乳化液泵站变频器自动控制补液系统研究

发布时间：2020-07-12 23:09

【摘要】：随着矿井下综合采煤工作面工作情况越来越复杂,工作面对相应安全配套设备的要求也越来越高。其中支撑工作面顶板的液压支架与为其提供乳化液的泵站对于工作面的安全生产意义重大。想要提高支架的推进速度,乳化液泵站作为液压支架的供液设备就必须有相应的供应大容量液体的能力。目前,乳化液泵站在中国普遍采用的是一个泵站作为主控、一个泵站作为备用控制。如果完全依赖人工经验操作控制系统,容易出现人为因素故障,无法实现自动检测、控制等处理功能。随着工业自动化的快速发展和国家对煤矿安全的日益重视,企业对现场应用的稳定性、可靠性和实时性等要求也越来越高。在此背景下,对乳化液泵站的工作状态进行实时测试,设计了乳化液泵站变频器自动控制系统。所研究的内容包括以下几个方面。第一,研究了乳化液泵站控制系统的工作方式以及国内外的发展状况,变频控制技术在乳化液泵站控制系统方面的应用,依靠变频技术所能实现的乳化液泵站控制系统最优的控制方式。在理解现有技术的基础上,考虑如何将变频优化方法应用于泵站补给控制。第二,对乳化液泵站工作原理及工作特性进行分析,在分析传统乳化液泵站控制劣势的基础上,考虑加入变频器模糊控制的方案以实现精确控制及优化节能的目标。第三,确定乳化液泵站变频补液控制系统设计方案,主要工作有设备的选型,电路的设计,控制系统的设计编制,人机交互界面的设计等。要保障所有的设计都满足系统安全性稳定性的要求,确定乳化液泵站各项参数后,在条件范围内谋求安全、稳定、高效、节能的最优控制系统。第四,对整个变频控制系统进行了调试,分析了新控制方法与原控制方法的区别。主要从稳定性、安全性及节能性几个方面进行考察。本文是为高压,多泵,高流量乳化泵站设计开发的变频控制补液系统,具有在线监测运行状态,智能控制系统,系统故障诊断,数据存储和故障报警等功能。该功能大大提高了煤矿下煤矿的生产效率。该问题的研究解决了乳化泵站的自动控制问题,为实现井下工作面乳化液泵站系统高效、节能、安全的生产方式做出了应有的贡献。
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TD355.4
【图文】：

图 3.1 系统电气设计原理图 防爆变频器.1 防爆变频器的选型变频器的出现使得变频调速成为一种全新的调速方式，变频调速的应用给各行来了很大的改变，特别是工业生产中生产方式的改变。变频调速实际上是对电调节，通过改变供电电源给电动机供电的频率去改变电机的转动速度，改变了的工作状态模式。变频调速技术应用广泛，在矿井下的采煤系统中就有很多的乳化液泵站供液系统也采用变频调速控制，将会使乳化液泵站补液系统工作方全可靠。乳化液泵站中变频调速主要应用在对电机转速的控制，依靠特殊连接结构，以速的控制实现对乳化液泵站供液的控制。电机的转速和是由电源频率决定的，计算公式有 n=60f/p，其中 n 是电机转速，f 是电源频率，p 是电机固有参数极式中可以看到，当电源频率 f 增加时，电机同步转速 n 是增加的。电机实际转电机的同步转速，随着同步转速的变化而变化。变频调速就是通过这种改变电

乳化液泵站控制系统设备设计15图 3.1 系统电气设计原理图3.2 防爆变频器3.2.1 防爆变频器的选型变频器的出现使得变频调速成为一种全新的调速方式，变频调速的应用给各行各业都带来了很大的改变，特别是工业生产中生产方式的改变。变频调速实际上是对电机转速的调节，通过改变供电电源给电动机供电的频率去改变电机的转动速度，改变了电机单一的工作状态模式。变频调速技术应用广泛，在矿井下的采煤系统中就有很多的应用，如果乳化液泵站供液系统也采用变频调速控制，将会使乳化液泵站补液系统工作方式更加安全可靠。乳化液泵站中变频调速主要应用在对电机转速的控制，依靠特殊连接结构，以对电机转速的控制实现对乳化液泵站供液的控制。电机的转速和是由电源频率决定的，电机转速计算公式有 n=60f/p，其中 n 是电机转速，f 是电源频率，p 是电机固有参数极对数。从公式中可以看到，当电源频率 f 增加时，电机同步转速 n 是增加的。电机实际转速要小于电机的同步转速，随着同步转速的?

乳化液泵站控制系统设备设计通讯的其他外部设备，如 PLC 等就可以实现远距离多方式控制变变频器；变频器有线、短时在线两种工作方式；变频器对于电机的制动包括直流制动和动态制动两种制方式；变频器对电机的控制可实现一对多控制，其中一台电机为主机，多台电机同时制的方式可以满足现场多种情况需求，同时还可以减少硬件的消耗；防爆变频器采用热性极好的热管进行散热，避免因为内部发热问题引起仪器损坏；对于变频器内部出故障的情况，也是可以打开外壳进行维修的，但是要注意现场安全的问题。下图为变频方案电气原理图如图 3.3 所示。

【参考文献】

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1 陈云霞;;变频器拖动乳化液泵的节能改造研究[J];同煤科技;2014年03期

2 徐昆鹏;;基于MATLAB/Simulink的乳化液泵站动力学仿真研究[J];煤矿机械;2014年08期

3 曹春玲;井延苗;;液压支架中乳化液泵站的可靠性分析[J];煤矿机械;2014年08期

4 冯阿涛;秦建;刘井华;;变频调控技术在矿用乳化液泵上的应用[J];煤矿现代化;2014年02期

5 赵万忠;崔永光;许奎;;隔爆型变频装置在井下乳化液泵供电中的应用[J];科技视界;2014年10期

6 冀平军;;综采工作面液压系统整体优化研究及应用[J];科技创新导报;2014年03期

7 张文科;;矿用隔爆兼本安型变频器在综采工作面乳化液泵站的应用[J];中州煤炭;2012年07期

8 杨文胜;肖峰;;综采乳化液泵站运行中存在的问题及改进[J];煤;2011年11期

9 乔铁柱;闫来清;;模糊PID控制及在恒压供液系统的应用[J];煤炭工程;2011年10期

10 董天勇;;变频技术在乳化液泵控制系统中的应用[J];水力采煤与管道运输;2010年03期

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1 朱建领;金鸡滩煤矿乳化液泵站系统优化设计[D];西安科技大学;2017年

2 刘文超;高压大流量乳化液泵测试技术研究[D];山东科技大学;2017年

3 宿吉奎;乳化液泵站变频恒压控制系统的研究[D];太原理工大学;2012年

4 范静;基于ST-200 PLC智能控制乳化液泵站的设计开发[D];电子科技大学;2010年

5 杨涛;乳化液泵站液压系统建模仿真与控制系统开发[D];太原理工大学;2008年

6 赵栓峰;乳化液泵站检测与故障诊断的研究[D];西安科技大学;2004年

本文编号：2752610