随着煤矿“单机自动化-综合自动化-感知矿山-智慧矿山”发展路径的提出,数字化、智能化、网络化成为现代煤矿发展的主题。井下多水平排水系统作为矿山建设的重要组成部分,在当前发展中仍存在能源消耗大,联动性弱等问题。本文对多水平排水控制策略进行研究,设计了一套多水平协同排水智能控制系统,解决了多级排水用电成本高,难以联动控制的问题。主要工作和创新点如下:(1)针对传统控制方法存在水泵启停频繁,用电成本高等问题,提出改进的“避峰就谷”策略。对水仓水位进行重新划分,同时引入水位变化率和缓冲调整时间段对水泵的控制逻辑进行优化。由仿真实验证明,该策略可减少开泵时间,提高排水效率的同时降低电费成本。(2)针对多水平协同排水系统是多变量非线性强耦合系统,难以实现对其精准直接控制的问题,提出基于模糊神经网络的解耦控制策略,设计多水平液位解耦器,并提出GA-BP融合算法对模糊神经网络参数进行优化,提高解耦速度。仿真实验证明,该解耦器可以实现对多级液位的解耦控制,且控制效果良好。结合改进的“避峰就谷”控制策略,制定了多水平协同排水控制方法。(3)针对目前多水平排水系统各采层泵房相互独立,单独排水,无法实现信息互联的问题,对多水平排水方式进行分析,设计了系统的排水单元。从系统功能需求出发,采用分层设计理念,对系统总体结构进行设计,提高系统的容错能力,实现多水平各采层泵房之间的融合联动。(4)结合多水平协同排水智能控制策略和系统整体研究,开发一套多水平协同排水智能控制系统,并对系统控制单元、数据采集单元和通讯单元的硬件以及PLC程序和上位机监控软件进行设计。排水系统在恒源煤矿测试和应用,现场运行正常稳定,满足工业生产要求的同时实现能源成本节约。本论文有图56幅,表12个,参考文献72篇。