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矿井轨道运输智能监控与优化调度系统研究

发布时间:2018-04-28 21:06

  本文选题:矿井轨道运输 + PLC ; 参考:《中国矿业大学》2017年硕士论文


【摘要】:矿井机车轨道运输是井下矸石、物料等主要的运输方式。井下轨道分布广泛且交错复杂,极易发生运输机车撞车、追尾等事故,一旦发生事故会在短时间内影响整个矿井的运输生产任务。随着采掘运输任务的不断增加,煤矿对运输机车的实时监控和调度也提出了更高的要求,因此研究矿井轨道运输智能监控与优化调度系统对于提高矿井机车运输效率和矿井经济效益,保障机车运输安全具有重要的意义。本文以大屯煤电公司孔庄煤矿为背景,针对该矿井轨道运输监控系统存在的不足,利用PLC控制技术,计算机远程监控技术,网络信息技术,传感器检测技术并结合蚁群算法机车优化调度策略实现了矿井轨道运输的智能监控与优化调度。首先研究设计了轨道运输智能监控与优化调度系统的总体结构,分析了轨道机车运输过程中进路区间信号机的设计方法以及联锁规则,论述了系统的控制原理与机车定位原理。紧接着针对矿井机车的运输调度问题,确立了满足机车载重量情况下运输路径最短的优化目标,根据优化目标建立了机车优化调度数学模型,并利用蚁群算法对模型进行了求解,完成了机车运行路径的规划。随后根据系统功能的实现和现场设备情况,完成了控制系统硬件和现场设备的选型设计,并对相关电气控制原理图进行设计,采用西门子S7-1200 PLC完成系统数据的监测和自动控制运行。在系统网络方面,利用PROFIBUS DP现场总线和PROFINET工业以太网以及无线通讯构建系统通讯网络,实现系统的数据传输。最后利用STEP7 V13编写PLC控制系统程序,实现机车调度运行过程中进路区间转辙机信号机的自动控制和信号闭锁;采用WINCC设计监控计算机显示界面,实现机车运行状态的实时监测和远程控制。
[Abstract]:Mine locomotive rail transportation is the main transportation mode of underground gangue and materials. The underground track is widely distributed and interlaced and complex, so it is easy to happen accidents such as vehicle collision and rear-end. Once the accident occurs, it will affect the whole mine transportation and production task in a short period of time. With the increasing of mining and transportation tasks, coal mines have put forward higher requirements for real-time monitoring and dispatching of transport vehicles. Therefore, it is of great significance to study the intelligent monitoring and optimal dispatching system for mine rail transportation to improve the efficiency of mine locomotive transportation and mine economic benefit, and to ensure the safety of locomotive transportation. This paper takes Kongzhuang Coal Mine of Datun Coal Power Company as the background, aiming at the shortcomings of the monitoring system of railway transportation in this mine, using PLC control technology, computer remote monitoring technology, network information technology, etc. Sensor detection technology and ant colony algorithm combined with locomotive optimal scheduling strategy to achieve intelligent monitoring and optimal scheduling of mine rail transportation. Firstly, the overall structure of the intelligent monitoring and optimal dispatching system for rail transportation is studied, the design method and interlocking rules of the route interval signal machine in the course of railway locomotive transportation are analyzed, and the control principle and locomotive positioning principle of the system are discussed. Then aiming at the transportation scheduling problem of mine locomotives, the optimization goal of the shortest transportation path is established to meet the load load of locomotives, and the mathematical model of locomotive optimal dispatching is established according to the optimization objectives. Ant colony algorithm is used to solve the model, and the locomotive running path planning is completed. Then, according to the realization of the system function and the situation of the field equipment, the selection design of the control system hardware and field equipment is completed, and the related electrical control schematic diagram is designed. Siemens S7-1200 PLC is used to monitor and control the system data. In the aspect of system network, the system communication network is constructed by using PROFIBUS DP fieldbus, PROFINET industrial Ethernet and wireless communication to realize the data transmission of the system. Finally, the program of PLC control system is programmed by STEP7 V13 to realize the automatic control and signal locking of the signal of the route interval switch machine in the course of locomotive dispatching, and the display interface of the monitor computer is designed by using WINCC. Realize the real-time monitoring and remote control of locomotive running state.
【学位授予单位】:中国矿业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TD634

【参考文献】

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本文编号:1816864

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