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模糊逻辑控制在矿井通风机监测系统中的应用
孙卫兵,于增强,许文建,岳明道
中国矿业大学信息与电气工程学院,江苏徐州 (221008)
E-mail:swb729@126.com
摘 要:本文结合导师的科研项目“矿井通风机在线监测系统”,将模糊逻辑控制理论引入煤
矿矿井通风机的监测与控制方案,以根据温度对通风机的控制为例,重点分析了温度信号的
模糊推断与逆模糊处理的方法。实现对矿井通风机一种更趋近于人脑逻辑的智能控制。
关键词:矿井通风;模糊逻辑;逆模糊;智能控制
1. 引言
在煤矿工业中,通风机的正常工作至关重要,其可靠性、安全性直接关系到煤矿的质量
安全和生产效率。通风机是非常重要的大型旋转设备,其运行状况的好坏直接影响着生产能
否正常进行。煤矿矿井通风系统中都是风机串联或并联连续运行。由于风机在运行过程中缺
乏有效的状态监测手段,一方面,会使风机带病运行引起空气流量、压力的降低,造成浪费;
另一方面,因风机零部件损坏导致的突然停机,会造成巨大的经济损失和不良的社会影响。
因此,实施对通风机状态监测、故障诊断和智能控制,对安全管理系统的丰富完善、设备系
统安全状况的提高都有重大意义。
2. 矿井通风机检测对象的确定
矿井通风机在线监测系统要对多项参数进行实时监测,常见的需要检测的参数有如下几
种
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:
1.振动信号:通风机为典型大型旋转机械,工作时会产生振动。机组的异常振动将严重
影响它的安全运行,因此振动大小成为衡量其运行水平的一个重要而关键的控制指标。同时,
由于风机发生异常或故障时,振动将会发生变化,而且一般表现为振动增加,这使得从风机
振动信号中获取诊断信息成为可能。研究分析和实测表明,不同类型、性质、原因和部位产
生的故障所激发的风机振动具有不同的特征,表现为振动的频率、幅值、波形形状、能量分
布状况等的不同,所以从风机振动信号中识别故障,是一种既快又准、既方便又有把握的手
段和方法。
2.温度信号:由于通风机的连续工作,其内部会产生大量的热,如果温度过高会直接导
致风机的部件损坏,从而影响生产效率和安全质量,因此要对通风机的定子,前后轴等部位
的温度进行实时监测,以确定通风机是否停止工作,启用备用风机。
3.风量风压信号:风压和风量反映了井下的工作环境,也是煤矿安全生产的重要参数。
如图 1 所示,是一个典型的通风机在线监测系统使用组态王软件主设计的煤矿通风机在
线监测系统的主界面,通过各种传感器对以上各参数的实时检测,在上位机以直观的组态图
形界面显示出来,使工作人员方便的掌握通风机的工作状态
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