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)的一個重要環(huán)節(jié)。本文針對金鳳煤礦井下排水監(jiān)控系統(tǒng)這一實際工程項目，圍繞系統(tǒng)的自動化水平、安全運行、節(jié)能降耗的角度進(jìn)行了研究，首先通過動態(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無線技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的設(shè)計。利用智能控制技術(shù)、計算機(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、自動控制和遠(yuǎn)程監(jiān)控的相關(guān)設(shè)計工作。本文的主要研究工作可總結(jié)為如下三個方面:
　　(1)井下排水系統(tǒng)控制策略的優(yōu)化。為實現(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)化原理和動態(tài)規(guī)劃法，對排水系統(tǒng)進(jìn)行分段決策控制，并通過Dijkstra算法對數(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)礦井實際涌水量和用電情況，通過合理調(diào)度水泵的運行以達(dá)到節(jié)能降耗的目的。
　　(2)水位模糊PID控制算法的設(shè)計

3、及其實現(xiàn)。針對井下排水系統(tǒng)的非線性、大時滯、變參數(shù)、數(shù)學(xué)模型不確定的特點，設(shè)計了水位模糊PID控制器，并通過Matlab/Simulink軟件將其與常規(guī)PID控制器進(jìn)行仿真對比，得出模糊PID在響應(yīng)性、抗干擾性和適應(yīng)性三個方面具有更好的控制性能的結(jié)論，最后通過OPC技術(shù)完成上位機(jī)軟件Matlab與PLC的實時通訊，實現(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。該系統(tǒng)以DR