矿井主排水泵房在线监控与故障诊断系统的设计与研究

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矿井主排水泵房担负着将煤矿积水及时排除的重任,是煤矿安全生产的重要组成部分。针对目前主排水泵房在线监测可靠性差、自动化程度低、排水设备故障频发及故障诊断系统不完善等问题,本文构建以PLC为核心,采集卡辅助运算的矿井主排水泵房在线监控及故障诊断系统,实现对排水系统集中控制、监测与诊断。针对涌水量变化具有非线性且矿井排水系统耗能大的特点,以减少能耗为目标,通过引入模糊控制理论,建立涉及阶段电价、水位及涌水量等因素的控制策略。通过与传统控制策略仿真对比,以及施加扰动进行稳定性测试,结果表明本文提出的控制策略具有明显优势。针对矿井排水系统常见故障,诊断系统采用振动加速度传感器获取振动数据,通过最小反褶积(MED)增强数据特征,利用小波包进行5层分解,提取各节点的峭度、偏度及能量占比作为特征值,结合压力传感器、温度传感器等采集的设备状态参数,作为特征向量输入RBF神经网络中,得到最终故障诊断结果。根据矿井主排水泵房在线监控及故障诊断系统,基于TIA Portal V15软件开发下位机程序,实现模糊控制及自动轮换控制策略。通过King View及Mcgs Pro组态软件,实现主排水泵房的实时监控、故障报警、历史查询等功能。最后,搭建实验台对监控及故障诊断系统进行功能验证。本论文有图100幅,表11个,参考文献103篇。
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