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基于仿真技术的矿井通风自动调节研究

作 者: 张明旭
导 师: 黄德镛
学 校: 昆明理工大学
专 业: 安全技术及工程
关键词: 矿井通风 智能调节 矿井仿真 实时监测
分类号: TD724
类 型: 硕士论文
年 份: 2009年
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内容摘要


矿井通风是矿山生产的一个重要环节。一个安全、可靠、经济、实用的矿井通风网络,对保证井下安全生产有重要的意义。本文对矿井通风网络的智能调节技术进行了研究。首先,本文详细分析了现有矿井通风网络解算软件、矿井通风监测监控系统研究现状。根据矿井的实际情况和需要,针对现有通风软件的不足,找到了矿井通风优化中存在的问题,提出了实时监测结合智能调节的思路。文中讨论了包括通风网络解算、自动控制系统等相关的技术内容,并且分析了将不同技术进行融合的可行性和具体方法。而后通过对通风系统的分析,具体研究了矿井通风环境对智能调节系统的影响,并找到克服这些影响因素的解决办法。通过对矿井通风系统进行实时监测与智能调节的研究,提出了开发智能调节系统的方案。通风网络智能调节的研究是一个系统的工程,需要考虑的问题很多。研究中涉及关于通风网络波动对调节的影响、通风网络分支间的敏感度问题、调节量计算方法的优化等很多具体问题。开发矿井通风智能调节系统结合了很多学科的技术,包括矿井通风技术、矿井仿真技术、通讯总线、数据库和自动控制等。整套系统由硬件和软件两大部分组成。硬件部分由以CAN-BUS,总线为基础的控制网络组成,是由包括主机、传感器、执行机构等设备通过CAN总线组成的一个大系统。软件开发应用了Visual Basic 6.0、SQL Server2000等开发工具,针对现有硬件设备设计了数据采集、数据处理、系统设置等多个功能模块。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-9
第一章 绪论  9-17
  1.1 引言  9-10
  1.2 问题的提出  10-11
  1.3 相关技术发展现状  11-14
    1.3.1 风网解算研究现状  11-13
    1.3.2 通风网络监测系统现状  13-14
  1.4 存在的问题与研究的意义  14-15
  1.5 论文研究目标与内容  15-17
第二章 矿井仿真理论与通风系统的自动调节  17-26
  2.1 通风网络解算  17-21
    2.1.1 理论模型  17-20
    2.1.2 解算程序步骤  20-21
  2.2 仿真技术的应用与灵活性问题  21-22
  2.3 仿真技术与调控相结合  22
  2.4 通风网络自动调节原理  22-25
    2.4.1 自动控制系统  22-24
    2.4.2 自动控制系统能观能控性  24
    2.4.3 通风网络的自动控制  24-25
  2.5 本章小结  25-26
第三章 矿井环境的影响与优化调节  26-37
  3.1 巷道风阻与风量的相关性  26-27
    3.1.1 井巷风阻变化引起风流变化的规律  26-27
    3.1.2 影响风流的因素  27
  3.2 异常风阻的监测与界定  27-33
    3.2.1 风阻波动对监测系统的干扰  27-28
    3.2.2 风阻正常波动范围的确定  28-33
  3.3 网络优化调节  33-36
    3.3.1 网络优化调节的基本方法  33-34
    3.3.2 优化调节的通路法  34-36
    3.3.3 多目标优化方案  36
  3.4 本章小结  36-37
第四章 通风网络自动调节系统的设计  37-47
  4.1 自动调节系统的功能模块  37-38
    4.1.1 通风网络远程监测系统  37
    4.1.2 通风系统智能优化模块  37
    4.1.3 井下风流调节系统  37-38
    4.1.4 分支风量计划表  38
  4.2 通风网络的自动调节  38-41
    4.2.1 调节系统的基本信息设置  38-39
    4.2.2 智能调节的流程  39-41
  4.3 自动调节系统的组成  41-46
    4.3.1 现场总线  41-42
    4.3.2 传感器的选型与设置  42-44
    4.3.3 通风调节系统  44-45
    4.3.4 监测系统与调节系统的集控  45-46
  4.4 本章小结  46-47
第五章 通风网络调节系统模型  47-60
  5.1 模型的功能与设计方案  47-48
  5.2 模型的硬件设计  48-50
    5.2.1 模型结构的设计  48-49
    5.2.2 模型搭载设备和网络组成  49-50
  5.3 模型的软件设计  50-55
    5.3.1 数据采集函数  52-54
    5.3.2 预置信息设置  54-55
  5.4 模型的实际操作  55-59
    5.4.1 传感器校准  55-56
    5.4.2 风速分布规律与监测方法  56-58
    5.4.3 风门参数测定  58-59
  5.5 本章小结  59-60
第六章 结论  60-62
致谢  62-63
参考文献  63-66
附录  66-69

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中图分类: > 工业技术 > 矿业工程 > 矿山安全与劳动保护 > 矿井通风 > 通风系统、通风方法与设备
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