当前位置:主页 > 科技论文 > 矿业工程论文 >

煤矿井下皮带运输系统优化控制研究

发布时间:2018-08-24 10:12
【摘要】:井下皮带运输系统是煤矿生产的主要能耗环节,它的能源利用效率直接关系着煤矿效益,影响着企业竞争力。而传统运行模式下,皮带机经常处于欠载甚至空载的运行状态,能源效率低下,造成大量的电能浪费。为了降低能源消耗,减少能源成本支出,必须对原有系统进行优化处理。首先,介绍了皮带机相关技术的国内外研究现状与应用前景,并指出了与国外相比,国产皮带机技术方面存在的差距。分析了现有皮带机运行模式存在的问题,并指出其中有较大的优化空间。起动过程会产生较大的冲击电流,对设备和电网造成严重的损害;多电机驱动功率不平衡问题,影响设备安全;欠载和空载运行会造成大量的电能损失,且加速了皮带的磨损。根据能源需求侧管理相关原理,以及现有模式的特点,结合电价制度,确定了“分时电价”下的“削峰填谷”“变频调速”优化策略。其次,根据ISO5048与DIN22101,分析皮带机运行受力情况,建立了皮带机系统功率数学模型,把所有参数归纳为4个系数,方便了优化计算。建立了灰色预测模型,用于产煤量预测计算;结合分时电价确定了最小电费成本的优化目标函数。针对优化过程存在模型失配与系统干扰影响控制精度的问题,引入了预测控制算法进行优化处理;它滚动优化的思想能有效消除误差,提高优化质量。然后,进行了系统优化仿真。仿真结果表明,与原有运行模式相比,优化后的皮带机系统能源消耗与能源成本均有很大程度的降低;皮带机运行更为平稳,减少了对机械设备以及电网的冲击,系统整体优化效果良好。最后,设计了优化控制系统硬件结构与软件控制流程。控制系统由DSP、变频器、煤仓料位计、以及转速传感器等部件组成;控制流程包括控制主流程、调速过程子流程、紧急情况处理流程、软起动流程以及功率平衡控制流程。
[Abstract]:The underground belt transportation system is the main link of energy consumption in coal mine production. Its energy utilization efficiency is directly related to the coal mine benefit and affects the competitiveness of the enterprise. However, under the traditional operation mode, the belt conveyor is often in the state of under-load or even no-load, so the energy efficiency is low, resulting in a large amount of electric energy waste. In order to reduce energy consumption and reduce energy cost, the original system must be optimized. Firstly, this paper introduces the research status and application prospect of belt machine technology at home and abroad, and points out the gap of domestic belt machine technology compared with foreign countries. This paper analyzes the problems existing in the current belt machine operation mode, and points out that there is a large space for optimization. The starting process will produce large impulse current, which will cause serious damage to equipment and power grid; the power imbalance of multi-motor drive will affect the safety of equipment; underload and no-load operation will cause a lot of power loss, and accelerate the wear of belt. According to the principle of energy demand-side management and the characteristics of the existing mode, the optimization strategy of "cutting peak and filling valley" and "variable frequency speed regulation" under "time-sharing price" is determined in combination with the electricity price system. Secondly, according to the analysis of ISO5048 and DIN22101, the power mathematical model of belt conveyor system is established, and all the parameters are reduced to four coefficients, which is convenient for optimization calculation. The grey forecasting model is established for the prediction of coal production and the optimal objective function of the minimum electricity cost is determined by combining the time-sharing electricity price. In order to solve the problem that model mismatch and system interference affect the control accuracy in the optimization process, a predictive control algorithm is introduced to deal with the optimization, which can effectively eliminate the error and improve the optimization quality. Then, the system optimization simulation is carried out. The simulation results show that compared with the original operation mode, the energy consumption and energy cost of the optimized belt conveyor system are greatly reduced, and the belt machine runs more smoothly, which reduces the impact on mechanical equipment and power grid. The overall optimization effect of the system is good. Finally, the hardware structure and software control flow of the optimal control system are designed. The control system is composed of DSP, inverter, coal bunker level gauge and speed sensor, and the control flow includes main control flow, speed regulation process sub-flow, emergency handling flow, soft start process and power balance control flow.
【学位授予单位】:辽宁工程技术大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TD634.1

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 张粒子;张伊美;叶红豆;程瑜;;可选择两部制电价定价模型及其方法[J];电力系统自动化;2016年03期

2 李松;;煤矿企业能耗分析及其绿色生产管理研究[J];煤炭技术;2016年02期

3 任志玲;韩佳昊;;基于MPC的煤矿井下排水系统节能控制策略研究[J];系统仿真学报;2015年12期

4 陈陆曦;王利军;;基于煤矿输送带运输的能耗管理系统设计[J];煤矿机械;2015年01期

5 郑泽东;陈宁宁;李永东;;基于模型预测控制的异步电机弱磁控制新方法[J];电工技术学报;2014年03期

6 程军;李愈清;陆文涛;;基于变频调速的煤矿带式输送机节能控制方法[J];电气传动;2013年11期

7 赵云;刘世琦;李晓明;杨帆;周冬旭;;考虑电磁暂态过程的大功率异步电机全压起动方法[J];高电压技术;2013年02期

8 权立志;;中国煤矿能耗现状及节能技术发展方向分析[J];能源与节能;2012年12期

9 邵国良;张西新;;基于PLC的主运输皮带智能控制系统的研究与应用[J];中国矿业;2012年S1期

10 阮文骏;王蓓蓓;李扬;杨胜春;;峰谷分时电价下的用户响应行为研究[J];电网技术;2012年07期

相关博士学位论文 前1条

1 杨娟;煤炭矿区节能减排多目标优化决策研究[D];中国地质大学;2014年

相关硕士学位论文 前7条

1 杨昆;基于功率平衡的多电机驱动带式输送机的节能策略研究[D];合肥工业大学;2016年

2 肖津;矿井提升机系统SVG+FC型无功补偿和谐波治理技术研究与应用[D];中南大学;2014年

3 黄惠;电力市场环境下用电大户的电力需求侧管理探讨[D];华南理工大学;2013年

4 阴联民;变频带式输送机自动节能运行控制系统研究[D];西安科技大学;2011年

5 王波;基于PLC的矿用皮带运输机集控系统的开发与研究[D];太原理工大学;2011年

6 何磊;煤矿带式输送机的电气节能技术研究[D];西安科技大学;2010年

7 张振;基于DSP的煤矿皮带运输机调速控制系统的研究[D];安徽理工大学;2010年



本文编号:2200501

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/kuangye/2200501.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户9c08d***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com