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大型矿井风机智能监控系统关键技术研究

大型矿井风机智能监控系统关键技术研究

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作者：吴兴校中国地质大学(北京)

学位级别：硕士

矿井主通风系统承担着整个矿井的通风任务。现有矿井风机监控系统通常采用参数实时监测方法,利用单参数进行报警,因此易出现矿井通风系统评判不全面和故障无法及时报警,使监测数据无法发挥应有的作用。本论文基于此类监控特征,应用典型... 详细信息

矿井主通风系统承担着整个矿井的通风任务。现有矿井风机监控系统通常采用参数实时监测方法,利用单参数进行报警,因此易出现矿井通风系统评判不全面和故障无法及时报警,使监测数据无法发挥应有的作用。本论文基于此类监控特征,应用典型数据和软件算法,主要研究一种适用于生产的大型矿井风机智能监控系统的实时安全评判系统与风机故障诊断系统,主要进行了以下工作:1、首先介绍了矿井主通风系统与矿井风机的类型、工作方式,矿井安全监控系统存在的不足,以及通风系统安全评判的关键因素与风机系统的常见故障,定位了课题研究的关键环节。2、详细讨论了模糊综合评价法、灰色关联度分析法、BP人工神经网络法等现代安全评判方法,提出了基于距离判别法的安全评判策略;详细讨论了监测数据报警方式、定期拆检方式、离线数据分析等现代故障诊断方式,提出了基于最小二乘法的故障诊断策略,并验证了距离判别法与最小二乘法的性能。3、基于本文提出的安全评判策略与故障诊断策略,详细讨论了相应安全评判方法与故障诊断方法的实现步骤。以风量、风压、以及电机参数等主要系统特征参数为依据,仿真研究了不同参数的评判与预测情况,验证了安全评判方法具有综合实时可靠的评判特性与故障诊断方法具有超前预测故障等主要特性。4、基于本文设计的通风系统安全判别策略与通风机故障诊断方法,完成了矿井风机控制系统和上位机监控系统,在实验室验证了在线式安全评判和故障诊断等相关理论和方法的可行性。本文提出的通风系统在线式安全评判策略与一般的安全评判策略相比较具有实时性与综合性,完善了单参数或离线式安全评判策略的缺陷;本文提出的在线式故障诊断诊断方法与一般实时故障诊断方法相比较具有超前性,完善了离线式故障诊断诊断方法的缺陷。若应用于通风机控制系统,能够提高矿井通风系统运行的安全性,节约风机的维修和检修成本,能延长通风机寿命,减少重大事故,提升企业综合效益。本文的研究结论对于实际工程具有一定的借鉴意义。

关键词：矿井风机安全评判策略故障诊断策略仿真验证系统设计

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