针对传统图像去噪方法易使图像模糊和丢失边缘信息等问题,根据煤矿井下视频图像光度不均、噪声较大的特点,提出采用基于改进的简化脉冲耦合神经网络对煤矿井下图像进行去噪处理。对简化的脉冲耦合神经网络模型中神经元连接强度β的选取方法进行改进,使β依赖于图像像素灰度值,从而更加有效地去除椒盐噪声;对动态门限的衰减时间常数αE的选取方法进行改进,使αE依赖阈值输出的放大系数vE,减少整个模型的参数,并通过实验选取vE值。实验结果表明,与传统的中值滤波、均值滤波方法相比,基于改进的简化脉冲耦合神经网络的去噪方法不仅有效去除了矿井图像的椒盐噪声,而且很好地保持了图像的边缘等细节特征。

按照矿山物联网统一时空模型的要求,开发了基于GIS的煤矿井下电力监控管理系统。该系统建立了各配电点和供电子系统设备的内部结构模型及其相互联系的地理拓扑模型,将井下电力系统CAD图转换为GIS拓扑图,将图形软件和数据库相结合来描述和管理各种电力设备的参数属性及几何拓扑关系;采用多世界空间关联表达,实现了井下配电网络及其资产"一张图"管理。

研制了1套静止无功发生器(SVG)装置,使用基于瞬时无功功率理论的方法进行无功电流检测。首先分析了SVG的控制策略,采用直接电流控制三闭环控制结构,在此基础上利用SVPWM调制技术产生所需要的脉冲驱动信号。然后提出了SVG的软硬件设计方案,并介绍了SVG保护系统的设计方法。

针对现代化煤矿井下采区排水泵房自动化的发展趋势,陈四楼煤矿提出了自动化排水泵房随动视频技术方案,重点对随动视频技术的性能特点进行了研究,分析了"排水系统控制技术、机械设计关键技术、工业电视系统技术"的性能结构及功能特点,并在实际生产中得到了应用,指出了煤矿井下排水泵房随动视频技术在现代化矿井综合自动化建设中的重要性。

为提高煤矿排水效率,降低运行成本,结合新河煤矿的实际情况,在改造原有管路、完善传感器和执行机构的基础上,构建了基于西门子PLC的自动排水控制系统架构。系统采用就地和地面调度2级控制方式,编写了数据采集、显示和控制的PLC程序,实现了就地、手动、远控和自动4种控制模式。实践表明,系统运行稳定、可靠。

针对煤矿井下人工值守排水系统的弊端,对排水系统进行优化,实现自动化排水;根据QBZ系列起动器的电气原理,采用液位开关检测水位的变化,不仅实现了通过水位变化自动控制水泵的启停,而且特殊情况时能自动报警且继续排水,对水泵等机电设备提供了有效的保护。

为提高煤矿井下排水自动化水平,采用SIEMENS PLC、IFIX4.5组态软件和工业以太网通信技术相结合,研发了煤矿井下自动化排水系统,并利用STEP7编程软件设计水泵控制的梯形图,可实现井下水泵、闸阀及相关设备自动控制等功能。工业以太网通信连接实时性能较好,数据传输率很高。采用IFIX4.5组态软件编写的监控程序具有功能完善、操作简便、可视性好、人机对话功能强等优点。

为实现煤矿井下排水系统的无人值守,设计并实施了涵盖仪表、控制系统的自动化改造;并针对现场两仓三泵运行模式制定了自动控制策略;利用峰谷电价差优化运行模式,大大降低了系统能耗,实现了减员增效。

根据目前某煤矿的实际情况,介绍了一种模块化的井下排水泵监控系统的设计。该设计采用C8051F040单片机作为核心控制器,对排水泵的运行参数及水仓水位实时监测,并具有预警功能,可实现水泵及排淤装置的自动启停;采用下位机控制与上位机监视相结合的方式,使地面人员能通过PC客户端实时监测水仓水位,并控制排水泵运行工况。实际应用表明,该系统运行可靠、开发成本低、可移植性强,具有推广应用价值。

针对煤矿井下排水系统不够完善以及电能消耗大等问题,设计了一种基于单片机处理的、根据各种传感器所采集到的数据控制交流电机的开停来带动水泵运行的排水系统。该系统主要包括CPU控制单元和监控系统,可实现水仓水位、排水管路流量、电机温度、电路负荷电压等数据的实时监测监控及报警显示、水泵自动启停,闸、阀自动开关等功能。该系统启用后,可实现泵房无人值守。