节能型矿用空气压缩机组智能监控系统的设计与实现

节能型矿用空气压缩机组智能监控系统的设计与实现

作者:师大云端图书馆 时间:2018-01-23 分类:硕士论文 喜欢:2351
师大云端图书馆

【摘要】空气压缩机作为矿山生产的主要动力设备之一,它为全矿风动设备提供动力源,其工作的可靠性和安全性直接影响着全矿的正常生产和经济效益。目前,许多工矿企业的供气站自动化程度还不高,靠人工实现空气压缩机组的联动,调节压力速度缓慢,控制精度不高,从而造成工人劳动强度大、系统运行效率低、浪费电能、影响供风设备使用寿命等问题。此外,矿用空气压缩机属于大型旋转机械,一旦发生事故,将会造成严重的经济损失甚至人身伤害。所以实现矿用空气压缩机组的智能监控和状态诊断,可以产生直接的经济效益和社会效益。本课题以华晋焦煤集团沙曲选煤厂的“空气压缩机智能监控改造项目”为选题背景,通过分析空气压缩机组运行原理,设计出基于模糊控制的寻优策略,基于模糊PID控制器和寻优策略,设计出一种矿用空气压缩机组智能控制策略,并结合PLC、变频器和RSVIEW32上位机软件,开发了一套空气压缩机智能监控系统。智能控制策略原理如下,首先,根据总管压力偏差e和偏差变化率ec模糊自整定PID控制器的P、Ti、Td三个系数;然后常规PID控制器根据最新的三个控制系数、压力偏差和偏差变化率计算出控制增量u并将其传输给寻优策略;接着在寻优策略中,利用控制增量u、变频器输出频率FVFO计算出空气压缩机运行台数及方式,再结合空气压缩机运行返回信号RF、累计运行时长TR和停止时长TST,经过模糊控制得出启动或者停止的空气压缩机编号M和变频器输出频率变化量FVFO,从而实现对总管压力的自动调节和对空气压缩机的轮序运行控制。同时,基于提升小波降噪和局域均值分解(Localmeandecomposition,LMD),设计出一种特征提取方法,用于分析空气压缩机转子振动信号。由于空气压缩机转子振动信号中难免会夹杂一些干扰信号,所以首先进行提升小波去噪处理,提高振动信号的信噪比,然后再进行LMD分解,得到振动信号的各个频率分量,再对其进行频域分析,提取故障信息。通过MATLAB软件仿真和实验验证,证明了该方法的有效性。改造完成后,沙曲选煤厂空气压缩机供气系统整体运行稳定,总管压力稳定,空载运行情况很少,各台空气压缩机运行时间均匀、启动电流平稳,工人劳动强度降低。结果表明本系统具有较好的应用性和社会推广价值。
【作者】陈勇;
【导师】孙虎儿;
【作者基本信息】中北大学,机械制造及其自动化,2014,硕士
【关键词】矿用空气压缩机组;模糊PID;寻优;节能控制;PLC;

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