一种自动化无人值守煤矿泵站供液系统技术方案

本发明专利技术公开了一种自动化无人值守煤矿泵站供液系统，包括：多级净化水处理控制器用于纯水制水、RO膜的寿命、纯水制水量、纯水箱最佳水位的控制及预估；自动配液站控制器用于乳化液配置、最佳配液浓度预估、用油量预估、用液量预估、乳化液箱最佳液位预估；泵站控制器控制泵站中每一泵体的开启或关停，预估泵站实时出液量；自动回液过滤控制用于回液流量、回液浓度检测，预估出实时用液差值；系统控制器用于各控制器的数据集合、数据保存、数据上传、数据预估；集中控制器接收系统控制器发送的各个分控制器的相关数据。本发明专利技术提升整体泵站供液的实时数据效率，即时地调控供液压力和供液量，提高供液中心的使用效率。提高供液中心的使用效率。提高供液中心的使用效率。

【技术实现步骤摘要】
一种自动化无人值守煤矿泵站供液系统


[0001]本专利技术属于矿山设备的自动控制
，尤其涉及一种自动化无人值守煤矿泵站供液系统。

技术介绍

[0002]在矿山开采领域，综采工作面开采需要使用大量高压乳化液作为工作介质，用于液压支架等设备。煤炭开采过程中，液压支架所采用的乳化液浓度不准确，会影响支架的寿命，降低液压支架的使用年限。因此需要根据进水和回液的情况，经常自动调整乳化液配比，使乳化液浓度保证在液压支架的应用范围内，并根据支架用液量、泵站出液量、高压集中供液站出液压力、管路回液过滤站回液流量、制水纯水水质、配液供油流量，进行智能配液、自动控制出液量，保证乳化泵产生足够的高压乳化液。通过智能大数据综合计算保证最大效率配液和供液，提高配液乳化油的使用率，降低乳化油的消耗，提高净化供水站RO膜的使用寿命等。
[0003]现有的乳化液泵站供液方法中，步骤如下：1)多级净化供水站产生纯水，2)配液站出口安装配出液浓度检测，配出乳化液存放在液箱内，实时供给乳化泵站，3)乳化泵站出口管道处加装有压力传感器，通过传感器的监测值获取出口压力，根据监测出口压力对乳化液泵站进行控制。当出口压力小于特定阈值时(如31.5MPa)，则持续乳化泵加压，即调高泵站中的变频器频率，如在设定时间内加压不够(无外部管路问题)，则启动辅泵加压，提高出液流量。4)乳化泵出液后，通过高压过滤站对乳化液过滤后，给支架供液；5)支架管路回液通过回液过滤站回液到液箱。
[0004]现有技术中的上述方案存在如下问题：
[0005]1)在纯水制作过程中，对RO膜使用维护过程，没有大数据分析，使用中无法判定RO膜的使用寿命，容易影响支架设备使用率；
[0006]2)乳化液配液站配液时出液量没有控制，现有方式容易对乳化油造成过多的浪费，配出的乳化液容易形成沉淀，影响支架的使用寿命；
[0007]3)乳化泵产出的高压乳化液通过出口压力值的变化，调整辅泵备泵是否启停，工频频繁启停耗电大，电源谐波高，供给压力和流速流量不稳定，必然会影响工作面设备的生产效率和支架的使用寿命；
[0008]4)管路回液回到液箱，回液时乳化液浓度没检测，与配出的乳化液没进行比较，容易影响液箱乳化液的浓度值，没检测回液的流量，无法知道乳化液的使用率，无法精准控制配液量，而引起过多使用乳化油，造成过多的浪费。

技术实现思路

[0009]有鉴于此，本专利技术实施目的在提供一种智能供液、配液方法、通过TCP/IP,PROFINET现场总线、电子设备和控制系统、边沿计算等，以解决现有技术中纯水制水、配制乳化液、乳化泵加压补压，回液过滤等过程中的各种问题，使整个供液过程更加数字化，更
加精准，更加节能高效。
[0010]本专利技术公开的一种自动化无人值守煤矿泵站供液系统，包括：
[0011]多级净化水处理控制器，用于纯水制水、RO膜的寿命、纯水制水量、纯水箱最佳水位的控制及预估；
[0012]自动配液站控制器，用于乳化液配置、最佳配液浓度预估、用油量预估、用液量预估、乳化液箱最佳液位预估；
[0013]泵站控制器，控制泵站中每一泵体的开启或关停，预估泵站实时出液量；
[0014]自动回液过滤控制，用于回液流量、回液浓度检测，预估出实时用液差值；
[0015]系统控制器，用于各控制器的数据集合、数据保存、数据上传、数据预估；
[0016]集中控制器，设置于地面上；其用于接收所述系统控制器发送的各个分控制器的相关数据，用于地面实时监控，制作报表，故障排查。
[0017]进一步地，所述系统控制器获取历史时间段内采集制纯水、配液、乳化泵出液、回液、用液设备各项数据值，将单位时间检测的参数分别与纯水制水量关联、配液用油量关联、配液浓度、配液量关联、乳化泵出液量关联，作为数据基础样本；
[0018]以所述数据作为变量，将制水前进水水质、制水后纯水水质、乳化液出液量、乳化液回液量、纯水箱水位、乳化液箱液位、液压设备控制参数、最佳用液液位H
液佳
输入至液位、纯水位综合计算模型中计算，得到实时制纯水量，从而得出纯水箱用水最佳水位值，减少RO膜反渗透的实时工作时间；
[0019]以所述采集的数据作为变量，将乳化油用油量、乳化泵出液量、乳化液回液量、乳化液出液浓度、乳化液回液浓度、液箱液位、液压设备控制参数、最佳配液浓度H
配佳
输入到配液浓度综合计算模型中计算，得到实时的配液浓度，自动调节浓度值至最佳使用值、得到实时的出液量，从而得出乳化液箱用液最佳液位值，防止液箱乳化液变质。
[0020]进一步地，所述液位、纯水位综合计算模型具体包括：
[0021]1)设实时的出液流量E1，实时的回液流量E2，实时的配液流量E3，液箱的底面积为S，h
n
为采样时间，H
基
为液箱基础液位，n为采样次数；
[0022]瞬时用液液位
△
H1计算如下：
[0023][0024]2)计算瞬时平均用液液位无配液回液时
[0025]计算瞬时平均用液液位有回液时，
[0026]计算瞬时平均用液液位
△
H
n
：
[0027]有配液回液时；
[0028]E
1i
，E
2i
，E
3i
分别为采集的第i个实时的出液流量E1，实时的回液流量E2，实时的配液流量E3；
[0029]3.)经过一定时间累积，得到生产用液的最佳用液液位H
液佳
；
[0030]H
液佳
＝H
液基
+ΔH
n
+ε，其中ε为用液修正因子；
[0031]4)计算纯水位值H
水佳
[0032]K为混合比例。
[0033]进一步地，所述用液修正因子ε通过以下方法进行确定：
[0034]将采集的乳化泵出口压力值、高压过滤站系统压力值、液箱液位、出液流量、回液流量、液压设备控制参数，最佳用液液位H
液佳
组成特征向量[X1,X2,
…
X
n
]作为输入，用液修正因子ε作为输出，组成泵站供液系统监测数据测试集；
[0035]将泵站供液系统监测数据测试集输入至基于MLP的卷积记忆残差神经网络模型中计算，学习率设置为0.002，利用梯度下降法迭代训练网络，直至损失函数收敛，得到在设定压力下实时的最大供液流量，来控制乳化泵的出液量调整值。
[0036]进一步地，基于MLP的卷积记忆残差神经网络包括两个MLP和卷积记忆残差神经网络，每个多层感知器MLP包括输入层，隐层，输出层；其中的一个MLP将每一维数据内部进行自融合，另一个MLP在不同的通道之间通信，将每一维数据互相进行融合；
[0037]将输入特征值组成向量，将特征向量与卷积核作互相关运算，再输入MLP，MLP提取数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自动化无人值守煤矿泵站供液系统，其特征在于，包括：多级净化水处理控制器，用于纯水制水、RO膜的寿命、纯水制水量、纯水箱最佳水位的控制及预估；自动配液站控制器，用于乳化液配置、最佳配液浓度预估、用油量预估、用液量预估、乳化液箱最佳液位预估；泵站控制器，控制泵站中每一泵体的开启或关停，预估泵站实时出液量；自动回液过滤控制，用于回液流量、回液浓度检测，预估出实时用液差值；系统控制器，用于各控制器的数据集合、数据保存、数据上传、数据预估；集中控制器，设置于地面上；其用于接收所述系统控制器发送的各个分控制器的相关数据，用于地面实时监控，制作报表，故障排查。2.根据权利要求1所述的自动化无人值守煤矿泵站供液系统，其特征在于，所述系统控制器获取历史时间段内采集制纯水、配液、乳化泵出液、回液、用液设备各项数据值，将单位时间检测的参数分别与纯水制水量关联、配液用油量关联、配液浓度、配液量关联、乳化泵出液量关联，作为数据基础样本；以所述数据作为变量，将制水前进水水质、制水后纯水水质、乳化液出液量、乳化液回液量、纯水箱水位、乳化液箱液位、液压设备控制参数、最佳用液液位H
液佳
输入至液位、纯水位综合计算模型中计算，得到实时制纯水量，从而得出纯水箱用水最佳水位值，减少RO膜反渗透的实时工作时间；以所述采集的数据作为变量，将乳化油用油量、乳化泵出液量、乳化液回液量、乳化液出液浓度、乳化液回液浓度、液箱液位、液压设备控制参数、最佳配液浓度H
配佳
输入到配液浓度综合计算模型中计算，得到实时的配液浓度，自动调节浓度值至最佳使用值、得到实时的出液量，从而得出乳化液箱用液最佳液位值，防止液箱乳化液变质。3.根据权利要求2所述的自动化无人值守煤矿泵站供液系统，其特征在于，所述液位、纯水位综合计算模型具体包括：1)设实时的出液流量E1，实时的回液流量E2，实时的配液流量E3，液箱的底面积为S，h
n
为采样时间，H
基
为液箱基础液位，n为采样次数；瞬时用液液位
△
H1计算如下：2)计算瞬时平均用液液位无配液回液时计算瞬时平均用液液位液液位有回液时，计算瞬时平均用液液位
△
H
n
：有配液回液时；E
1i
，E
2i
，E
3i
分别为采集的第i个实时的出液流量E1，实时的回液流量E2，实时的配液流量E3；
3.)经过一定时间累积，得到生产用液的最佳用液液位H
液佳
；H
液佳
＝H
液基
+ΔH
n
+ε，其中ε为用液修正因子；4)计算纯水位值H
水佳
K为混合比例。4.根据权利要求3所述的自动化无人值守煤矿泵站供液系统，其特征在于，所述用液修正因子ε通过以下方...

【专利技术属性】
技术研发人员：堵洁东，
申请(专利权)人：无锡五星智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：