【摘要】：隨著礦井下綜合采煤工作面工作情況越來越復(fù)雜,工作面對相應(yīng)安全配套設(shè)備的要求也越來越高。其中支撐工作面頂板的液壓支架與為其提供乳化液的泵站對于工作面的安全生產(chǎn)意義重大。想要提高支架的推進(jìn)速度,乳化液泵站作為液壓支架的供液設(shè)備就必須有相應(yīng)的供應(yīng)大容量液體的能力。目前,乳化液泵站在中國普遍采用的是一個泵站作為主控、一個泵站作為備用控制。如果完全依賴人工經(jīng)驗(yàn)操作控制系統(tǒng),容易出現(xiàn)人為因素故障,無法實(shí)現(xiàn)自動檢測、控制等處理功能。隨著工業(yè)自動化的快速發(fā)展和國家對煤礦安全的日益重視,企業(yè)對現(xiàn)場應(yīng)用的穩(wěn)定性、可靠性和實(shí)時(shí)性等要求也越來越高。在此背景下,對乳化液泵站的工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)測試,設(shè)計(jì)了乳化液泵站變頻器自動控制系統(tǒng)。所研究的內(nèi)容包括以下幾個方面。第一,研究了乳化液泵站控制系統(tǒng)的工作方式以及國內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r,變頻控制技術(shù)在乳化液泵站控制系統(tǒng)方面的應(yīng)用,依靠變頻技術(shù)所能實(shí)現(xiàn)的乳化液泵站控制系統(tǒng)最優(yōu)的控制方式。在理解現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上,考慮如何將變頻優(yōu)化方法應(yīng)用于泵站補(bǔ)給控制。第二,對乳化液泵站工作原理及工作特性進(jìn)行分析,在分析傳統(tǒng)乳化液泵站控制劣勢的基礎(chǔ)上,考慮加入變頻器模糊控制的方案以實(shí)現(xiàn)精確控制及優(yōu)化節(jié)能的目標(biāo)。第三,確定乳化液泵站變頻補(bǔ)液控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案,主要工作有設(shè)備的選型,電路的設(shè)計(jì),控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)編制,人機(jī)交互界面的設(shè)計(jì)等。要保障所有的設(shè)計(jì)都滿足系統(tǒng)安全性穩(wěn)定性的要求,確定乳化液泵站各項(xiàng)參數(shù)后,在條件范圍內(nèi)謀求安全、穩(wěn)定、高效、節(jié)能的最優(yōu)控制系統(tǒng)。第四,對整個變頻控制系統(tǒng)進(jìn)行了調(diào)試,分析了新控制方法與原控制方法的區(qū)別。主要從穩(wěn)定性、安全性及節(jié)能性幾個方面進(jìn)行考察。本文是為高壓,多泵,高流量乳化泵站設(shè)計(jì)開發(fā)的變頻控制補(bǔ)液系統(tǒng),具有在線監(jiān)測運(yùn)行狀態(tài),智能控制系統(tǒng),系統(tǒng)故障診斷,數(shù)據(jù)存儲和故障報(bào)警等功能。該功能大大提高了煤礦下煤礦的生產(chǎn)效率。該問題的研究解決了乳化泵站的自動控制問題,為實(shí)現(xiàn)井下工作面乳化液泵站系統(tǒng)高效、節(jié)能、安全的生產(chǎn)方式做出了應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TD355.4
【圖文】：

圖 3.1 系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)原理圖 防爆變頻器.1 防爆變頻器的選型變頻器的出現(xiàn)使得變頻調(diào)速成為一種全新的調(diào)速方式，變頻調(diào)速的應(yīng)用給各行來了很大的改變，特別是工業(yè)生產(chǎn)中生產(chǎn)方式的改變。變頻調(diào)速實(shí)際上是對電調(diào)節(jié)，通過改變供電電源給電動機(jī)供電的頻率去改變電機(jī)的轉(zhuǎn)動速度，改變了的工作狀態(tài)模式。變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用廣泛，在礦井下的采煤系統(tǒng)中就有很多的乳化液泵站供液系統(tǒng)也采用變頻調(diào)速控制，將會使乳化液泵站補(bǔ)液系統(tǒng)工作方全可靠。乳化液泵站中變頻調(diào)速主要應(yīng)用在對電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制，依靠特殊連接結(jié)構(gòu)，以速的控制實(shí)現(xiàn)對乳化液泵站供液的控制。電機(jī)的轉(zhuǎn)速和是由電源頻率決定的，計(jì)算公式有 n=60f/p，其中 n 是電機(jī)轉(zhuǎn)速，f 是電源頻率，p 是電機(jī)固有參數(shù)極式中可以看到，當(dāng)電源頻率 f 增加時(shí)，電機(jī)同步轉(zhuǎn)速 n 是增加的。電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速，隨著同步轉(zhuǎn)速的變化而變化。變頻調(diào)速就是通過這種改變電

乳化液泵站控制系統(tǒng)設(shè)備設(shè)計(jì)15圖 3.1 系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)原理圖3.2 防爆變頻器3.2.1 防爆變頻器的選型變頻器的出現(xiàn)使得變頻調(diào)速成為一種全新的調(diào)速方式，變頻調(diào)速的應(yīng)用給各行各業(yè)都帶來了很大的改變，特別是工業(yè)生產(chǎn)中生產(chǎn)方式的改變。變頻調(diào)速實(shí)際上是對電機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，通過改變供電電源給電動機(jī)供電的頻率去改變電機(jī)的轉(zhuǎn)動速度，改變了電機(jī)單一的工作狀態(tài)模式。變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用廣泛，在礦井下的采煤系統(tǒng)中就有很多的應(yīng)用，如果乳化液泵站供液系統(tǒng)也采用變頻調(diào)速控制，將會使乳化液泵站補(bǔ)液系統(tǒng)工作方式更加安全可靠。乳化液泵站中變頻調(diào)速主要應(yīng)用在對電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制，依靠特殊連接結(jié)構(gòu)，以對電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制實(shí)現(xiàn)對乳化液泵站供液的控制。電機(jī)的轉(zhuǎn)速和是由電源頻率決定的，電機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)算公式有 n=60f/p，其中 n 是電機(jī)轉(zhuǎn)速，f 是電源頻率，p 是電機(jī)固有參數(shù)極對數(shù)。從公式中可以看到，當(dāng)電源頻率 f 增加時(shí)，電機(jī)同步轉(zhuǎn)速 n 是增加的。電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速要小于電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速，隨著同步轉(zhuǎn)速的?

乳化液泵站控制系統(tǒng)設(shè)備設(shè)計(jì)通訊的其他外部設(shè)備，如 PLC 等就可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離多方式控制變變頻器；變頻器有線、短時(shí)在線兩種工作方式；變頻器對于電機(jī)的制動包括直流制動和動態(tài)制動兩種制方式；變頻器對電機(jī)的控制可實(shí)現(xiàn)一對多控制，其中一臺電機(jī)為主機(jī)，多臺電機(jī)同時(shí)制的方式可以滿足現(xiàn)場多種情況需求，同時(shí)還可以減少硬件的消耗；防爆變頻器采用熱性極好的熱管進(jìn)行散熱，避免因?yàn)閮?nèi)部發(fā)熱問題引起儀器損壞；對于變頻器內(nèi)部出故障的情況，也是可以打開外殼進(jìn)行維修的，但是要注意現(xiàn)場安全的問題。下圖為變頻方案電氣原理圖如圖 3.3 所示。

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本文編號：2752610