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        乳化液泵站自動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用研究

        2017-02-18 16:54:12劉永剛
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2017年3期
        關(guān)鍵詞:自動(dòng)控制系統(tǒng)綜采工作面

        摘 要:通過(guò)對(duì)綜采工作面乳化液泵站自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成、功能等進(jìn)行分析,闡述了應(yīng)用泵站自動(dòng)控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)。應(yīng)用泵站自動(dòng)控制系統(tǒng)可以提高泵站的使用效率,增加泵站運(yùn)行的安全性,實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制、自動(dòng)配液、綜合保護(hù)、遠(yuǎn)程監(jiān)控等功能,為實(shí)現(xiàn)無(wú)人綜采工作面的工作打下了基礎(chǔ)。

        關(guān)鍵詞:綜采工作面;乳化液泵站;自動(dòng)控制系統(tǒng)

        1 概述

        乳化液泵站是綜合機(jī)械化采煤工作面的一種重要設(shè)備,它是液壓支架和外注式單體液壓支柱的動(dòng)力源。通過(guò)供給壓力液,使各種千斤頂動(dòng)作,實(shí)現(xiàn)液壓支架支撐頂板、推移移動(dòng)架、調(diào)架護(hù)壁、側(cè)護(hù)防倒以及防滑等動(dòng)作。乳化液泵站由乳化液泵、乳化液箱和其他附屬設(shè)備組成,具有控制、過(guò)濾及安全保護(hù)功能。隨著高產(chǎn)高效綜采工作面的發(fā)展,乳化液泵站也隨之不斷改進(jìn)。增大乳化液泵站的主要性能參數(shù)成為其發(fā)展的總體趨勢(shì),如提高乳化液泵站的壓力和流量、改進(jìn)機(jī)械結(jié)構(gòu)、增強(qiáng)可靠性、應(yīng)用智能控制技術(shù)等。乳化液泵站作為液壓支架的動(dòng)力源,對(duì)其工況的控制檢測(cè)尤為重要,原有乳化液泵站的控制系統(tǒng)已不適應(yīng)要求。

        2 泵站電控系統(tǒng)組成

        整個(gè)泵站電控系統(tǒng)主要由主控制箱、主泵分控制箱、備用泵分控制箱、組合開關(guān)箱、變頻器、各種泵電機(jī)、各種傳感器、多種電磁閥等組成。水氯離子、電導(dǎo)率、PH值傳感器,乳化液PH值、電導(dǎo)率、濃度傳感器,水流量傳感器,乳化液流量傳感器,回液負(fù)壓傳感器,供液壓差傳感器,乳化液液位傳感器,乳化油油位傳感器等傳感器連于主控制箱;潤(rùn)滑油油位、油壓、油溫傳感器連于乳化液泵分控制箱。兩個(gè)高壓反沖洗過(guò)濾閥以及電磁供水閥由主控制箱控制,電磁供油閥手動(dòng)控制,兩個(gè)電磁卸載閥由泵分控制箱控制。主控制箱與泵分控制箱、組合開關(guān)箱、變頻器通過(guò)CAN總線相聯(lián)并與主控制臺(tái)通訊。如圖1所示。

        泵站控制系統(tǒng)的工作原理:

        (1)智能型乳化液保障系統(tǒng)中的乳化液泵站可提供兩種控制模式,即:自動(dòng)操作方式和手動(dòng)操作方式。在自動(dòng)操作方式下,系統(tǒng)首先檢測(cè)乳化液箱的液位,乳化液濃度和壓力,當(dāng)檢測(cè)到的值符合系統(tǒng)要求事,啟動(dòng)循環(huán)泵。按全自動(dòng)停止則所有設(shè)備停止運(yùn)行。可在單臺(tái)泵的獨(dú)立控制裝置上選擇手動(dòng)模式啟動(dòng)泵。這種模式各分控制箱不受主控制箱的控制,完全由人手動(dòng)控制,泵將連續(xù)作業(yè)(假設(shè)沒有跳閘因素),同時(shí)主控制箱將顯示那臺(tái)泵是手動(dòng)作業(yè)。(2)整個(gè)控制系統(tǒng)由主控制箱和分站控制箱組成,為集散式控制。一臺(tái)主控制箱負(fù)責(zé)完成對(duì)整套泵站的監(jiān)控和參數(shù)設(shè)定,并向地面遠(yuǎn)程通訊;兩臺(tái)乳化液泵分別有一臺(tái)分站控制箱負(fù)責(zé)監(jiān)控本臺(tái)設(shè)備并將本地參數(shù)傳送到主控制箱,主控制箱與分站控制箱之間通過(guò)CAN總線通訊。(3)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)乳化液溫度、液位、濃度、電導(dǎo)率(污染度)、PH值的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。當(dāng)檢測(cè)的數(shù)據(jù)不在系統(tǒng)允許范圍內(nèi)則報(bào)警并作相應(yīng)的處理。在水處理環(huán)節(jié)針對(duì)水氯離子的含量、電導(dǎo)率、PH值都進(jìn)行了監(jiān)測(cè),當(dāng)監(jiān)測(cè)的這些量超出設(shè)定范圍時(shí),在主控制臺(tái)上報(bào)警并顯示故障記錄。在過(guò)濾站供液管道安裝負(fù)壓傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)供液壓差,當(dāng)壓差超出設(shè)定范圍時(shí),進(jìn)行自動(dòng)反沖洗。負(fù)壓傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)回液管道供液壓差,當(dāng)壓差超出設(shè)定圍時(shí),在主控制臺(tái)上報(bào)警并顯示故障記錄。(4)主控制箱作為供液系統(tǒng)的指令輸入單元,實(shí)現(xiàn)各個(gè)電機(jī)啟動(dòng)停止以及供液自動(dòng)工作流程的運(yùn)行;模擬量采集板采集乳化液泵站、水處理、過(guò)濾站中各個(gè)傳感器的狀態(tài),通過(guò)CAN總線與控制器相連,并將所有數(shù)據(jù)顯示在液晶顯示器上,對(duì)整個(gè)供液系統(tǒng)的電氣設(shè)備進(jìn)行在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和仿真,實(shí)現(xiàn)控制參數(shù)設(shè)置和故障報(bào)警。(5)分站控制箱上裝有啟、??刂奇I和功能選擇鍵, 以及故障和狀態(tài)顯示器。在與主控制箱發(fā)生通訊故障或主控制箱發(fā)生故障不能工作時(shí),分站控制箱能獨(dú)立的對(duì)泵站相應(yīng)設(shè)備的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控。(6)乳化液泵站控制器、傳感器、變頻器、組合開關(guān)箱等都是智能節(jié)點(diǎn),它們與主控制箱通過(guò)CAN總線進(jìn)行通訊,各分控制箱、變頻器和傳感器實(shí)時(shí)采集各智能終端的信息,由主控制箱對(duì)各個(gè)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況進(jìn)行全面監(jiān)控,并作必要的信息統(tǒng)計(jì)和存儲(chǔ)。通過(guò)主控制箱上鍵盤按鍵,由CAN總線傳輸給相應(yīng)的智能終端,從而執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作指令,即每個(gè)控制單元都將本單元的信息數(shù)據(jù)發(fā)送到CAN 總線上,同時(shí)接收其它單元的信息數(shù)據(jù)。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)一般故障時(shí)(例如水位低) ,系統(tǒng)報(bào)警并采取相應(yīng)操作(例如補(bǔ)水);當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)停機(jī)故障(例如潤(rùn)滑油溫度過(guò)高)時(shí),系統(tǒng)報(bào)警并停機(jī)。

        3 實(shí)行自動(dòng)控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

        乳化液泵站應(yīng)用自動(dòng)控制系統(tǒng)具有如下優(yōu)點(diǎn):(1)各種傳感器

        檢測(cè)各個(gè)設(shè)備狀態(tài),實(shí)時(shí)顯示在顯示器上,方便查看。(2)應(yīng)用自動(dòng)控制技術(shù),便于工作面設(shè)備的集中控制與管理,提升了技術(shù)水平。(3)各種設(shè)備信息通過(guò)CAN總線傳至地面控制室,通過(guò)網(wǎng)絡(luò),各級(jí)管理人員能夠隨時(shí)查看井下泵站設(shè)備狀態(tài),方便維修與管理。

        4 結(jié)束語(yǔ)

        使用具有自動(dòng)控制系統(tǒng)的乳化液泵站,大大提高了泵站的使用效率,并使泵站運(yùn)行更加安全,為高產(chǎn)高效工作面液壓支架提供了更加可靠的動(dòng)力保證。

        參考文獻(xiàn)

        [1]武利民.乳化液泵站的智能控制與應(yīng)用[J].煤,2008,17(10):47-48.

        [2]呂兵.乳化液泵站及自動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用研究[J].科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì),2010,20(33):189-191.

        [3]田成金.工作面泵站自動(dòng)控制系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[J].煤礦開采,2011,16(1):83-85.

        [4]姚立權(quán),劉永剛,沈佳昱,等.基于CAN總線的智能乳化液泵站控制系統(tǒng)研究與開發(fā)[J].煤炭工程,2015,47(2):133-135,138.

        作者簡(jiǎn)介:劉永剛(1983-),男,漢族,山東壽光人,工程師,碩士,從事盾構(gòu)機(jī)、變頻器、煤炭機(jī)械、自動(dòng)化生產(chǎn)線等設(shè)備研發(fā)。

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