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基于PLC的矿井空压机控制系统设计毕业论文.doc

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基于PLC的矿井空压机控制系统设计毕业论文.doc

11绪论空气压缩机是一种利用电动机将气体在压缩腔内进行压缩并使压缩的气体具有一定压力的设备。作为基础工业装备之一,空压机在冶金、机械制造、矿山、电力、纺织、石化、轻纺等几乎所有的工业行业都有广泛的应用。空压机占大型工业设备(风机、水泵、锅炉、空压机等)耗电量的15%。由于结构原理的原因,大部分空压机的运行控制均将空压机输出的空气压力即管路储气罐压力作为控制对象。控制管路的空气压力在一定的范围内,即最高不超过气压管路和用气设备的安全容限(一般为0.7MPa),最低要满足用气设备的最低工作压力要求(0.4MPa)。为满足这一要求,空压机中普遍采用两种控制方法:(1)利用电动机频繁启动和停止来调节管路压力。这种方法,首先设定管路压力的上、下限。当管路压力上升达到设定上限时,电动机断电,空压机停止运行,管路压力随着现场用气和管路泄露逐渐下降。当压力下降至设定下限时,电动机得电,空压机重新启动运行,管路压力又开始上升。如此周而复始。采用这种方式,管路压力不停地在压力上下限之间变化,控制简单,成本低,但电机启动频繁,对电网的干扰较大,只适用于小功率电动机的驱动。(2)利用空压机的压力气阀控制。当管路压力达到设定压力上限时,空压机与储气罐联接阀门关闭,空压机处于空载运行。当管路压力下降至设定下限时,空压机与储气罐联接的气阀打开,空压机输出压缩空气,管路压力上升。如此往复,整个运行过程电动机保持运行,避免了频繁起停,适用于大功率的电动机驱动。目前,空压机的运行采用第二种方法控制的居多。这种方法不考虑电动机的运行控制,对电动机只须设计其启动控制。对于空压机中的大功率电动机的启动,一般采用两种方法,即线绕式异步电动机的转子串频敏电阻方法和鼠笼异步电动机的定子Y-△转换启动方法。线绕式异步电动机转子串电阻的启动方式,电动机的启动转矩大,而电机的启动电流冲击仍然很大,同时转子电刷机构增加了电动机的结构复杂性。鼠笼异步电动机定子Y-△启动,即电机启动时定子接成Y形,电机正常运转时定子接成△形,这样可以降低启动电流,但也降低了启动转矩,增加了相应的启动装置。总之,上述传统控制方式存在的问题是明显的:(1)管路空气压力波动较大,管路压力在设定上下限之间波动,气阀的故障率高;(2)空压机频繁加载、卸载造成电网电压波动大,以及损耗电量大;(3)空压机总处于高速运转状态,造成空压机的机械故障增多和空压

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