变频技术论文模板(10篇)

导言：作为写作爱好者，不可错过为您精心挑选的10篇变频技术论文，它们将为您的写作提供全新的视角，我们衷心期待您的阅读，并希望这些内容能为您提供灵感和参考。

篇1

2变频调速技术的应用

使用PID控制器和可编程控制器（PLC）控制技术来控制变频器，反向，速度，加速，减速时间，实现各种复杂的控制，为适应煤矿提升，压风，排水，电牵引采煤机设备的要求。提升机PLC，PID变频控制技术更为复杂，这里不介绍了。压风机为例，对变频调速控制技术和功能的应用，证明变频调速技术的优越性和经济效益的描述。在正常操作压力风机，当罐内压力达到规定的压力，通过压力调节器处于闲置状态，风机的压力，为了降低储罐压力，当气体储罐压力低于规定压力，机器正常使用工作。但空气压缩机输出压力波动较大，不能达到理想的空气压力，直接影响到气动工具的正常运行。在变频技术的使用，确保空气压缩机输出压力保持不变，总是让空气压缩机输出压力保持在正常的工作压力水平，大大提高煤炭生产效率。与传统的PID控制对比，检测信号反馈给变频器控制量，以控制变量的目标信号进行比较，以确定它是否是预定的控制目标，根据二者之间的差异进行调整，达到控制目的。如储气罐压力超过目标值（气舱压力给定值），应调节压缩空气同气舱压力值近视平衡。相反，如储气罐压力低于目标，应调节储气罐压力同目标压力近视平衡。通过对变频调速技术在压风机上的应用，可以达到空气压缩机输出压力基本上保持恒定的生产价值的需要，空气压缩机输出压力始终保持在最佳状态下生产。

篇2

在主风机上采用变频技术进行控制已经成为许多电力企业采用的主要方式之一。变频技术的使用可以实现大范围、高效率、连续的控制。使用变频技术可以方便地对时间进行设定和改变，相较于以前的调速方式，更便捷，更具有优越性。

1.2将变频技术应用于主风机调速的发展过程

变频技术最先由一位日本的学者提出，进而被西方国家所采用，后来经过一系列的改进与发展，逐渐演变为今天的变频器。变频技术的不断发展，为电力企业带来了便利，解决了很多突出的电力问题。

1.3将变频技术应用于主风机调速所需要的环境

变频技术尽管已经被大部分企业所应用，但是变频器工作所需要的环境是我们必须注意的。首先是环境温度和工作温度，这些都必须在一定的范围之内。其次，要尽量避免腐蚀性气体损坏器件。除此之外还要减少冲击和振动。

2应用变频技术的注意事项

2.1时间的匹配

在采用变频技术对主风机进行启动和停止时，我们必须要注意时间的匹配。这里所指的匹配主要是加速时间和减速时间的匹配。因为在启动时，如果没有很好地控制与匹配时间就可能出现过流或者过压现象，最终影响整个启动。因此，在采用变频技术进行启动时，必须根据负载情况严格计算，最终选择合理的加速和减速时间。

2.2过载

过载在风机中出现的频率一般不大，但是一旦发生过载，将对设备造成重大的影响。在采用变频技术时，必须严格注意这方面的问题，尽量控制转矩等因素，尽量避免出现过载现象。这就要求我们在采用变频技术时，对变频器的选用综合考虑容量、性能等多方面的因素，并确保变频器的容量略大于电动机的容量。

2.3共振

变频技术的核心就是通过改变频率进而改变转速等因素。在采用变频技术时就不可避免地会出现共振现象。而共振现象的出现，可能会使设备出现停运，有时甚至对设备造成毁坏。这就要求我们在采用变频时对频率的设定十分注意，尽量避免所设频率与其他设备的频率重合，尽可能减少共振情况。

2.4散热与噪音

在采用变频技术时，有时会将频率降至很低，这就会对风机的散热造成影响。散热出现故障就会影响风机的运转，进而影响整个系统的工作，甚至会导致机器的损坏。因此，在采用变频技术时，要注意采取相应的措施对风机的散热进行调节。除此之外，采用变频技术还可能会增加噪音，因此，我们在采用变频技术时还需要注意噪音问题，可以采用专用电机或者安装消音器。

2.5通风冷却

通风问题是机器工作时必须要考虑的重要问题之一。通风效果不好会造成元器件温度升高，从而使其使用寿命大大缩短，最终甚至损坏器件。因此，我们采用变频技术时必须注意变频器的通风与冷却。要实时了解变频器的工作情况，除此之外，还要经常检查风扇的情况，一旦发现损坏立刻对其进行检修和更换。

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2变频技术

在煤矿机电设备中的应用变频技术的主要应用对象是电动机驱动的各种设备，在煤矿机电设备中主要包括风机系统、提升系统、压缩机系统、采煤机系统、煤炭输送系统、各类泵等。

2.1风机系统的改进

以某矿井主通风机的变频改造为例，在改造之前，风机设计裕量过大，即使通过调节叶片或者改变管网特性依然远远超过所需风量。利用变频器Harvest-A06/120进行改造，主要参数为：输入频率为45～55Hz，额定输入电压6000V±10%，输出频率范围0.5～120Hz。在利用电压源型串联多电平脉宽调制高压变频器进行改造后，风机效率由45%提高到78%以上，年均用电量减少920000kWh，同时该矿井风机系统可实现软启动，大大降低了对电网的冲击以及对设备的损坏，降低了人工成本。

2.2空压机系统的改进变频技术

对于空压机启动方式的变革具有重要的意义。传统的直接启动方式在启动瞬间会产生较大电流，不利于设备的正常使用寿命的保持。采用变频技术可以降低瞬时大电流对于设备的危害，延长使用寿命。空压机中压风系统的调节一般采用的是压力闭环控制的变频系统，主要利用系统压力检测来对空压机负荷进行调整，当系统内部压力发生变化时，变频系统会根据反馈的压力数值进行补偿调整，最终保持系统内部压力的恒定。采用此种方式进行压风系统的调节，与传统方式相比，响应速度更快，同时能够更加精确地控制风力，保持压风系统较高的可靠性。以唐山矿业某井空压机变频改造为例，对泵房进行变频改造，采用三套ACS800变频控制柜，利用一台PLC集控柜进行控制。其主要参数为：三相输入电压U3in=（380～415）V±10%，U5in=（380～500）V±10%，输出频率0～±300Hz，DTC（直接转矩控制）控制。通过该控制系统，可以实现空压机的一拖三变频调速运转，能够保持系统内的恒定压力控制，实现设备安全可靠运行。与改造前相比，年均可节省电费50余万元；可实现设备自0Hz起的软启动，设备检修周期延长，降低了检修成本。同时还实现了对设备保护功能的进一步完善，完善了设备超压保护、防自启动保护等多种功能，改善了设备的工作环境。

2.3采煤机的改进提高采煤机对工作环境的适应性

是采煤机改进的主要方向。工作环境愈加复杂，使传统采煤机的不适应性更加突出。电牵引采煤机在适应性方面有很好的表现，已在许多矿山中得到应用。采煤机的变频调速能力是其工作性能的一大指标。与传统滑差调速相比，变频调速将采煤机的变速性能实现了质的飞跃。能量回馈型四象限变频器在采煤机中的应用是煤矿机电设备改造的向前迈进一大步的标志，它标志着井下采煤机由“一拖二”向“一拖一”的进步，提高了煤矿开采效率，同时降低了采煤机的故障率以及维修成本。由PLC控制的MG700-WD交流变频调速采煤机，能够将采煤机事故率控制在较低的范围内，同时由于PLC程序的开放性，可以更好地进行人机对话，能够在故障发生时较为准确地定位故障位置。对于采煤机变频调速系统，除去目前市面上已有的成熟产品外，还有很多学者对不同类型的变频调速控制方式进行了研究，目前已有一定的理论基础，有待于在实际生产中进行试验以及普及。以ALPHA6900系列变频器在采煤机中的应用为例，可实现主从控制功能，同时还可以实现四象限运行，通过PLC控制电路，对变频器的输入输出端口进行实时监控，采集包括转速、转矩等在内的多种信息，确保系统运行的稳定性。其中，采用ALPHA6900系列变频器的电气控制系统可以分为一拖一单/双电机控制方式，通过采煤机工作环境的变化，对其牵引电机的转速进行调整，实现对采煤机设备的有效保护。

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1.1变频器选型

近年来已有很多大中型电厂采用变频技术进行节电技术改造的实例，实践证明不但节电效果明显，而且提高系统的安全性，不存在运行风险。此次节电技术改造设备选用原则，变频技术先进，成熟可靠。选择雷奇节能科技股份有限公司生产的LOVOL系列高压智能节电装置（变频器），该产品由移相变压器，功率单元和控制器组成。高压变频器采用模块化设计，互换性好、维修简单，噪音低，谐波含量小，不会引起电机的转矩脉动，对电机没有特殊要求。高压变频调速系统的结构图如下：

1.2电气改造方案

采用一拖一自动旁路控制，实现变频/工频自动切换。旁路柜在节电器进、出线端增加了两个隔离刀闸，以便在节电器退出而电机运行于旁路时，能安全地进行节电器的故障处理或维护工作。旁路柜主回路主要配置：三个真空接触器（KM1、KM2、KM3）和两个高压隔离开关K1、K2。KM2与KM3实现电气互锁，当KM1、KM2闭合，KM3断开时，电机变频运行；当KM1、KM2断开，KM3闭合时，电机工频运行。另外，KM1闭合时，K1操作手柄被锁死，不能操作；KM3闭合时，K2操作手柄被锁死，不能操作。自动旁路控制结构图如下：

1.3系统控制方案

（1）本地控制：利用系统控制器上的键盘、控制柜上的按钮、电位器旋钮等就地控制。（2）远程控制：变频器与DCS系统连接，进行数据通讯，使运行人员通过DCS系统画面对变频器的工作电流，运行状态及故障信息进行监控，由DCS实现控制。

1.4系统散热方案

设备自身发热量较大，运行环境的温度和湿度会影响设备的稳定性及功率元件的使用寿命，为了使变频器能长期稳定和可靠地运行，采用室内空调冷却方式，满足设备对温度和湿度的要求。

2变频改造效果分析

2.1节电效果

节电改造前，锅炉正常工况下引风机档板的平均开度在70-80%左右，二次风机在35-45%左右。采用落后的档板调节控制方式，用电量高居高不下，影响机组的经济运行质量。本次节电改造于2012年10月安装调试完毕，经过一段时间的运行测试，以3#锅炉引风机为例，原工频电流由平均49.5A下降到变频后的36-39A，功率因数由0.8左右提高到0.95左右。从12台改造后的风机运行情况看，完全能够满足锅炉运行工艺的要求（主要是风压、风量、加减风的速率等）。运行后一年的电表数据表明，经过变频改造后12台风机总计节电量为280万KWh，比挡板调节控制方式节能率达到23%，节能效果十分显著。并且电机在启动、运行调节、控制操作等方面都得到极大的改善。

2.2其它效果

（1）采用变频调速控制后，杜绝“大马拉小车”现象，既提高了电机效率，又满足了生产工艺要求；（2）采用变频调速控制后，由于变频技术装置内的直流电抗器能很好的改善功率因数，功率因数由0.8左右提高到0.95以上，提高了有功功率，减少了设备和线路无功损耗；（3）实现了电机的软启动，避免了对电网的冲击，提高了系统的可靠性，延长了设备的使用寿命；（4）减少风机叶片和轴承的磨损，延长大修周期、节省维修费用。风机、管网振动大幅减小，降低了噪声对环境的影响；（5）变频器的过载、过压、过流、欠压、电源缺相等自动保护功能，使系统的安全可靠性大大提高；（6）由于变频器具有工频/变频自动切换功能，变频器发生重故障时可在2-3秒内切换到工频运行，且在变频调速控制系统检修维护或故障时，工频控制系统照样可以正常运行，满足风机系统对电机高可靠性运行的要求；（7）实现了高压变频装置与主控室DCS系统连接,DCS系统能够满足实时性的要求，经过电厂运行的逻辑实现对变频器的控制，对各种数据的分析和判断，这也是电厂提高效率的关键环节之一。

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2变频技术改造

2．1离心泵与管理特性曲线

从图1可看出，离心泵在制冷系统的管路工作中，无论出于哪一种工作状态下，都只有一个工作点，如图中A、B、C三个工作点。这三个工作点也是离心泵的工作曲线与管路工作曲线的交点。离心泵若在B点工作，泵输出的能量比管路所需要的能量要高出很多，加大了流量，增加了管路的摩擦和阻力;离心泵若在C点工作，泵输出的能量比管路所需要的能量要少，减少了流量。只有离心泵在A点工作时，泵输出的能量等同于管路所需要的能量。

2．2水泵工作状态

水泵转速与水泵的流量和扬程成正比，水泵在制冷运行的过程中为了保证始终处于高效率区间内，就要调整水泵的运行模式，也就是根据实际的需要对水泵的数量进行增减，提高整个矿区的制冷效率，降低制冷降温所消耗的能量。

3变频技术实施

3．1变频器

矿井下冷冻水循环的制冷系统中，每台变频器都会带着一台水泵，这样在水泵的运行过程中，即使由于季节的变化给制冷系统带来的负荷程度存在一定差异，变频设备都能根据工作面的承受状况，调节冷冻水循环的流量。变频器是由本体、电抗器、滤波器以及其他辅助的机器构成，变频器是对制冷系统中电动机转动的速度进行控制，并且对制冷系统中可能会发生的故障加以预防，其工作原理主要是依靠变频器每个构成机器间的相互配合。变频器在使用之前要进行调试，调试成功之后才能正式投入运行。具体操作步骤是在电源接通后，将变频器上的转换开关调换到近距离控制模式，矿井制冷系统中电动机在不同温度下运行的所需温度，都可以通过在变频器上选择不同的速度来实现。如果在变频器的运行或启动时出现故障，都会自动停止运行或启动。

3．2ABB变频器

ABB公司的变频器中，根据制冷系统不同的负荷来调节冷却水的循环流量，主要是依靠对频率输出的控制，进而控制电动机输出轴的功率。地面的冷却水循环系统安装了5台循环水泵。

3．3运行方式

矿井制冷系统中关于变频器的运用分为两种模式，根据温度对矿井制冷的需求分为夏季和冬季。夏季时，矿井对制冷降温的要求比较高，所以制冷系统对热量的负荷比较重，这也增加了冷却水的流量。针对这样的情况，可以通过调整变频器的频率，使变频器与水泵达到同时运行的模式，来满足矿井制冷降温的要求。冬季时，矿井对制冷的要求相对要低得多，那么制冷系统对热量的负荷也随之降低，同时也减少了对冷却水流量的要求。所以可以减少水泵的台数，采用2台水泵的运行，并且要求每台水泵的运行频率为30HZ左右。并且，由于水泵在冬季消耗的能量较低，一般采用低能耗的运行模式。

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2榨季后期

当没法通过频率调整来降低蔗渣转光度和蔗渣水分时，我们结合调整榨机前后辊尺寸和调整频率的试验。先通过中期湿榨试验（五），得出以下结果，见表5。从湿榨试验（五）结果分析：第一，第一座收回率不算高，还有提升空间，可再调整。第二，第五座纤维分比第四座低，违反各座榨机纤维分应有规律地上升这一规律，说明这座效能低。第三，各座榨机经过长时间运行，前、后辊及顶辊都出现磨损，应进行调整，同时榨机负荷轻，应结合调整。根据以上分析作出以下调整：第一，第一座收前辊调整螺栓使入口缩小2.4mm、后辊调整螺栓使出口缩小1.6mm，榨机频率调整为45Hz，油压为18MPa。第二，第二座收前辊调整螺栓使入口缩小1.6mm、后辊调整螺栓使出口缩小2.4mm，榨机频率调整为40Hz，油压为18MPa。第三，第三座收前辊调整螺栓使入口缩小1.6mm、后辊调整螺栓使出口缩小2.4mm，榨机频率调整为40Hz，油压为18MPa。第四，第四座收前辊调整螺栓使入口缩小1.6mm、后辊调整螺栓使出口缩小2.4mm，榨机频率调整为40Hz，油压为18MPa。第五，第五座收前辊调整螺栓使入口缩小2.4mm、后辊调整螺栓使出口缩小2.4mm，榨机频率调整为38Hz，油压为20MPa。经调整后运行正常，没有出现电机发热现象，蔗渣转光度和蔗渣水分明显降低。查定得出以下结果，见表6。经过上述调整，榨机在运行过程中根据化验室给出的数据，结合榨机电机电流，我们及时调整各座榨机的频率，使蔗渣转光度稳定在2.0％以下和蔗渣水分控制在50％以内。各座榨机的频率最低可调整至第一座40Hz、第二座32Hz、第三座33Hz、第四座35Hz、第五座35Hz。

3下雨天或甘蔗砍运接不上日榨2000吨甘蔗的变频调速应用和研究

在我们这里离城市很近，附近又是工业园，砍蔗民工很缺，甘蔗经常接不上，特别是下雨天，就要通过减少日榨量来配合，以避免断槽。象这样的情况，以前我们单靠调整榨机出入口是没法降低蔗渣转光度和蔗渣水分，抽出率很低。而且甘蔗一接上又要提高榨量调整榨机，很麻烦且容易出现调整错误，损坏榨机。为此，我们进行了试验。下面是我们在榨机没有变频调速时湿榨试验（七）得出的结果，见表7。从湿榨试验（七）结果分析：第一，第一座收回率太低，影响到全机列的收回率，应作为重点调整。第二，第五座蔗渣纤维分比第四座蔗渣纤维分虽然有提高，但提高很少，效能不高，应调整。第三，各座榨机蔗渣水分偏高，影响收回率，应调整。第四，各座榨机蔗渣转光度偏高，影响收回率，应调整。第五，各座榨机负荷很轻，应进行调整。根据以上分析作出以下调整：第一，第一座榨机频率调整为35Hz，油压为20MPa。第二，第二座榨机频率调整为31Hz，油压为20MPa。第三，第三座榨机频率调整为31Hz，油压为20MPa。第四，第四座榨机频率调整为33Hz，油压为20MPa。第五，第五座榨机频率调整为35Hz，油压为20MPa。经调整后运行正常，没有出现电机发热现象，蔗渣转光度和蔗渣水分明显降低。查定得出以下结果，见表8。

4产生的效果和效益

通过榨机变频调速技术我们发现榨季停榨后榨机磨损很小且安全率高，运行平稳，同时解决了常见的塞辘问题。根据有关资料：蔗渣转光度每降低0.1％，压榨收回率提高0.2％。蔗渣水分降低1％，压榨收回率提高0.08％。而压榨收回率提高1％，产糖率可提高0.116％，我们公司这些榨季通过榨机变频调速技术，抽出率明显提高且稳定在96.5％。产糖率由11％提高到上榨季的12.04％，预计2014/2015榨季可达12.3％以上。

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2调速系统的改进

⑴为保证系统稳定运行及达到好的节电效果，风机传动采用高压变频器进行控制，风机传动设备变频改造时拆除电动机与风机之间的液力偶合器，对电机基础进行改造，将原基础打去-1000mm至钢筋网层，重新焊接钢筋制作浇筑基础，电机前移与风机直接相连。实施前后见对比图3、图4。⑵变频调速系统和现场PLC控制系统进行通讯连接，从现场PLC控制系统发出变频器的启动、停机等信号进行协调控制，根据运行工况按设定频率，实现对风机电动机转速的控制。变频器具有非常完善的自诊断和保护功能，变频器有过电压、过电流、欠电压、缺相，变频器过载、变频器过热、电机过载、输出接地、输出短路等保护功能，变频器配备汉字显示的液晶显示屏，可实现变频器参数设定和显示电机电压、电流、频率等状态参数;一旦变频器发生故障，进入保护状态，系统自动记录故障原因、故障位置及发生故障时变频器各状态参数，便于故障排除。

3运行分析

转炉一次除尘风机在改造前，风机高速运行在1250r/min，电机功率因素0．88，风机电机电流120A左右，风机低速运行在500r/min，风机电机电流40A左右，自2011年6月至2012年8月转炉一次除尘三台风机电机采用高压变频器控制系统投入运行后，风机高速运行时电机电流在97A左右，风机低速运行时电机电流在6A左右，功率因素0．98，具体参数见表1。

4节能计算

一座转炉每天平均冶炼32炉，每炉平均冶炼时间35min，一个冶炼周期中，吹氧冶炼时间16min，兑铁时间3min，风机需高速运转1250r/min，高速运行时间在19min，风机变频改造前后高速状态下电机电流差120-97=23A，电压10kV，风机电机在高速状态下每天节省电量为(23×10)×(32×19)/60=2331kWh。一个冶炼周期中，出钢过程中需低速运转在500r/min，每炉钢低速运行时间约16min，风机变频改造前后低速状态下电机电流差40-6=34A，电压10kV，一台风机电机在低速状态下每天节省电量约为:(34×10)×(32×16)/60=2901kWh。一台除尘风机在变频器调速运行，每天节省电量约为2331+2901=5232kWh。一台风机全年运行时间按340天计算，电费成本为0．37元/度，一台除尘风机全年节省电费约为=5232×340×0．37=65．82万元。三台除尘风机在变频调速运行后，全年节省电费约为=3×65．82=197．46万元。

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2变频技术在煤矿机电工程中的应用

在煤矿机电工程中，变频技术在很多机电设备中都得到了应用，变频技术不但能够使得电机的工作状态更加容易调节，而且通过现代控制技术能够对机电设备进行远程、智能的操作。

2.1变频技术在提升机中的应用实践

在现代煤矿机电工程中，煤矿提升设备的主要认为就是将煤矿中的矿石与生产工作人员运送到预先设置的地点，可以看到煤矿提升设备在煤矿的生产中作用无法被替代。但是煤矿由于生产的需要，提升设备需要频繁的调整期提升的速度，并且常常需要关闭与启动。传统的对煤矿提升设备进行调速需要将金属电阻装入提升设备的电机控制电路之中，从而可以不断的调整电阻的大小来控制电机的运转。传统的提升设备的调速装置需要消耗大量的能源，并会产生大量不需要的热量。而且传统的提升设备的调速装置的调速范围非常有限，调节精度也不高。特别是在控制提升设备的下降的时候还需要使用制动装置控制速度，所以对于电力资源的浪费是很大的，也会对煤矿生产过程造成隐患。而将变频技术应用在煤矿提升设备之中，可以从根本上解决传统的变速装置所带来的问题，不仅仅使得设备的运行更加平稳，而且使得生产过程更加安全。变频技术的使用可以减少设备中继电器的使用数量，减少电路的维护费用。而变频技术的控制精度相对于传统的速度调节装置也具有更大的优势，可以通过修改电路变成命令来实现对煤矿提升设备的系统功能的改变。事实上，通过变频技术改变了提升设备的通过机械摩擦控制下降速度的减速方式，降低了设备磨损，延长了机电设备的使用寿命。

2.2变频技术在皮带设备中的应用

在煤矿企业的生产作业的机电工程中，皮带设备与提升设备相比需要更加的功率。皮带设备的工作原理是通过点击转动牵动皮带的运转，从而将皮带上的矿石输送到设备的地点。皮带设备的工作原理要求其的运作必须通过轮毂与皮带的相互摩擦而实现。皮带设备的运作需要降到的启动电流，目前我国国内大部分的煤炭企业使用液力耦合设备来实现皮带设备的软启动，在软启动的时候启动电流非常大，不仅仅使得电路中电压产生较大的起伏，而且会加速皮带设备中零件的损坏。液力耦合设备在运作过程中会产生大量热量，使得相关设备的内部温度上升，最终导致设备机械磨损增加，最终也会造成设备运行的安全隐患。将变频技术引入到皮带设备中，不但能够取代液力耦合设备实现皮带设备的软启动，而且使得皮带设备在运行和启动、停止过程中更加稳定，并且使得皮带设备的能源利用率大大提高。

2.3变频技术在通风设备中的应用

在煤矿企业的生产作业的机电工程中，通风设备由于其自身的作用在煤矿企业的所有机电设备中占据了非常重要的位置。为了保证生产现场的空气流通，需要通风设备一致工作。但是随着开采深度的增加，对于风压的要求也越来越高，通风设备的功率也会随之增加。这种情况下，要求通风设备应该具有随着开采深度的变化而不断的变化。并且通风设备在启动的时候，需要较大的启动电流。而是用变频技术之后可以对通风设备转动速度进行有效的控制，从而极大的减少能源的消耗，并增加通风设备的使用寿命。

篇9

2技术改造实施方案

空压机组控制系统如图1所示，包括工控机（上位机）系统、微机控制系统（集控柜）、压力、温度传感器、高压变频控制系统、高压切换系统等。（1）新建集中控制系统，在空压机房安装集中控制柜、监视操作用工控计算机（上位机）。其主要完成空气压缩机组远程参数的监视、控制、运行参数设置、实时曲线、历史报表查询及其他数据的处理等功能。选用ACS4000型集控柜：由电源开关及熔断器、触摸显示屏、PLC控制器、输出继电器、24V直流电源、通讯转换模块、指示及报警装置等组成。高压变频器、高压启动柜、空气压缩机与集控柜通讯模块通过通讯电缆进行通讯，将空压机运行、变频器运行参数、高压启动柜电压、电流、储气罐温度传输到集控柜进行数据处理、显示。根据运算数据控制空压机与变频器运行。运行状况及各种参数、数据在上位机上显示。（2）在主供风管路上安装压力变送器。主要是检测供风出口压力并把压力信号传输给集控柜PLC，PLC运算后根据总管压力和空压机运行状态智能地控制变频器的运行频率，从而达到根据设定压力范围来控制空压机的运行状态的目的。（3）增设高压变频器，控制空压机在需要的工况下运行。（4）增设高压切换柜，如图2所示，内装4台高压真空接触器，与空气压缩机高压启动柜一一对应，并相互闭锁，达到有选择性地控制空压机在变频状态下运行的目的。（5）空压机组控制。1）每台空压机启动、停止、变频状态下运行均由PLC控制，PLC内设空压机运行程序。2）工作方式设定为5种：就地启动／停止、远程启动／停止、紧急停机、联机控制、单台控制。3）风压设定：5．5～6．2kg／cm2；空压机转速调节范围：电机额定转速的60％～100％。4）空压机启动停止全部由PLC程序控制。空压机运行规定，连续运行不得超过72h，按照空压机编号设定主机1、主机2、主机3、主机4，程序控制每72h更换一次主机，辅机每24h更换一次。主机、辅机分别在工频、变频状态下运行。变频频率达到50Hz、10min内风压达不到设定值，该台空压机自动转为工频运行，同时启动第3台空压机变频运行，以控制风压稳定。空压机变频方式运行频率30Hz及以下达10min以上时，该台空压机自动停止运行，同时原辅机或主机自动转为变频方式运行。

3技术关键及创新点

（1）工频、变频状态下空压机运行曲线的智能拟合。（2）ACS400集控系统、高压变频的配合控制。（3）变频方式与工频方式转换控制。（4）主机、辅机按时切换控制。

4经济效益、社会效益分析

2011年1月系统改造完成并投入工业性运行，实现了多台空压机组联动控制，运行状况良好。（1）节能降耗效果显著：通过实际测定，技术改造后比原运行方式节能13％～15％，年节电耗43．2万kW•h，约21．6万元，节能效果明显。（2）实现了大型设备车间真正无人值守。机组自动24h稳定高效运行，减少操作人员9人，年可节约人工费用54万元。（3）稳定的压力输出，减少了对生产的影响，为矿井安全生产奠定基础。（4）维护量小，运行效率高。集控系统及变频的投入运行减少了空压机配件的磨损，延长了电机及空压机的使用寿命，年可维修及配件费用可减少10余万元。（5）实时设备运行状况，便于人员观察和及时掌握，发生异常及时处理，避免机械事故的发生。（6）采用变频控制，实测减少噪声15dB，减少噪声污染。

篇10

2程序设计

2．1PLC程序设计

在西门子S7-417-4H型PLC中，运用梯形图编制监控系统的运行程序，整套系统的主控程序流程如图3所示。在调用初始化子程序后，系统按照设定程序与参数进行自检，待自检正常后对主通风机及其附属设备的初始状态进行顺序控制，一切准备工作就绪后系统会自动开启主通风机，系统按预先图3控制程序流程图编制的程序、设计的功能进行实时监控。整套PLC程序包含了高压柜供电状态监测、变频器控制、水阻柜控制、主通风机运行参数及故障检测、风门电动执行机构运行状态监测等多个功能模块。对PLC控制程序采用模块化设计和过程设计原理，将上述功能模块进行结构化编程设计，提升了控制程序的完整性和可执行性。

2．2WinCC组态程序设计

通过WinCC组态程序设计建立友好交互的人机控制界面，借助远程通讯和PLC控制程序，实现对主通风机及其附属设备的过程监控与故障监控。基于WinCC组态软件的主通风机监控系统具备可视化、智能化、功能多样化等诸多优点，能将矿井通风系统的工作参数和运行状态形象化地展现在控制人员和管理人员面前，便于实时监控设备运行情况。

3应用效果

2013年9月鲁班山北矿主通风机监控系统改造工程完成，图4所示为监控系统的主界面图。目前该套系统已经连续正常运行一年多，在新的监控系统模式下，实现了紧急情况提前预警，提高了矿井通风安全水平。主通风机在变频调速系统控制下更容易实现电动机的正、反转，加、减速时间及频率可任意调节，运行平稳，工频水阻软启动技术的应用，确保了两台变频器都出故障时，主通风机仍能正常运行，确保了通风安全。使用变频调节后由于变频器内滤波电容的使用，使得主通风机功率因数据提高，通过减小变频器输出频率、降低主通风机转速来满足矿井风量需要，主要风机始终运行在高效区间内，统计显示，在增加风量27%的情况下，每个月主通风机电力消耗同比节约3．1万度，节能效果十分明显。