節(jié)能型礦用空氣壓縮機(jī)組智能監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、空氣壓縮機(jī)作為礦山生產(chǎn)的主要?jiǎng)恿υO(shè)備之一,它為全礦風(fēng)動(dòng)設(shè)備提供動(dòng)力源,其工作的可靠性和安全性直接影響著全礦的正常生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益。目前,許多工礦企業(yè)的供氣站自動(dòng)化程度還不高,靠人工實(shí)現(xiàn)空氣壓縮機(jī)組的聯(lián)動(dòng),調(diào)節(jié)壓力速度緩慢,控制精度不高,從而造成工人勞動(dòng)強(qiáng)度大、系統(tǒng)運(yùn)行效率低、浪費(fèi)電能、影響供風(fēng)設(shè)備使用壽命等問(wèn)題。此外,礦用空氣壓縮機(jī)屬于大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械,一旦發(fā)生事故,將會(huì)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失甚至人身傷害。所以實(shí)現(xiàn)礦用空氣壓縮機(jī)組的智能監(jiān)控和狀態(tài)

2、診斷,可以產(chǎn)生直接的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
　　本課題以華晉焦煤集團(tuán)沙曲選煤廠的“空氣壓縮機(jī)智能監(jiān)控改造項(xiàng)目”為選題背景,通過(guò)分析空氣壓縮機(jī)組運(yùn)行原理,設(shè)計(jì)出基于模糊控制的尋優(yōu)策略,基于模糊PID控制器和尋優(yōu)策略,設(shè)計(jì)出一種礦用空氣壓縮機(jī)組智能控制策略,并結(jié)合 PLC、變頻器和RSVIEW32上位機(jī)軟件,開(kāi)發(fā)了一套空氣壓縮機(jī)智能監(jiān)控系統(tǒng)。智能控制策略原理如下,首先,根據(jù)總管壓力偏差e和偏差變化率ec模糊自整定PID控制器的P、Ti、

3、Td三個(gè)系數(shù);然后常規(guī)PID控制器根據(jù)最新的三個(gè)控制系數(shù)、壓力偏差和偏差變化率計(jì)算出控制增量u并將其傳輸給尋優(yōu)策略;接著在尋優(yōu)策略中,利用控制增量u、變頻器輸出頻率VFOF計(jì)算出空氣壓縮機(jī)運(yùn)行臺(tái)數(shù)及方式,再結(jié)合空氣壓縮機(jī)運(yùn)行返回信號(hào)RF、累計(jì)運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)TR和停止時(shí)長(zhǎng)TST,經(jīng)過(guò)模糊控制得出啟動(dòng)或者停止的空氣壓縮機(jī)編號(hào)M和變頻器輸出頻率變化量 VFOF,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)總管壓力的自動(dòng)調(diào)節(jié)和對(duì)空氣壓縮機(jī)的輪序運(yùn)行控制。同時(shí),基于提升小波降噪和局域均

4、值分解(Local mean decomposition, LMD),設(shè)計(jì)出一種特征提取方法,用于分析空氣壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子振動(dòng)信號(hào)。由于空氣壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子振動(dòng)信號(hào)中難免會(huì)夾雜一些干擾信號(hào),所以首先進(jìn)行提升小波去噪處理,提高振動(dòng)信號(hào)的信噪比,然后再進(jìn)行LMD分解,得到振動(dòng)信號(hào)的各個(gè)頻率分量,再對(duì)其進(jìn)行頻域分析,提取故障信息。通過(guò)MATLAB軟件仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,證明了該方法的有效性。
　　改造完成后,沙曲選煤廠空氣壓縮機(jī)供氣系統(tǒng)整體運(yùn)行穩(wěn)定,總