基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的煤礦井下中央水泵房監(jiān)控系統(tǒng)的研究.pdf

1、井下排水系統(tǒng)是煤礦重要的設(shè)備之一，其工作狀態(tài)的好壞會(huì)直接影響礦井安全生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益。目前，大多數(shù)煤礦對(duì)井下水泵房的監(jiān)測(cè)和控制方式仍停留在人工進(jìn)行監(jiān)測(cè)和傳統(tǒng)的繼電器控制。工人操作時(shí)的勞動(dòng)強(qiáng)度比較大，自動(dòng)化程度不高，應(yīng)急能力低。本文著重對(duì)煤礦井下水泵房監(jiān)控系統(tǒng)做了研究，設(shè)計(jì)并研制了一種監(jiān)控系統(tǒng)。
　　由于礦井水來(lái)源的復(fù)雜性，導(dǎo)致井下水倉(cāng)中水位的動(dòng)態(tài)變化呈現(xiàn)出強(qiáng)非線性。而監(jiān)控系統(tǒng)要求能夠根據(jù)水位變化自動(dòng)、合理的確定水泵啟動(dòng)的臺(tái)數(shù)，把水倉(cāng)

2、水位控制在一個(gè)合理的范圍之內(nèi)。文中提出了基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的水位控制策略，建立了三層結(jié)構(gòu)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，并將建立好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型在MATLAB下進(jìn)行了建模和仿真，通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練得出合理的隱含層中隱單元個(gè)數(shù)和“動(dòng)量項(xiàng)”大小。仿真結(jié)果表明該控制器可以根據(jù)水位和水位上升速率兩種參數(shù)來(lái)確定當(dāng)前狀態(tài)下應(yīng)該啟動(dòng)的臺(tái)數(shù)。
　　文中對(duì)隔爆兼本安型可編程控制箱進(jìn)行了總體設(shè)計(jì)。并選用西門(mén)子S7-300系列PLC作為核心控制器，設(shè)計(jì)了模擬量輸入和數(shù)字量輸

3、入、輸出電路、電源電路。在硬件設(shè)計(jì)完成的基礎(chǔ)上，對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的控制功能的軟件進(jìn)行了設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了手動(dòng)控制、半自動(dòng)控制、全自動(dòng)控制、“躲峰填谷”運(yùn)行和機(jī)組輪換工作等功能同時(shí)對(duì)上位機(jī)組態(tài)軟件和觸摸屏進(jìn)行了組態(tài)，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過(guò)程的可視化。
　　對(duì)設(shè)計(jì)好的煤礦井下中央水泵房監(jiān)控系統(tǒng)做了實(shí)驗(yàn)室測(cè)試、國(guó)家相關(guān)部門(mén)的檢驗(yàn)和工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明，該監(jiān)控系統(tǒng)滿足國(guó)家相關(guān)規(guī)定的要求，可以在井下環(huán)境中使用，并且在實(shí)際的功能測(cè)試中，取得了很好的控制