井下排水智能控制系统研究与设计

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1、硕士学位论文井下排水智能控制系统研究与设计ResearchandDesignofIntelligentControlSystemofMineDrainage作者：徐珂珂导师：钱建生教授中国矿业大学二〇一六年五月中图分类号TP391.4学校代码10290UDC密级公开中国矿业大学硕士学位论文井下排水智能控制系统研究与设计ResearchandDesignofIntelligentControlSystemofMineDrainage作者徐珂珂导师钱建生教授申请学位工学硕士培养单位信电学院学科专业信息与通信工程研究方向计算机网络答辩委

2、员会主席华钢评阅人二○一六年五月论文审阅认定书研究生徐珂珂在规定的学习年限内，按照研究生培养方案的要求，完成了研究生课程的学习，成绩合格；在我的指导下完成本学位论文,经审阅，论文中的观点、数据、表述和结构为我所认同，论文撰写格式符合学校的相关规定，同意将本论文作为学位申请论文送专家评审。导师签字：年月日致谢时光荏苒,在中国矿业大学三年的研究生生活已接近尾声，这个历史名城中的美丽院校见证了三年来我的恩师和朋友们与我共同学习、生活的忙碌身影。回顾在此期间的经历的一切，欢乐和成长如影随形，不舍和依恋萦绕心头。感谢矿大给了我这段求学经历，

3、我更感谢在这段经历中，那些曾给予我帮助的人们，在这里我谨向他们致以最真诚的谢意！至此论文完成之际，首先衷心感谢钱建生教授在我研究生阶段在学习、思想、生活等诸多方面所给予的悉心关怀。钱老师学识渊博、对学科前沿洞察力敏锐、治学态度严谨、为人谦和，助我成才，教我做人，使我终生受益。在硕士论文成稿之际，谨向尊敬的钱老师表示衷心的感谢和崇高的敬意！另外也要感谢郭星歌老师，蔡利梅老师，冯小龙老师和李雷达老师在我进入中国矿业大学以来对我学习和生活提供的帮助。感谢实验室的张晓晓、周琳琳、陈艳霞、施加卫和宋明智等，三年里，我们共同维系着彼此之间兄弟

4、姐妹般的感情，维系着实验室的融洽。我们在学术上自由交流，技术上公开合作，生活上相互帮助和提携。临别之际，千言万语汇成一句珍重，祝君前程似锦。还要感谢徐州中矿大华洋通信设备有限公司的丁宇辉、卢辉、梁坤、马萍、董祥法等工程师在程序编写时提供了很多方法与经验，对我的论文帮助很大，在此向他们以及平煤八矿信息办的所有领导及员工表示忠心的感谢！谨以此文献给我的父母，养育之恩，无以为报，唯有幸福生活，努力工作，奉献社会。在这里真诚的祝福，祝你们永远健康快乐。由衷感谢各位专家和老师在百忙中评阅论文！摘要井下排水系统是煤矿安全生产的重要组成部分，担

5、负着排出井下积水的重任。本文根据平煤八矿二水平热水仓泵房自动化改造的工程项目，综合应用计算机通信网、传感器和智能控制等技术完成了符合煤矿现代化生产管理要求的井下排水智能控制系统的设计。井下排水智能控制系统包含井下泵房监控单元、地面控制中心、地面蓄水池监测分站和通信网络四个部分。本系统选用西门子S7-300系列PLC作为核心控制器，用于接收就地操作台和上位机的控制命令，实时采集传感器的参数，并完成与地面监测分站的通信。S7-200系列PLC作为地面监测分站控制器，采集地面蓄水池的水温和水位参数，并完成与主站的通信。通过就地操作台上的

6、按钮和触摸屏，可以实现对水泵系统的集中控制与监测。PLC与上位机的信息传输采用工业以太网。本文研究了以节省电费支出为目标的智能控制策略，提出了两种优化策略。一是基于“避峰就谷”的优化控制策略，并对现有策略的不足，引入涌水量预测的方法加以改进，并应用到生产实际中。二是建立水泵离散数学模型，通过动态规划法求解，实现节省电费支出的目标。排水控制系统选用iFix组态软件作为上位机监控软件，实现了远程监控和无人值守。上位机系统还具有操作记录、故障报警记录查询等功能，可以直观、全面的监控整个系统。实际运行情况表明，本套系统配置合理，运行稳定，

7、各项指标均达到了设计的要求，提高了煤矿企业的生产效率和现代化管理水平。该论文有图31幅，表5个，参考文献76篇。关键词：排水系统；PLC；智能控制；动态规划；组态软件IAbstractMinedrainagesystemisanimportantpartofcoalsafetyproduction,tocarryouttheimportanttaskofdischargingtheundergroundwater.ThispapertakesthetwolevelsofPingdingshan8thminepumpingstati

8、onautomationprojectsasthebackground,anddesignsaintelligentcoalminedrainagecontrolsystemwhichadapttothemodernproductionmanage