闭环变频控制技术在煤矿主排水中的应用.pdf

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1、[硼匿圈圈山西煤炭第34卷第6期2014年6PJSHANXlCOALV0I．34N0．6Jun．2014文章编号：1672—5050(2014)06—0020—03DOI：10．3969~．issn．1672—5050．2014．06．009闭环变频控制技术在煤矿主排水中的应用郝慧学，王晓莉(山西煤炭运销集团长治分公司，山西长治047100)摘要：以矿用本安型工业控制计算机和多功能控制驱动器结合系统为例，介绍了变闭环控制在煤矿主排水中的应用控制系统可按主水仓液位等进行自动调节主排水泵的转速和开启台数，还可根据运行时间自动倒机切换运行

2、和避峰填谷运行，实现设备的低碳、高效、高可靠性的运行效果，有效保证煤矿生产的安全运行。Il关键词：工业控制计算机；多功能控制驱动器；变频调速中图分类号：TD63文献标识码：A兰一搬1闭环变频控制系统的构成在故障处理后进行复位。趋势界面是以曲线形式显示水泵轴温、电机温度等参数，并保存曲线，以便查煤矿主排水系统的可靠性直接关系到煤矿的安询历史和分析一段时间内的水泵作状况。历史数全。根据安全和生产需要，选择矿用本安型工业控制据表格界面显示保存历史数据。故障报警界面对系计算机和多功能控制驱动器结合的变频调速系统，统运行过程中出现的故障进行报

3、警，并保存报警类多年应用效果很好，达到预期目的。控制系统的结构型及时间，以便查询故障记录。框图，见图1。为了安全可靠，水仓水位采用超声波液位计(模拟量信号)和浮球液位计(开关量信号)同时检测、参与连锁控制，根据水位传感器的检测数据，当水位高出设定值时开泵抽水。开泵抽水前需先对水泵抽真空，根据煤矿安全要求，抽真空方式必须设置两种：制器I3控制器■射流抽真空和真空泵抽真空。射流抽真空不消耗额外资源，通常选为默认抽真空方式；真空泵抽真空方e。式作为备用。泵体内真空度由负压传感器检测，当真ItI：f~I'3流量囊阀门流最空度达到设定值时控制

4、泵电机开始抽水，并检测泵l水袋2号水身之3号水泵体出水口水压，为了防止排水管道中的积水倒流，只图1自动化控制系统结构框图有当出水口压力达到设定值时才可打开电动阀矿用本安型T业控制计算机核心采用西门子排水。s7—300PLC，它与变频器之间采用PROFIBUS通讯。2闭环变频控制系统的功能上位机采用西门子WinCC组态软件，监控主要F}1主界面、单台泵监控界面、趋势界面、历史数据表格界主排水泵控制系统分为就地控制和远程控制：面、故障报警界面等组成。主界面直观显示整个排水就地控制的优先级大于远程控制。多功能驱动器置系统，实时显示水泵的运

5、行状态、水泵入水口真空于“就地”状态下，可通过井下泵房中的触摸屏或多度、水口压力等参数，实时显示水仓水位和管路流功能驱动器直接对泵组的电动球阀、电动闸阀、水泵量。单台泵监控界面单独显示每台水泵的T作状态、电机等进行本地控制。多功能驱动器置于“远程”状故障、运行参数}水泵的启动和停止进行控制，可态下，可通过井上上位机监控软件对泵组的电动球收稿日期：2014-01—02作者简介：郝慧学(1974一)．男，山东菏泽人，大学本科，上程师，从事煤矿自动化管理T作。20第34卷第6期山西煤炭阀、电动闸阀、水泵电机等进行远程单体控制和远程连锁自动

6、控制。多功能驱动器置于“就地”时，泵组的电动球阀、电动闸阀、水泵电机等的启动，由多功能驱动器面板的控制按钮开，在工业控制计算机面板可以观察当前设备的运行状态，达到设备检修目的。多功能驱动器置于“远程”时，系统分为远程单体控制和远程连锁控制。远程单体控制状态下，通过井上上位机监控软件对泵组的电动球阀、电动闸阀、水泵电机等进行控制，多用于单体调试或连锁控制故障等情况。在远程连锁控制状态下，通过井上上位机监控软件对泵组的电动球阀、电动闸阀、水泵电机等进行控制：各个设备按既定流程顺序启动、停止，且其PLC能按各台泵的运行时间自动停止一台连续

7、T作时间最长、且达到设定值的水泵，然后开启一台图3水泵避峰填谷运行逻辑示意图备用中累计运行时间最短的投入运行，实现正常运频率，但水泵运行最小频率时水泵杨程必须满足排行情况下三台主排水泵的自动切换运行。当井下涌水要求，实现两台排水泵同时运行，达到变频闭环控水量突然加大，单台水泵排量达不到排水要求时(水制，并发出涌水量报警声光信号。仓液位与水泵运行时间闭锁，即当单台水泵运行一图2为单台水泵连锁启动逻辑示意图，图3为段时间时，水仓液位下降不明显或上升时)，可自动水泵避峰填谷运行逻辑示意图。启动备用泵，并按水仓液位自动调节备用水泵运行自动连

8、锁运行模式中，主排水泵采用了针对电价的“避峰填谷”运行模式(通常白天电价高于晚上)。为了经济效益，采用设定不同开停泵抽水水位值，设定四个水位“高高、高、中、低”；当电费低时段，水位达“高高”点时开泵抽水；到水位降低到“低”点时才停止抽