毕业设计（论文）-乳化液泵站自动控制系统研究

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1、.乳化液泵站自动控制系统研究摘要为了提高井工采煤的工作效率，近年来，综采工作面采煤机工作牵引速度从传统的4-6m/min提高到了每分钟十几米甚至20m/min以上，对于如此高的工作牵引速度，与其配套的设备，液压支架的推进（或跟进）速度必须相应提高，才能充分发挥采煤机的工作能力。液压支架跟进速度的提高实质上是实现在相同时间内运行多台支架，这就需要液压支架的供液设备具备大流量供液的能力。乳化液泵站作为液压支架的供液设备，目前，国内普遍采用一台泵供液，一台泵备用；对于高速采煤机则通过采用大流量泵供液的方式

2、来满足液压支架的快速跟进；而对泵的启停和加载/卸载完全依靠人工经验式控制。虽然大流量泵能提供液压支架快速跟进时所需流量，但是由于井下的特殊环境，大流量泵存在占地面积大和防爆困难等问题，因此很难在煤矿井下开展工作；另外，由于没有监测系统，很容易出现各种故障，不能为支架提供良好的供液环境。经过多方调研，在充分研究大量国内外有关文献资料的基础上，制定了多泵系统在线检测和自动控制初步方案，经过业内多名专家的广泛论证，最终确定了“乳化液泵自动控制系统”的实施方案。在控制量选取上提出利用液压系统主管路压力信号的

3、变化反映液压支架跟进时所需乳化液流量的变化，通过采集到的主管路压力信号来调整各台泵的运行状态；在泵站的运行过程中采用优先级循环方式，避免了乳化液泵运行时间不同；同时，为了避免乳化液泵出现故障带病运行，设计故障在线监控系统，对泵站在运行过程中出现的各种故障实时报警并采取相应控制措施。在泵站的控制系统中，通过可编程控制器构成主从站集散式控制系统，整个控制系统由主站控制器进行集中控制，由各个分站进行相应的管理；主站控制器根据主管路压力的变化和当前各个从站的运行状态，由程序中设定的优先级顺序，对相应的从站控

4、制器发送加载或卸载控制指令；从站控制器接收到控制指令后控制各自乳化液泵的启动、停止、加载、卸载以及故障监测等，然后再将当前的运行状态上传到主站控制器中。主从站均设置有人机接口，通过人机接口操作人员可以设定相关参数和查阅各个泵的运行情况。35.本课题具有运行状态在线监测、智能化自动控制、故障自诊断、故障信息储存、显示、故障报警和通讯等功能，大大减少了采煤工作过程中的故障停机时间，提高了生产效率。该项目的完成，解决了煤矿井下乳化液泵站自动化控制与液压支架电液控制的配套问题，为煤矿快速大功率井下采煤设备完

5、全自动化或自动化无人回采工作面的实现做出积极的贡献。35.第一章绪论随着煤矿自动化的发展以及现代信息化技术在工业生产管理中的广泛应用，使得许多传统工业与现代化设备相结合的自动控制系统得到广泛的应用，本文以煤矿井下乳化液泵站为研究对象，应用矿用隔爆型乳化液泵站自动控制箱对乳化液泵站进行控制，从而代替了传统的人工对泵站的经验控制，降低了劳动强度，提高了生产效率。1.1课题的来源及问题的提出乳化液泵站是煤矿井下作业的关键设备，它担负向煤矿综采工作面液压支架或普采工作面单体液压支柱输送高压乳化液，是液压支架

6、的动力源，其工作状态的好坏直接影响液压支架的工作性能和使用效果，同时对井下工作的安全性起着至关重要的作用。综采工作面的液压支架之所以能够支撑顶板，并能实现推溜移架、调架护壁、侧护防倒、防滑等动作，都是乳化液泵供给的压力液体使各种液压缸以及千斤顶动作的结果。另外在某些综采工作面，可弯曲刮板输送机的紧链液压马达、桥式转载机的固定与推移千斤顶以及工作面上、下出口处超前支护用的单体液压支柱等都是靠乳化液泵提供的高压乳化液工作的。随着综采工作面采煤机的工作牵引速度不断提高，液压支架的推进（或跟进）速度必须相应

7、提高，才能充分发挥采煤机的工作能力。液压支架在跟进过程中的“升、降、推、移”等动作是由乳化液泵站供给的压力液体推动各种液压缸来完成的，乳化液泵站的供液流量决定着支架的跟进速度，对于大采高、大吨位液压支架，在多架同时移动的情况下，需要增大流量，才能保证支架的快速跟进，维护工作面顶板的完整，确保生产安全，因此对乳化液泵站的要求越来越高。解决液压支架快速跟进最关键的是要增大液压支架的供液量，虽然通过提高乳化液泵的功率能够满足大流量供液，但是由于煤矿井下作业空间和安全的限制，仅仅依靠采用大流量泵来解决液压支

8、架快速跟进所需流量的方法很难实现。由此可见，研制高压力、大流量，高可靠性，智能自动监测、自动控制、故障自诊断、故障自动处理等功能的乳化液泵站对煤矿采煤具有重要意义。1.2国内外研究现状35.世界各国，特别是发达国家都十分注重将高新技术与传统的工业技术相结合，不惜投入大量的人力、物力和财力对工业设备进行自动化管理，以达到更高的经济效益和管理效率。由于煤矿恶劣的生产环境，国内外煤矿自动化的总体水平落后于其它行业，随着煤矿机械化的发展，煤矿自动化成为煤炭工业当前的研究热点之