乳化泵智能变频装置的应用

曹士峰,孙化柏（枣庄大兴矿业有限责任公司,山东　枣庄　277319）

乳化泵智能变频装置的应用

曹士峰,孙化柏
（枣庄大兴矿业有限责任公司,山东枣庄277319）

介绍乳化泵智能变频装置，使泵站动力系统实现变频自动运行功能，同时乳化液的自动监测与自动配制，能够相对封闭系统箱体，减少工作面杂质的入侵，既保证了乳化液的纯度，又大大减少了杂质对设备的侵害，取得了良好效果。

乳化泵智能变频装置；PID控制；乳化液泵站改造

1　引言

乳化液泵用于煤矿采煤工作面，工作原理为靠曲轴的旋转带动活塞做往复运动，实现吸液和排液，乳化液由95%的水加5%的乳化油组成，为液压支架或单体液压支柱提供高压液体实现支架或支柱油缸的伸缩。

正常情况下每个工作面配置2台乳化液泵,供液压力一般为18～30MPa,每台乳化泵配套安装一台矿用隔爆型真空电磁启动器作为控制开关，管路选用直径25mm～31.5mm高压胶管，泵站位置一般设在进风巷，为确保乳化液浓度保持在在3～5%，泵站司机随身携带折光仪进行检查。

2　问题提出

针对矿井实际情况及设备存在问题，经过多方面论证，乳化泵作为定型设备机械传动系统改造困难较大，只能在电气控制系统方面进行改进，最终确定在原QBZ系列矿用隔爆型真空电磁起动器控制系统供电线路基础上，更换成乳化泵智能变频装置，从而使泵站动力系统实现变频自动运行功能，同时乳化液的自动监测与自动配制，能够相对封闭系统箱体，减少工作面杂质入侵，既保证了乳化液的纯度，又大大减少了杂质对设备的侵害，取得了良好效果。

3　控制方案及参数设置

根据市场调研及现场使用条件确定使用意大利SINUSPENTA系列变频器的PID控制功能实现恒压供水控制，用变频器控制水泵的转速以保证水的压力恒定。通常采用的方案是将反馈量输入给智能PID调节器仪表或PLC，然后经过计算调节，输出执行量给变频器，再控制水泵。而SINUSPENTA系列多功能交流变频器集成PID控制器，用户只需将压力反馈量给变频器，变频器通过内部调节计算，直接控制水泵，这大大节约了用户的施工与改造成本。另外，SINUSPENTA系列变频器还可用于温度、流量、水位等的控制。

为了方便设置Penta变频器，可激活启动菜单，使用向导对所连接马达及控制的主要参数进行编程。其激活与否取决于启动菜单模式下参数P265的设置。

启动菜单中可设置的参数包括：

参数　说明　使能C008　额定电源电压C010　控制算法的类型C013　V/f模式类型　[仅当IFD有效时] C015　额定马达频率C016　额定马达转速C017　额定马达功率C018　额定马达电流C019　额定马达电压C028　最小马达速度C029　最大马达速度C034　电压预升压　[仅当IFD有效时] P009　加速斜坡时间

P010　减速斜坡时间C043　加速时电流限值　[仅当IFD有效时] C044　恒转速时电流限值　[仅当IFD有效时] C045　减速时电流限值　[仅当IFD有效时] C265　马达1的马达热保护C291　PID运行模式C285　PID基准选择1　[仅当IFD有效时] C288　PID基准反馈1　[仅当IFD有效时] P267　预设PID测量单位　[仅当IFD有效时] P257　PID测量标度系数　[仅当IFD有效时] P236　PID最大输出值　[仅当IFD有效时] P237　PID最小输出值　[仅当IFD有效时] P237a　使能PID唤醒　[仅当IFD有效时] P237b　PID唤醒级别　[仅当IFD有效时] P255　启动禁用延迟，如果PID输出=P237　[仅当IFD有效时]

在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称PID控制，又称PID调节。PID控制器问世至今已有近70年历史，它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或得不到精确的数学模型时，控制理论的其它技术难以采用时，系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定，这时应用PID控制技术最为方便。即当我们不完全了解一个系统和被控对象，或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时，最适合用PID控制技术。PID控制，实际中也有PI和PD控制。PID控制器就是根据系统的误差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。

4　应用的优点

（1）起动方便无冲击电流，自动调节、压力恒定、噪音低、机件磨损少、机器运行平稳。

（2）能够在系统闭环工作状态下使泵组实现恒压变量自动控制，保证系统工作压力的同时，极大地提高了乳化泵组的做功效率，达到节能降耗的目的。

（3）对液压支柱用乳化液液体浓度进行精确监控并实现自动配液，延长液压支柱使用寿命。

（4）对电气控制系统运行状态监控并对系统故障自诊断，从而保证设备的正常运行和便于维护。

（5）减少设备的无功损耗和机械磨损，延长乳化泵的使用寿命。

5　结论

对乳化液泵站进行改造后，不但操作方便、简单、维护量小，而且有显著的节能效果，并且实现高度自动化调节，达到高效节能，符合国家节能减排要求。

曹士峰（1967—），山东枣庄人，1988年毕业于安徽大学，助理工程师。