān)控系統(tǒng)的整體方案，并進(jìn)行了PLC硬件和軟件的模塊化設(shè)計(jì)，同時對水泵及配套電機(jī)、信號檢測傳感器等進(jìn)行了選型。其次，定性分析了礦井涌水量影響因素，選取其中對礦井涌水量影響較大的水文地質(zhì)條件、地質(zhì)構(gòu)造特征、降水量和開采面積等四個因素作為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入變量，搭建BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)礦井涌水量預(yù)測模型，在MA

3、TLAB中進(jìn)行了仿真分析。最后，運(yùn)用LabVIEW進(jìn)行地面監(jiān)控中心的軟件設(shè)計(jì)，并對各個功能進(jìn)行了測試。通過TCP/IP通訊模塊的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)其與井下PLC之間的信息實(shí)時傳輸。用戶界面采用選項(xiàng)卡式設(shè)計(jì)，可進(jìn)行多個管理子界面的切換，使用方便;并利用MATLAB/LabVIEW混合編程，將BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)涌水量預(yù)測模型應(yīng)用到系統(tǒng)中。
　　 仿真和測試結(jié)果表明:使用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)礦井涌水量的實(shí)時預(yù)測，能夠達(dá)到預(yù)期的預(yù)測精度;設(shè)計(jì)的基于La