乳化泵智能變頻裝置的應用

曹士峰,孫化柏（棗莊大興礦業有限責任公司,山東　棗莊　277319）

乳化泵智能變頻裝置的應用

曹士峰,孫化柏
（棗莊大興礦業有限責任公司,山東棗莊277319）

介紹乳化泵智能變頻裝置，使泵站動力系統實現變頻自動運行功能，同時乳化液的自動監測與自動配制，能夠相對封閉系統箱體，減少工作面雜質的入侵，既保證了乳化液的純度，又大大減少了雜質對設備的侵害，取得了良好效果。

乳化泵智能變頻裝置；PID控制；乳化液泵站改造

1　引言

乳化液泵用于煤礦采煤工作面，工作原理為靠曲軸的旋轉帶動活塞做往復運動，實現吸液和排液，乳化液由95%的水加5%的乳化油組成，為液壓支架或單體液壓支柱提供高壓液體實現支架或支柱油缸的伸縮。

正常情況下每個工作面配置2臺乳化液泵,供液壓力一般為18～30MPa,每臺乳化泵配套安裝一臺礦用隔爆型真空電磁啟動器作為控制開關，管路選用直徑25mm～31.5mm高壓膠管，泵站位置一般設在進風巷，為確保乳化液濃度保持在在3～5%，泵站司機隨身攜帶折光儀進行檢查。

2　問題提出

針對礦井實際情況及設備存在問題，經過多方面論證，乳化泵作為定型設備機械傳動系統改造困難較大，只能在電氣控制系統方面進行改進，最終確定在原QBZ系列礦用隔爆型真空電磁起動器控制系統供電線路基礎上，更換成乳化泵智能變頻裝置，從而使泵站動力系統實現變頻自動運行功能，同時乳化液的自動監測與自動配制，能夠相對封閉系統箱體，減少工作面雜質入侵，既保證了乳化液的純度，又大大減少了雜質對設備的侵害，取得了良好效果。

3　控制方案及參數設置

根據市場調研及現場使用條件確定使用意大利SINUSPENTA系列變頻器的PID控制功能實現恒壓供水控制，用變頻器控制水泵的轉速以保證水的壓力恒定。通常采用的方案是將反饋量輸入給智能PID調節器儀表或PLC，然后經過計算調節，輸出執行量給變頻器，再控制水泵。而SINUSPENTA系列多功能交流變頻器集成PID控制器，用戶只需將壓力反饋量給變頻器，變頻器通過內部調節計算，直接控制水泵，這大大節約了用戶的施工與改造成本。另外，SINUSPENTA系列變頻器還可用于溫度、流量、水位等的控制。

為了方便設置Penta變頻器，可激活啟動菜單，使用向導對所連接馬達及控制的主要參數進行編程。其激活與否取決于啟動菜單模式下參數P265的設置。

啟動菜單中可設置的參數包括：

參數　說明　使能C008　額定電源電壓C010　控制算法的類型C013　V/f模式類型　[僅當IFD有效時] C015　額定馬達頻率C016　額定馬達轉速C017　額定馬達功率C018　額定馬達電流C019　額定馬達電壓C028　最小馬達速度C029　最大馬達速度C034　電壓預升壓　[僅當IFD有效時] P009　加速斜坡時間

P010　減速斜坡時間C043　加速時電流限值　[僅當IFD有效時] C044　恒轉速時電流限值　[僅當IFD有效時] C045　減速時電流限值　[僅當IFD有效時] C265　馬達1的馬達熱保護C291　PID運行模式C285　PID基準選擇1　[僅當IFD有效時] C288　PID基準反饋1　[僅當IFD有效時] P267　預設PID測量單位　[僅當IFD有效時] P257　PID測量標度系數　[僅當IFD有效時] P236　PID最大輸出值　[僅當IFD有效時] P237　PID最小輸出值　[僅當IFD有效時] P237a　使能PID喚醒　[僅當IFD有效時] P237b　PID喚醒級別　[僅當IFD有效時] P255　啟動禁用延遲，如果PID輸出=P237　[僅當IFD有效時]

在工程實際中，應用最為廣泛的調節器控制規律為比例、積分、微分控制，簡稱PID控制，又稱PID調節。PID控制器問世至今已有近70年歷史，它以其結構簡單、穩定性好、工作可靠、調整方便而成為工業控制的主要技術之一。當被控對象的結構和參數不能完全掌握，或得不到精確的數學模型時，控制理論的其它技術難以采用時，系統控制器的結構和參數必須依靠經驗和現場調試來確定，這時應用PID控制技術最為方便。即當我們不完全了解一個系統和被控對象，或不能通過有效的測量手段來獲得系統參數時，最適合用PID控制技術。PID控制，實際中也有PI和PD控制。PID控制器就是根據系統的誤差，利用比例、積分、微分計算出控制量進行控制的。

4　應用的優點

（1）起動方便無沖擊電流，自動調節、壓力恒定、噪音低、機件磨損少、機器運行平穩。

（2）能夠在系統閉環工作狀態下使泵組實現恒壓變量自動控制，保證系統工作壓力的同時，極大地提高了乳化泵組的做功效率，達到節能降耗的目的。

（3）對液壓支柱用乳化液液體濃度進行精確監控并實現自動配液，延長液壓支柱使用壽命。

（4）對電氣控制系統運行狀態監控并對系統故障自診斷，從而保證設備的正常運行和便于維護。

（5）減少設備的無功損耗和機械磨損，延長乳化泵的使用壽命。

5　結論

對乳化液泵站進行改造后，不但操作方便、簡單、維護量小，而且有顯著的節能效果，并且實現高度自動化調節，達到高效節能，符合國家節能減排要求。

曹士峰（1967—），山東棗莊人，1988年畢業于安徽大學，助理工程師。