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煤矿井下排水控制系统设计与优化

付磊  
【摘要】:井下排水系统是煤矿生产的重要环节,其工作效率和可靠性对煤矿的安全生产有着重要意义。本文以大屯煤电公司孔庄煤矿-1050井下中央泵房为背景,应用计算机、网络通信、PLC、检测与自动化等技术开发了一套节能、高效的自动排水系统。 该系统由PLC、传感器、就地操作箱、上位机和控制网络等部分组成。选用西门子S7-300系列PLC作为控制核心,负责采集各传感器的参数,接收上位机和就地操作箱的命令,对各控制元件发出启停命令等。就地操作箱配有操作按钮和触摸屏,用于设置工作方式和显示水泵运行信息。控制网络选用工业以太网结构,实现PLC与上位机的连接。 论文探讨了“节电”、“节省费用”两种不同目标下的优化调度策略。其一是以“节省电费”为目标的基于避峰就谷的优化控制策略,并应用到生产实际中。其二是建立动态规划模型,提出以“节电”和“节省电费”的优化策略,给出了模型的建立方法和求解步骤。 控制系统上位机采用西门子WinCC组态软件进行设计,实现了在地面上控制井下水泵的启停和监视其运行的情况。上位机系统具有报警记录、数据归档等功能,提供了一个直观、可视化的操作平台。 现场运行表明,该自动化排水系统配置合理,运行安全、可靠、高效,提高了煤矿企业的生产效率和现代化管理水平。


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