PID控制在矿井乳化液配比系统中的应用.pdf

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1、第1期(总第131期)机械管理开发2013年2月No．1(SUMNo．131)MECHANICALMANAGEMENTANDDEVELOPMENTFeb．2013PID控制在矿井乳化液配比系统中的应用卫强(山西潞安左权五里堠煤业有限公司，山西晋中032600)摘要：针对乳化液在煤矿使用中存在的问题，为了保证矿井乳化液配比系统中乳化液浓度保持稳态，介绍了一种基于PID控制的乳化液自动配比系统，并通过实验的方法选择合适的PID控制参数，以提高乳化液配比系统中浓度的快速反映，使乳化液浓度处于稳态。关键词：乳化液；PID控制；浓度中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号：1003—773X(201

2、3)01—0147—030引言变频器控制电动机来调节齿轮泵的转速使其增大，这乳化液在煤矿生产中发挥着十分重要的作用。作样也就使得乳化油的进油量增大。由于清水流量保持为煤机产品液压传动的工作介质，尤其是作为煤矿采不变，乳化油的流量增大会使乳化液浓度增大。同理，煤工作面液压支架和液压支柱的工作介质在煤矿井下如果经比较，乳化液的浓度大于5％，那么，PLC输出信得了广泛的应用，被称之为煤矿支护设备的血液n。号，通过变频器控制电动机从而来调节齿轮泵使其转乳化液作为液压支护设备的传动介质，其浓度适当与速减小，降低乳化油的进油量，从而使乳化液的浓度降否直接影响到液压支架的工作寿命和成本。浓度过低。如此循环检

3、测、比较、控制、调节，使乳化液浓度稳低，液压支架元件受到水的侵蚀而生锈，会影响其工作定在给定的2％一一5％范围内。寿命，甚至导致支架失去支承能力而引起重大的恶性该系统主要由乳化油箱、乳化油和水配比系统、电事故。反之，若浓度过高，乳化油用量增加，会增加生控系统三部分组成。可对乳化液箱和乳化油箱的液位产成本嘲。为了保护液压系统元件并延长其使用寿进行自动控制，有效地避免了油箱和液箱的吸空或乳命，避免因浓度过高而增加生产成本，因而必须严格控化液外溢。当乳化液达到高液位时，乳化液箱液位传制乳化液的浓度。为此，我们研制了一种新型乳化液感器发出电信号，PLC接收信号，使电磁阀失电、齿轮配比系统，以自动控制乳

4、化液浓度使其趋于合理的配泵停止工作，配比工作停止；当乳化液用至低液面时，比浓度范围。乳化液箱液位传感器又发出电信号，PLC接收信号，使1乳化液自动配比系统工作原理电磁阀得电、齿轮泵开始工作，配比工作开始，向乳化水液箱补充乳化液。当乳化油箱乳化油短缺时，乳化油箱液位传感器就会发出信号给系统，提醒工作人员加油。2乳化液自动配比系统PID控制对于矿井乳化液配比系统的闭环控制系统，需要实际流量快速响应理论流量的变化，且要求实际流量液度液变化的输出保持在稳态值，使系统达到稳态的输出与传位感开给定值之间“无静差”。本控制系统输出调节采用比例加器关积分调节，即PI算法。系统的控制原理框图如图2所示。自动配比

5、装置多功能乳化液箱储液箱图1乳化液自动制比系统原理简图O)MO)图1为一种可调式乳化液配比系统液压原理。该系统以PLC为控制核心，以变频器、电磁阀和齿轮泵为J，。执行机构，以流量传感器、液位传感器为反馈装置。其工作原理为：以电磁阀来控制水源的通断。流量传感图2乳化液自动配比系统控制原理框图2．1系统参数的选择器对乳化液流量进行实时检测，不同的流量值经过传感器后，输出相应的电信号，电信号经A／D转换器转换PID控制器结构确定后，即可开始选择参数。参数的选择，要根据受控对象的具体特性和对控制系统成数字信号以后，送人PLC进行处理。在PLC控制下，系统把输人值代人浓度计算子程序进行计算，得出的的性能

6、要求进行p。工程上，一般要求整个闭环系统浓度值与事先给定系统的浓度值(2％和5％)进行比是稳定的，对给定量的变化能迅速响应并平滑跟踪，超较，如果浓度值小于2％，PLC向变频器输出信号，通过调量小；在不同干扰作用下，能保证被控量在给定值；收稿日期：2012—11—14作者简介：卫强(1973一)，男，山西长治人，工程师，大专，从事煤矿机电技术工作。E-mail：4614l3462@qq．corn．·147·第1期(总第131期)机械管理开发3．1垂直胶带输送机发生事故的原因分析度和规范的步骤进行安装；最后，要加强日常维护工垂直胶带输送机在运行过程中容易出现胶带跑作，及时对各个部件进行检查、打扫和

7、清理，并安装胶偏的故障，这不仅会影响输送机的使用寿命，严重时还带跑偏的监测装置，对胶带的运转情况进行实时监测。会导致人员伤亡或停机等事故。产生胶带跑偏的原因3．2．2胶带撕裂事故的预防是多方面的，主要概括为以下三点：一是垂直胶带输送工作人员要及时修补已磨损的漏斗，避免石头及机自身的问题，如机器的转动滚筒外圆圆柱度误差相煤块直接敲砸胶带；及时处理跑偏故障，以免撕裂胶对较大，或托辊的转动不够灵活，亦或