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。

基于S7-300 PLC的矿井通风机不停风自动倒机系统设计

针对高瓦斯突出矿井进行主通风机倒机时,在短暂的停机时间内仍会出现瓦斯超限现象的问题,提出了一种基于S7-300 PLC的矿井通风机不停风自动倒机系统的设计方案。该系统采用增加对空旁路风门来启动备用通风机的方案,即在主通风机停止前先启用备用通风机,通过主、副风门开度的配合,保证倒机系统风量的稳定。实际应用表明,该系统可有效保证不停风倒机过程的安全。

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。

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。

矿井通风机倒机过程自适应PID抗饱和控制器设计

针对矿井通风机倒机过程中存在的执行器饱和问题,将变结构PID抗饱和控制与非线性自适应控制相结合,设计了自适应PID抗饱和控制器。基于带死区的投影算法建立矿井通风机倒机过程线性和非线性模型;针对这2个模型,分别设计一个变结构PID抗饱和控制器;计算线性和非线性自适应PID抗饱和控制器在不同状态下的运行评价指标,选择评价指标值较小的控制器用于该状态下的矿井通风机倒机过程控制。仿真结果表明,自适应PID抗饱和控制器能够保证井下传输风量的平稳,很好地解决了执行器饱和问题。

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。

矿井主通风机不停风自动倒机监控系统

介绍了一种上位机组态软件采用组态王6.53、下位机采用西门子S7-300系列PLC的矿井主通风机不停风自动倒机监控系统,分析了系统的组成结构、硬件和软件设计,着重探讨了主通风机一键倒机的过程,相对传统的倒机方式,实现了瓦斯未超限及风量的平稳过渡。