[01080274]煤矿井下排水泵优化调度与智能控制系统

针对中国煤矿井下排水设备技术和管理现状，中国矿业大学和上海大屯能源股份有限公司共同研制了“煤矿井下排水泵优化调度与智能控制系统”。该系统隶属于自动控制技术领域，它是针对煤矿井下排水系统的特点，运用先进的计算机、网络通信、图像处理、现代检测和自动化技术开发的一套监测与自动控制系统，实现了在井下和地面对煤矿井下排水系统的优化调度和智能控制。该项目的技术过程及原理如下：通过与国内外同类技术比较和查新结果表明，该技术达到国际先进水平。该项目成果的创新性和先进性主要体现在：(1)系统在水仓内设置两套冗余水位传感器，冗余监测水位。不仅能作为控制水泵的开停依据，还可以用于计算单位时间内不同水位段水位的上升速率，从而为实时预测矿井的涌水量提供依据；(2)综合考虑矿井涌水量、仓积水量、矿井生产用电负荷、电力峰谷、水泵效率等因素，建立了以最小耗能和最大水泵效率为目标的水泵调度数学模型，采用差分进化-分布估计方法进行多目标优化问题的智能优化求解，结合水泵启停次数及运行时间和管路使用次数及流量等参数，合理调度水泵，按一定顺序自动启停水泵和相应管路；(3)将单神经元PID控制与自适应PSD控制算法相结合，设计了增益自调整的神经元PID控制，并将其应用于水泵系统，实现了水泵的自动控制；(4)利用安装在水泵抽真空口处的真空传感器，实时监测水泵内的真空度并记录数据，有2个条件确定水泵电机启动：其一是真空度达到要求，其二是真空度呈有规律振荡变化，且振荡幅值达到要求并持续一段时间。由于该项目在系统选型和技术上的先进性和实用性，项目成功实施后，具有极大的推广应用价值。该系统处于成熟应用阶段，已在上海大屯能源股份有限公司的龙东煤矿西一采区泵房和中央泵房，以及徐庄煤矿的-400和-750泵房得到成功应用，创造了非常可观的经济效益和显著的社会效益。