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矿井空压机综合保护与监控系统研制

发布时间:2018-12-13 15:39
【摘要】:空压机是煤矿生产中十分重要的动力供给设备,它的运行情况会对煤矿的安全生产与经济效益产生重要影响。由于井下所选用的空压机机型较早,自动化程度较低,设备操作十分繁琐,并且随着空压机的长期使用,逐渐出现了设备部件老化、故障频发的问题,严重影响了空压机的正常使用和井下供风系统的稳定性。同时空压机采用人工定时巡检并记录运行数据的方式十分落后,不能及时了解空压机的运行状况并采取措施。本论文在对课题的重要性和国内外研究现状做了充分了解的基础上,以山东某大型煤矿井下空压机房自动化改造为项目背景,研制了一套矿井空压机综合保护与监控系统,采用现代工业控制技术,实现了对矿井空压机的状态实时监测、压力自动控制与综合保护。本研究课题在对空压机工作原理和现场实际情况做了充分准备之后,进行了系统的整体设计,决定采用PLC与组态软件相结合的分布式控制方式。文章从系统总体方案设计、软硬件设计、系统通信设计,一直到空压机综合保护技术的应用,全面而详尽的阐述了系统的设计过程。在硬件设计部分,本课题对可编程控制器、传感器、电源模块和变频器等进行了设备选型和硬件部分的接线设计,同时还对系统的监控分站控制柜进行了科学布局和抗干扰设计。在系统软件设计中,不仅完成了PLC的编程设计,对A/D转换、压力自动控制、故障异常报警等功能进行了模块化的设计,而且还完成了MCGS组态设计,实现了空压机的就地与远程实时监控,另外对上位机和下位机之间的PPI和TCP/IP协议通信部分进行了设计。文章最后采用了一种经过BP算法优化的多传感器数据融合技术,实现了对空压机故障更精确的判断。
[Abstract]:Air compressor is a very important power supply equipment in coal mine production, and its operation will have an important impact on the safe production and economic benefit of coal mine. Due to the lower degree of automation and the earlier type of air compressor used in the underground, the operation of the air compressor is very complicated, and with the long-term use of the air compressor, the problems of the aging of the equipment components and frequent failures have gradually appeared. It seriously affects the normal use of air compressor and the stability of underground air supply system. At the same time, the air compressor uses the manual timing to inspect and record the operation data very backward, can not understand the operation of the air compressor in time and take measures. On the basis of understanding the importance of the subject and the current research situation at home and abroad, this paper develops a comprehensive protection and monitoring system for mine air compressor based on the project background of automatic transformation of underground air compressor room in a large coal mine in Shandong province. By using modern industrial control technology, the condition of mine air compressor can be monitored in real time, the pressure can be controlled automatically and the comprehensive protection can be realized. After making full preparation for the working principle and the actual situation of the air compressor, the whole design of the system is carried out, and the distributed control mode which combines PLC and configuration software is adopted. In this paper, the design process of the system is described in detail from the overall scheme design, hardware and software design, system communication design to the application of the air compressor comprehensive protection technology. In the part of hardware design, the paper has carried on the equipment selection and the hardware connection design to the programmable controller, the sensor, the power supply module and the frequency converter, etc. At the same time, scientific layout and anti-interference design of the control cabinet of the system are carried out. In the system software design, not only has completed the PLC programming design, has carried on the modularization design to the A / D conversion, the pressure automatic control, the fault abnormal alarm and so on function, but also has completed the MCGS configuration design, The local and remote real-time monitoring of the air compressor is realized. In addition, the communication part of PPI and TCP/IP protocol between the upper computer and the lower computer is designed. Finally, a multi-sensor data fusion technique optimized by BP algorithm is used to determine the fault of air compressor more accurately.
【学位授予单位】:青岛科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TD67;TP277

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本文编号:2376781

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