【露天煤矿照明系统的改进探究（论文）4100字】

露天煤矿照明系统的改进研究目录TOC\o"1-2"\h\u2009露天煤矿照明系统的改进研究 125701前言 1244741露天煤矿照明技术对比分析 2244161.1人工控制模式 2245841.2定时、声控控制模式 285951.3传统智能控制模式 220781.4专用照明调光控制模式 3127782露天煤矿照明系统的改进 3162333结束语 519638参考文献： 5【摘要】结合红沙梁露天矿对露天煤矿照明技术作了原理分析及对比，进行露天煤矿照明系统的改进。得出结论:在结合传统的PLC和无级调光技术的情况下，形成新的煤矿照明综合节能系统。这种系统能够更好的满足露天煤矿运行条件下的自动控制要求，使照明更安全，更节能，同时最大限度延长灯具寿命，对矿建有着积极的意义。【关键词】；露天煤矿照明；无级调光；节能环保；按需照明。前言随着我国交通运输以及网络技术的发展，在偏远地区，特别是在高原地区建设中，露天煤矿已成为煤矿产业的重要组成部分。矿区位于玉门市北偏西直距150km处，露天矿田隶属肃北县马鬃山镇管辖，辖区面积较大，人口稀少。照明系统作为煤矿运营体系的一个重要组成部分，与露天煤矿的运行安全性、运行效率以及运行成本有着非常大的关联。由于季节、天气、时间、地形等因素的多重影响，场地之间亮度会有急剧的变化，直接导致传统煤矿露天照明系统能耗高、安全性偏低、驾照感知舒适性较差等问题频发。另外红沙梁露天矿矿建时部分道路采用普通路灯,每年用电量很大,耗电成本很高。普通路灯的照明效果一般,会对夜间行驶的车辆造成影响,也会给夜间的工程施工带来不便。考虑到目前露天煤矿照明技术已成熟，可以通过在露天煤矿内外重要路段安装检测仪器，在重点地段实时检测光强，可以解决这些问题；在露天煤矿工段安装检测仪器，可使现场驾驶人员尽快适应生产场所内外光强的变化，消除因光强差异造成的视觉障碍，减少煤矿事故隐患，同时最大限度地节约能耗。1露天煤矿照明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。近二十年来，我国经济飞速发展，生产力、生产水平和生产规模的不断提升，对于矿山作业的节能环保、安全条件和劳动效率的要求也越来越高。我国的照明控制模式的发展主要有以下几个阶段：1.1人工控制模式早期最普遍的照明控制方式通常都是采用人工控制，通过人为观察判断是否需要开启照明设备，如果需要则闭合开关。在控制电路技术成熟运用的今天，这种控制模式已逐渐被淘汰。1.2定时、声控控制模式在后来的发展中，人们开始从节省人力成本的角度出发，运用了定时或声控的照明模式。这种控制模式由集成电路、继电器和少量的电阻电容元件即可构成。它虽然节省了人力成本，但是依旧存在相当大的局限性。首先，声控的模式并不适合煤矿这种需要夜间常亮的生产场所，如果运煤车辆在接近传感器时才能触发照明，后果可想而知。对于定时控制的方式，相比声控当然更适应煤矿生产，但是并不能完全满足露天矿的照明需求。在换季或遇到特殊天气时，它依旧需要人为去调整时间，来满足现场照明需求。同时因为露天煤矿生产场地的特殊性，如果照明灯设置的位置不合理，很有可能导致一些路段光线太过刺眼，而一些路段照明不足，这一亮一暗，将严重影响驾驶安全，更无法达到节能环保的要求。1.3传统智能控制模式随着科学技术的不断发展，自动化控制系统逐渐投入使用。通过布置于露天煤矿“关键地点”的传感器对环境亮度进行采集分析，控制露天煤矿照明灯的开关。这种方式节约了人力成本，杜绝了人为判断可能造成的失误。但由于频繁开闭灯具的方式大幅度降低了灯具的使用寿命，同时依旧会影响人眼对于灯光的感知舒适性，而且不能保持整个照明供电系统的三相平衡状态，导致每条线路的功率相差较大，从环保、节能、安全三方面的效果来看，它还有更大的提升空间。1.4专用照明调光控制模式无级调光技术虽然已较为成熟，但目前在矿山建设中还未普及。最早大规模应用是在挪威首都奥斯陆郊外的公路上。当地为了节能减排，安装了一批智能路灯。这些智能路灯可以自主调节光线的强弱，它以多普勒效应作为基础原理，当有车或行人进入微波雷达感应变光灯的探测范围时，微波探测器会自动反馈到亮度传感器，灯光的强度就会变强，当车或行人离开检测范围，照明灯亮度就会减弱，但是远处的司机仍然可以清晰地看到路面的情况，而且不会出现车开到灯光下时像遇见对向车辆的远光灯那样影响司机视野的情况。无级调光通俗理解就是灯的亮度转变很平顺，可以实现1%到100%的亮度变化调节，而且不存在出厂亮度预设限制。举个例子：现在的许多家用台灯光照强度都是分几个等级，有的只有一个亮度，有的有几个亮度等级，有的还可以变换冷、暖光进行照明，但是都要通过闭合、断开电路来控制灯的亮度，设定它的亮度等级。无级调光灯具，使用者可根据自己不同环境需求来选择自己舒适的亮度，晚上对灯光要求亮度不高时，可以自定义设置使用者感觉最舒适的低亮来进行照明，这样做也可以延长灯具的连续使用时间。总之，无极调光在灯具使用中，用户的体验感和护眼健康相对更好，所以现在大部分家装厂家生产的灯具无极调光也是标配。随着大功率LED照明技术的快速发展和普及，使得矿山等工业场地连续地、动态地、智能地调整照明灯具的亮度成为可能。一些矿山已经开始采用这种特殊的无级调光方法，根据露天煤矿各处的环境亮度水平来调节露天煤矿照明灯具的亮度。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提高。依靠现场的具体情况，监控室的相关值班人员按照计算机上的监控软件，对采场内的各界面的路段内的灯具进行手动控制打开、关闭以及调光操作等。2露天煤矿照明系统的改进目前红沙梁露天矿场地各场所的照明电源由就近或相邻的动力变电所供电，照明电压为220V。同时设有在煤尘较多的环境灯具及其开关选用防爆型；配电室、控制室等采用高效节能LED灯；潮湿场所采用防水防尘灯，高大厂房采用LED照明灯具；厂区照明采用LED照明灯具；露天矿地面各建筑物照明灯具选用新型发光效率高的荧光灯，室外照明选用时控/手动控制装置，灯具以发光效率高的LED灯为主，室外照明实现分区分控。目前工业场地内建筑物照度虽然均满足《建筑照明设计标准-2013》设计标准，但所涉及的照明设备众多，且均需要手动进行调校，操作步骤繁琐，耗费人工。所以本研究在传统PLC的基础上，结合专业的无级调光技术，可以建立一种新型的露天煤矿节能照明系统。按照对现场实时采集到的亮度值，无极调光系统自动的控制现场的LED灯的照明亮度，以达到最适宜的亮度水平。而且自动控制又可以分成白天与黑夜两种控制模式，白天可以按照其光照度的强度等级化分为晴天、阴天和黄昏的光照度来配合道路上的车流量的等级、车速的等级来控制；夜晚则是按照时间段和车的流量等级、车速的等级来控制。另外该系统可以对厂区照明灯具实施远程管理与监控。智能照明系统与人员定位系统配合联动,真正实现了“人来灯亮,人走灯灭”的智能节能。在就系统内部的渐变控制策略和算法而言，主要分为以下两部分：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，预测高原快速气候变化导致露天煤矿的光线变化和运输道路拥堵情况，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，同时通过自适应调节照明灯的亮度而减少照明过渡段的“多余”照明灯的架设。简单来说，该系统主要包含光照强度检测模块,车辆信息检测模块,定时模块,智能处理器,智能总控制器,无线热点,分控制器等模块。采用PLC控制，可简化现场施工布线。在现场施工期间，露天煤矿照明系统可以通过专网或云服务器直接使用附近的PLC系统。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的大融合。3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。本研究的最终目的结合红沙梁露天矿的照明情况将传统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，最重要的是，它可以为露天煤矿的生产提供又一层的安全保障。参考文献：[1]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[2]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[3]窦辉.《甘肃