【露天煤矿照明系统的改进探究4200字】

露天煤矿照明系统的改进研究目录TOC\o"1-2"\h\u20940露天煤矿照明系统的改进研究 126621前言 1121351露天煤矿照明国内外技术对比分析 190611.1人工控制模式 2287141.2传统智能控制模式 2146711.3专用照明调光控制模式 247242露天煤矿照明系统的改进 2246973无级调光系统和普通煤矿照明的区别 3175334应用前景分析 4242945结束语 427202参考文献： 5【摘要】结合传统的PLC和无级光束，形成了煤矿照明新的综合节能系统.确保露天煤矿满足露天煤矿及其运行条件下的自动控制要求。使照明更节能，同时在最大限度延长灯具寿命的同时节约能源。【关键词】；露天煤矿照明；无级调光；按需照明。前言随着我国网络的发展，特别是在高原地区建设中，露天煤矿已成为山区的重要组成部分。照明系统作为煤矿监测系统的一个重要环节，与露天煤矿的运行安全性和运行成本有很大关系。传统的煤矿露天照明系统，要设置自动年表和手动控制人工干预，需要在控制软件中按时间顺序设置闭路照明回路数，以适应当地季节、气候、阳光等变化。场地之间亮度急剧跃升，直接导致煤矿露天照明系统能耗高、安全性低、驾照感知差等问题频发。D。目前国内一些露天煤矿采用无级调控，通过在露天煤矿内外安装检测仪器，在重点地段实时检测光强，解决了这些问题；在露天煤矿工段安装检测仪器，可使飞行员尽快适应露天矿内外光强的变化，消除因光强差异造成的视觉障碍，减少事故，同时最大限度地节约能耗。1露天煤矿照明国内外技术对比分析露天煤矿照明技术研究国外已有几十年的历史，随着照明技术的不断发展，在实现高效、节能方面成为照明行业发展的一个重要超势。我国的照明控制模式的发展主要有以下三个阶段：1.1人工控制模式早期最普遍的节能控制方式通常都是采用人工控制的方式。1.2传统智能控制模式随着科学技术的不断发展，自动控制软件开发运用。通过布置于露天煤矿内外的传感器对环境亮度进行采集分析，控制露天煤矿照明按晴天、云天、阴雨天、夜间、深夜等多级进行控制[2]。这种方式基本能够自动调控露天煤矿照明亮度，节约了人力成本，但由于频繁开闭灯具方式大幅度降低了灯具的使用寿命，而且不能保持整个照明供电系统的三相平衡状态，导致功率因素降低，节能效果没有达到预期的目标。1.3专用照明调光控制模式随着大功率LED照明技术的快速发展和普及，使得动态调整照明灯具的亮度成为可能。2000年1月，中国颁布了《露天煤矿通风与照明设计规范》。许多地方已经开始采用一种特殊的分级调光方法，根据露天煤矿内外的环境亮度水平来调节露天煤矿照明灯具的亮度。目前，世界上基本上都采用这种方法。与传统的开关照明控制方法和PLC开/关电路板相比，该方法在节能方面有了很大的进步，在节能方面也有了很大的提高。据统计，传统灯具已改为LED灯具，并采用专用调光系统，节能27.32%。然而，由于它是一个独立的系统，因此无法在灯具的光效率（光源发射的总光通量与光源消耗的电能（瓦特）的比率）方面与整个露天煤矿的控制系统有效集成，这被称为光源效率）、灯具寿命和露天煤矿的运行。例如，就灯具的发光效率而言，无论是完全关闭多条电路并调整剩余电路的亮度，还是如果需要打开所有电路然后调整所有灯具的亮度，专用调光系统都无法做到这一点；就灯具寿命而言，根据理论值，一般LED灯具的寿命约为50000小时。如何交替打开和关闭电路，以确保各电路上灯具的均衡使用，以及如何在延长使用时间的基础上调整灯具的亮度，特殊调光系统无法做到这一点；由于它是一个特殊的衰减系统，无法与消防系统、CCTV系统、事件检测系统和中央控制系统进行交互和连接，无法满足紧急情况（如火灾、事故等）下的最大照明需求。2露天煤矿照明系统的改进在传统PLC的基础上，结合特殊的无级调光技术，建立了一种新型的露天煤矿节能照明系统。在云南江通雄关露天煤矿和富德露天煤矿，采用LED灯实现了无级调光技术的应用。在现有专用无级调光器和传统PLC的基础上，建立了一种新型的露天煤矿节能照明系统集成控制器。系统主要由以下五部分组成：1内置CPU模块（传统PLC）；2、多路高精度ADC（AI）模拟信号采集处理模块；3、多路高精度DAC模拟信号输出模块（AQ）；4、手动调整模块；5、信号转换模块（输出信号驱动模块）。内置CPU模块（传统PLC）集成了数字信号处理电路、内置微控制器、EEPROM、时钟电路、LCD显示电路、基本控制键输入电路、通信接口、电源故障检测电路等。衰减系统可接收露天煤矿巷道外和巷道内4～20mA亮度检测信号，并将其转换为数字信号。PLC控制系统根据设定的改进照明参数、隧道外基本照明参数、时段和亮度值进行计算后，发出两个模拟dc0～5V电压信号来控制LED露天煤矿灯具的亮度，其中一个信号是基本照明调光控制信号，用于控制露天煤矿基本照明灯具的亮度；另一个信号是增强型照明调光控制信号，用于控制露天煤矿增强型照明灯具的亮度。PLC控制器通过扩展AQ模块实现更复杂的调光控制功能，实现多路模拟控制信号的输出。通过高级PLC软件，它可以轻松调用一些现成的通用调光算法，并可以直接在现场或后台设置、读取、存储和修改参数。此外，还可以根据项目需要编写更符合现场应用的调光控制算法。手动调光模块可实现LED显示和参数输入的双向功能。通过该功能，可以实现手动调光器参数的设置和显示。手动调光器配有手动/自动控制开关，可轻松切换控制模式。控制器可与中控室上位机通信。通过该功能，不仅可以设置、读取、存储和修改各种参数，还可以实现紧急故障管理、系统故障提示等功能。控制器还具有停机检测、继电器点输出等功能。采用PLC控制，可简化现场施工布线。在现场施工期间，长露天煤矿可以直接使用附近的PLC系统。在长露天煤矿中，只需扩展一个AQ模块和信号转换模块即可实现远距离控制。这种控制方式可以减少对远距离信号传输缺乏集中控制的情况，从而更好地保证调光信号的传输和布线分布；从PLC控制回路到每个灯具的调整，实现了对电网“经纬度交叉”的精确控制，并通过自动算法实现了回路之间的无缝切换，以最大限度地延长灯具的使用寿命。通过统一软件平台，融合露天煤矿调光业务模块及露天煤矿内其他系统控制业务模块，打造无信息壁垒、消除各系统信息孤岛，实现整个露天煤矿控制系统大融合。3无级调光系统和普通煤矿照明的区别普通煤矿照明用灯具目前多为隔爆型或增安型灯具，因白炽灯、荧光灯、高压钠灯等光源均为热光源高压灯具，无法达到隔爆兼本质安全型灯具的要求。本质安全型灯具替代隔爆或增安型灯具设备可提高煤矿安全生产条件。LED为冷光源,具备耗电低、发热少、安全可靠性高、寿命长的特点,可大大降低井下灯具的维护次数,减少因灯具破碎造成的安全隐患,降低维护费用。无级调光系统的模块包括CPU模块、di模块、DQ模块、AI模块、AQ模块和485通信模块。CPU模块取代内置CPU模块和以太网通信单元，485通信模块取代从通信单元采集控制反馈信号，AI模块可直接用于采集亮度数据，AQ模块可用于控制模拟量输出控制量，DQ模块可用于控制露天煤矿灯具的输出开关量。为了开发该系统，我们只需在现有PLC的基础上再开发两个模块，即“煤矿露天矿led无级调光手动照明/自动调光转换器”和“信号转换模块”。在工程建设过程中，通过连接冗余的EPS电源，可以实现一个完整的露天煤矿节能控制系统。就系统内部的渐变控制策略和算法而言，主要分为以下三部分：①基于模糊神经网络的露天煤矿照明渐变控制系统，模拟了人类的判断和完全模糊推理过程，它以生物神经网络为仿真基础，将知识的定性表达与定量数值计算相结合，具有较高的控制精度。采用缓变衰减算法，避免亮度突变带来的安全风险；智能预测太阳时间，实现照明开关时间的自动控制；对于复杂的输入和输出条件，响应速度快；具有良好的自适应和自学习能力，便于设备的扩展和升级。②基于智能控制算法的自学习特性，可以实现露天煤矿周围“环境数据”的无监督学习，预测高原交通量强劲增长和快速气候变化导致露天煤矿的减速和拥堵，提前制定并实施预案，实现不同时间外部环境亮度和流量的宏观预测，提高响应速度，实现能耗优化。②基于Lora无线通信物联网技术，以低成本、强穿透性、低功耗、远距离为基础，针对目前照明区段采用的分段设计造成的亮度跳跃和能量浪费，输入和过渡段的组灯或单灯控制旨在降低能耗并提高安全性。然而，该技术目前使用的是免费频段，标准是开放的。因此，与其他物联网技术相比，它很容易被恶意占领。目前，没有相关的政策、法规或行业规范对其进行保护。4应用前景分析为响应“十三五”节能环保发展规划，在未来的露天煤矿建设中，必定要向着节能环保、安全舒适的方向前进，露天煤矿照明应采用最高效的节能模式。在半封闭体的露天煤矿构筑物内，如发生事故，救援难度大，容易造成二次事故，对安全要求更高。露天煤矿照明综合节能控制系统在有效的管控露天煤矿方面、提升露天煤矿救援能力等方面优势显著。5结束语露天煤矿全节能照明控制系统的研究，主要目的是将特种照明调光系统与传统PLC控制系统无缝集成，使露天煤矿的照明具有更大的节能效果和应急管理能力。在传统监控软件的基础上，增加了综合照明节能控制系统，并集成了其他系统的业务控制模块，实现了“按需照明”。上级监控软件必须实现统一的数据标准、统一的接口标准，共享各系统的业务数据，打破原有系统的信息孤岛。在满足“按需照明”要求的基础上，如何在露天煤矿实现最佳照明效果，延长灯具的最大使用寿命。本研究的最终目的是将传统PLC的优点与渐进式照明调节相结合，形成一种新型完整的煤矿室外照明节能控制器。在传统监控软件的基础上，集成所有露天煤矿系统，构建新的统一监控软件平台，增加露天煤矿综合节能控制系统的业务模块。根据露天煤矿的环境和运行情况，通过对露天煤矿全球数据的分析和整合，露天煤矿能够满足自动控制的要求，实现露天煤矿的全闭环控制。通过对灯具照明的科学管理和合理使用，使照明更加节能，最大限度地延长灯具寿命，节约能源。与传统露天煤矿相比，露天煤矿总体节能可达10%以上。参考文献：[1]叶培群.《汕梅露天煤矿群节能型智能照明控制系统研究[J]》.技术，2005（04）：173-174[2]陈晓阳.《露天煤矿照明光源及综合节能系统研究[D]》.广州：华南理工大学，2010[3]李可.《露天煤矿工程中LED照明节能技术的应用研究[J]》.科技风，2018（17）：106[4]邝仲平.《露天煤矿照明综合节能技术的研究和应用[J]》.标准化，2011（17）：117-120[5]马聪.《云南省露天煤矿照明系统节能技术应用研究[D]》.重庆：重庆大学，2011[6]凌开宏.《露天煤矿LED照明节能技术的应用探讨[J]》.电子制作，2013（02）：42[7]窦辉.《甘肃省露天煤矿智能照明综合节能技术研究[J]》.科技视界，2011（17）