井下带式输送机智能控制系统的研究与设计

摘要

带式输送机具有长距离、大运量、连续输送等优点，现已成为煤炭高效开采的关键设备。本文根据平煤集团十一矿井下带式输送机的运输现状，针对其独立控制、就地操作、控制策略单一等问题，设计了井下带式输送机智能控制系统。
　　本文将模糊控制与人工神经网络融合，提出了基于ANFIS的速度动态控制策略。该方法首先采用网格分割法确定初步的网络结构，然后通过对比分析将混合法作为模型的参数校正算法，最后通过减法聚类法优化网络结构来缩短训练时间。该方法在调节过程中相对平滑、无超调现象，满足了井下带式输送机的运输特点。
　　针对带式输送机动态调速过程出现的电机过载现象，提出了基于电流均值法的多电机控制策略，该方法通过电流均值与各电机电流的对比来调整电机转矩从而实现多电机控制。两种控制策略相辅相成共同实现了井下带式输送机的智能控制。
　　本文硬件由地面监控中心、地面 PLC控制主站、井下控制分站与通信网络等组成。井下控制分站采用S7-300作为核心控制器，实现了带式输送机多模式控制、“S”型软启动、智能控制策略、故障检测等功能。地面 PLC控制主站与其通信，并通过工业以太网传输至上位机实时监控。上位机采用iFix组态软件作为编程软件，实现了带式输送机智能控制系统的实时监控、故障报警、历史操作曲线查询等功能。
　　通过现场测试，本文系统运行稳定、节能效果良好，提高了煤矿企业的生产效率和现代化管理水平。

目录

声明

致谢

1 绪论

1.1 课题的研究背景与意义(Research Background and Significance)

1.2 国内外研究现状(Research Status at Home and Abroad)

1.3 存在的问题(Existing Problems)

1.4 主要研究内容和论文结构安排(Structure Arrangement of Thesis)

1.5 本章小结(Conclusion of This Chapter)

2 井下带式输送机智能控制系统总体设计

2.1 带式输送机工作原理(Working Principle of The Belt Conveyor)

2.2 井下带式输送机智能控制系统方案设计(Design of Mine Belt Conveyor Intelligent Control System)

2.3 井下带式输送机智能控制系统主要功能设计(Main Function Design of Mine Belt Conveyor Intelligent Control System)

2.4 本章小结(Conclusion of This Chapter)

3 井下带式输送机智能控制策略方法研究

3.2 基于ANFIS控制算法的研究(The Research of ANFIS Control Algorithm)

3.3 基于ANFIS的速度动态控制策略(Speed Dynamic Control Strategy based on ANFIS)

3.4 基于电流均值法的多电机控制策略(Motor Control Strategy based on The Current Average Method)

3.5 现场调试与分析（Field Experiment and Analysis）

3.6 本章小结(Conclusion of This Chapter)

4 井下带式输送机智能控制系统硬件设计

4.1 硬件部署结构(Structure of Hardware Deployment)

4.2 井下控制分站设计(Design of Mine Control Substation)

4.3 其他主要硬件设计(Design of Other Main Hardware)

4.4 本章小结(Conclusions of This Chapter)

5 井下带式输送机智能控制系统软件设计

5.1 智能控制系统PLC程序设计(PLC Program Design of Intelligent Control System)

5.2 上位机监控软件设计(Software Design of PC Monitoring)

5.3 本章小结(Conclusions of This Chapter)

6 总结与展望

6.1 工作总结(Conclusions)

6.2 工作展望(Future Work)

参考文献

作者简历

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