溜井干雾除尘控制系统设计与实现

摘要

随着矿山开采的发展，矿山的开采深度和层数也在不断增加，这就造成原有溜井防尘控尘方案已不能满足现在矿山防尘工作的需要。而溜井粉尘不论在粉尘浓度方面还是在冲击力方面都比一般粉尘带来的危害要严重的多，不仅会带来严重的粉尘污染，还可能会造成矿井事故。因此，研究溜井粉尘控制技术，对矿山发展具有重要意义。 本文以某铁矿为实际研究背景，依托于“地下矿山生产过程自动控制与优化方法研究”科研项目。在调研了国内外粉尘治理先进技术的基础上，针对某铁矿的实际需求和现有条件，利用干雾除尘技术，设计了溜井干雾除尘控制系统，实现了矿井-280米采层溜井卸矿硐室的粉尘控制。 首先，本文对溜井粉尘的产生机理及其特点进行了分析。针对某铁矿-280米采层的实际情况，结合矿井溜井卸矿的具体过程，分析并定义了两种溜井除尘工况:本层机车卸矿除尘和其他采层放矿除尘。并介绍了溜井干雾除尘技术的主要原理:液滴捕尘和异质核化。 其次，根据溜井卸矿的实际情况和干雾除尘技术的原理分析，提出了系统需求。在此基础上，本文完成了溜井干雾除尘控制系统的总体方案设计、硬件设计和软件设计。 然后，进行了系统参数的优化设计。由于系统除尘效果主要取决于水压和气压，需要对其进行优化设计以实现高效除尘。本文以系统除尘效率最大为优化目标，建立了基于SVM误差补偿的并行结构混合模型，采用人工鱼群算法(AFSA)对系统水压和系统气压进行了优化设计，利用MATLAB进行了优化设计的仿真分析。 最后，完成了系统设计与实现。其中，干雾设备是由某公司按照系统设计配合生产的，控制器由C8051F120、CP2200、MAX232、MAX485等芯片构成。上位机软件采用CS构架，使用SQL Sever数据库实现对数据的处理操作，应用Visual Basic进行了监控界面的软件开发。经过实验室联调、现场调试后，实现了预期除尘效果，获得了矿山企业的高度赞扬。

目录

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摘要

第1章绪论

1．1课题研究背景及意义

1．2溜井除尘技术国内外研究现状

1．2．1粉尘治理国内外研究现状

1．2．2溜井除尘国内外研究现状

1．3干雾除尘系统建模与优化国内外研究现状

1．4本文主要工作

第2章溜井干雾除尘工艺分析

2．1溜井粉尘产生机理及其特点

2．2某铁矿溜井现状分析

2．3干雾除尘机理

2．4本章小结

第3章系统方案设计

3．1系统需求分析

3．1．1功能需求分析

3．1．2性能需求分析

3．2系统总体方案设计

3．2．1设计原则

3．2．2功能设计

3．3系统硬件设计

3．4系统软件设计

3．5本章小结

第4章系统参数优化设计

4．1溜井干雾除尘系统优化问题概述

4．2优化模型的建立

4．2．1系统机理模型

4．2．2基于SVM误差补偿并行混合模型

4．2．3模型仿真分析

4．2．4系统优化模型的建立

4．3基于人工鱼群的模型求解算法

4．4参数优化仿真分析

4．5本章小结

第5章系统实现

5．1系统硬件实现

5．1．1干雾除尘设备实现

5．1．2控制器实现

5．2系统软件实现

5．2．1用户管理模块

5．2．2实时监控模块

5．2．3数据查询模块

5．2．4参数设置模块

5．2．5故障报警模块

5．3系统整体实现

5．4本章小结

6．1结论

6．2展望

参考文献

致谢