矿井主通风机不停风倒机控制的研究与实现

当矿井主通风机倒机时,在倒机的短暂停风时间内,高突矿井出现瓦斯超限现象。针对该问题,提出了三种矿井主通风机不停风倒机控制方案,即矿井主通风机变速调节的倒机控制方案,风门调节风阻的倒机控制方案,在通风机入口处加装对空百叶窗式风门的倒机控制方案,比较了三种方案的优缺点后确定采用在风机入口处加装对空百叶窗式风门实现不停风倒机控制方案最合理;详细介绍了该方案在平煤集团五矿的实现及应用。实际应用表明,该方案运行效果达到了预期目标。     

基于模糊控制的煤矿主井通风机不停风倒机自动控制系统设计

针对现有通风机不停风倒机控制系统中存在通风机启动风阻过大、喘振等问题,提出了基于通风机风门开度调节的热备用方案,设计了基于模糊控制的煤矿通风机不停风倒机自动控制系统。该系统采用PLC为控制核心,使用模糊控制算法对主要通风机的运行工况进行分析,不依赖电动机运行状态方程及参数,自动选择最佳输出量对2台通风机进行控制,以实现整体风量稳定的同时顺利完成倒机。应用结果表明,该系统运行鲁棒性好,可实现在倒机过程中通风系统的稳定运行,消除了原倒机系统可能存在的瓦斯积聚和超限的隐患。     

矿井主通风机不停风切换方案研究

针对矿井主通风机切换过程中发生瓦斯超限的问题,分析了现有的主通风机切换方案,指出实现主通风机不停风切换的关键是要避免运转风机和备用风机在切换过程中同时运行在额定状态下;提出了一种矿井主通风机不停风切换方案,并提出可采用PLC实现该方案的自动控制;最后对该方案的供电系统要求及目前煤矿实现该方案时面临的主要问题进行了分析,认为该方案具有较强的可行性。     

煤矿通风系统的优化实现

针对传统的煤矿通风系统在倒机过程中存在短暂停风的问题,提出了一种不停风倒机的煤矿通风系统优化方案。该方案在传统的煤矿通风系统的基础上,通过在两个风道上方各增加一个百叶窗式的平式对空风门来实现倒机过程中井下风量基本不变。实际应用验证了该方案的可行性与实用性。     

井下工作面双局部通风机自动切换控制系统的设计

介绍了井下工作面双局部通风机自动切换控制系统的工作原理及其软硬件设计。该系统由主电路和切换控制电路组成,以PIC单片机为控制核心,通过风速传感器检测风量信号;当发生通风故障或者电气故障时,切换控制电路发出切换信号,主电路切换主要通风机与备用通风机,使主要通风机停止工作,备用通风机运行,从而保证不间断通风。该系统可减少井下掘进工作面的无计划停风,进一步保证井下工作面安全生产,提高工作效率。     

基于移动互联的煤矿通风机远程监控技术

针对目前煤矿通风机采用冷备用方式及供电系统采用单母线分段运行方式存在安全隐患的问题,介绍了在通风机不停风倒机控制、风门设计、通风机供电安全、通风机监控系统冗余、通风机故障诊断等方面所做的研究,研究成果的应用提高了煤矿通风机的安全运行水平和自动化程度;针对通风机房位置偏远、容易陷入信息孤岛的问题,采用移动互联相关技术,构建了基于移动互联的煤矿通风机远程监控系统,着重介绍了该系统移动客户端的功能设计及基于Socket通信的客户端和服务器端程序设计。该煤矿通风机远程监控系统采用GPRS-DTU模块从PLC采集数据,通过GPRS网络将监控数据上传至基于PC的数据服务中心,并通过数据服务中心与移动客户端的Socket通信,实现随时随地的通风机远程监控功能。     

矿井通风安全智能监测监控系统研制

为实现矿井正常生产或救灾时风量自动调节与控制,研制了一种矿井通风安全智能监测监控系统,介绍了该系统的结构、硬件配置及软件开发。该系统实现了通风安全参数——风速、瓦斯浓度、温度、风压和风量的实时监测和显示,为灾害预警及控制提供了依据;在风量不足或富余时可自动调节风门开闭状态和开启程度,以满足用风地点的供风需求和救灾需要。     

矿井主通风机在线监测系统原理及应用

分析了矿井主通风机在线监测系统的软、硬件设计原理;从传感器选型、通信方式、工控机监测界面等方面介绍了矿井主通风机在线监测系统在峻德煤矿的具体应用情况。实践表明,该系统运行稳定,降低了工人劳动强度,有效避免了主通风机意外停机事故的发生,提高了主通风机运转的安全性和可靠性。     

矿井主通风机不停风倒机控制系统改进方案

针对矿井主通风机不停风倒机控制系统中工控机使用一定年限后容易死机的问题,提出将传感器连接到交换机上,并采用多台工控机同时读取数据的解决方法。针对温度巡检仪及电参数采集模块输出的RS485信号无法直接接入交换机的问题,提出增加串口服务器和增加PLC的RS485模块两种改进方案;分析了两种方案的优缺点,并最终选择增加PLC的RS485模块的方案。实际应用表明,系统改进后运行良好,达到了预期的效果。     

矿井主要通风机切换过程供给风量优化控制研究

矿井主要通风机切换过程中存在供给风量大范围波动甚至中断问题,易导致瓦斯浓度超限。常用的基于模型的主要通风机切换控制方法难以很好地对约束进行处理,基于智能算法的控制方法依赖专家知识和经验,具有主观性和随意性。针对上述问题,以中国平煤能源化工集团有限责任公司二矿主要通风机切换过程为研究背景,研究了主要通风机切换过程供给风量优化控制问题。基于流体动力学方程和图论概念,建立了主要通风机切换过程动态模型,并采用泰勒展开式对其进行线性化处理,以降低计算复杂度。考虑矿井主要通风机切换过程具有强非线性、系统状态受约束,且为离散的多输入多输出系统,采用模型预测控制（MPC）算法研究风量控制问题,设计了主要通风机切换过程MPC系统,将风量优化转换为二次规划问题。采用原对偶神经网络在线求解优化问题,实现主要通风机切换过程的供给风量实时优化控制。试验结果表明：MPC系统可有效实现主要通风机切换,切换过程中4个风门风量可很好地跟踪参考值;各采样时刻运算时间为0.027 s,满足切换过程实时性要求;供给风量波动最大值仅为0.9%,明显优于传统PID控制效果。     

分布式通风机性能测定系统在煤矿的应用与分析

采用分布式通风机性能测定系统对东滩煤矿西翼风井2台主通风机进行了性能测定,绘制出了风量-风压曲线、风量-功率曲线和风量-效率曲线,分析了主(备)通风机在不同工况以及不同叶片角度下的通风能力。实际应用表明,该系统现场测定所需时间少,且数据处理高效准确。     

煤矿风机智能远程监控系统的应用研究

针对煤矿通风机高稳定性和强实时性的特殊控制要求,文章设计了一套煤矿风机智能远程监控系统,并提出了一种双机热备变频调速控制方案,主备控制器采用参数互备、故障自动切换等方式,保证了控制系统的实时性和不间断地稳定运行。该系统通过实时监测风机轴温、工作电压、巷道风压等参数,实现了风机工作状态的全面远程监控,并具有超限控制、报警、打印等功能。     

矿井局部通风机智能控制系统的设计

针对传统的矿井局部通风机变频控制系统仅随瓦斯浓度调节风量而存在的不足,文章提出了一种兼顾瓦斯浓度和煤尘浓度的矿井局部通风机智能控制系统的设计方案,介绍了基于模糊PID控制的瓦斯、煤尘浓度的模糊控制器的设计。通过对瓦斯浓度模糊控制器以及煤尘浓度模糊控制器的仿真可以看出,随着工作面瓦斯和煤尘浓度的不同,该智能控制系统会根据爆炸性气体的浓度变化,自动、连续、实时地对局部通风机进行调速。     

一种煤矿主通风机监控系统的设计

根据煤矿主通风机的运行情况及控制要求,提出了一种基于S7-300 PLC的煤矿主通风机监控系统的设计方案,详细介绍了该系统的组成、参数监测方法、控制流程及上位机监控界面设计。应用结果表明,该系统运行稳定可靠,提高了煤矿主通风机的自动化管理水平。     

基于嵌入式系统的煤矿主通风机在线监测系统的设计

目前,煤矿主通风机在线监测系统多采用"硬件基于工控机,软件基于组太"的方案,该方案的缺点是体积较大、成本较高、系统不稳定。针对该缺点,提出了一种以S3C2440为硬件平台和嵌入式Linux操作系统为软件平台的煤矿主通风机在线监测系统的设计方案,并详细介绍了系统硬件组成和软件设计。该系统能够实时监测主通风机的风量、振动、电压和电流等参数,并可实现远程浏览本地数据的功能。     

矿井主通风机自动监控系统的设计

为了保障主通风机安全、可靠、经济地运行,提出了一种基于S7-300 PLC的矿井主通风机自动监控系统的设计方案;给出了该系统的结构,详细介绍了该系统中PLC的硬件及软件结构、模拟量的检测实现及采用智能型PID调节器XMA5000对风机负压和流量进行自动调节的方法。实际应用表明,该系统能够实现通风机的就地、集中、远方3种控制方式,提高了主通风机的自动化程度和运行可靠性。