乳化液泵站自動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用研究

摘 要：通過對綜采工作面乳化液泵站自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成、功能等進(jìn)行分析，闡述了應(yīng)用泵站自動(dòng)控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)。應(yīng)用泵站自動(dòng)控制系統(tǒng)可以提高泵站的使用效率，增加泵站運(yùn)行的安全性，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制、自動(dòng)配液、綜合保護(hù)、遠(yuǎn)程監(jiān)控等功能，為實(shí)現(xiàn)無人綜采工作面的工作打下了基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：綜采工作面；乳化液泵站；自動(dòng)控制系統(tǒng)

1 概述

乳化液泵站是綜合機(jī)械化采煤工作面的一種重要設(shè)備，它是液壓支架和外注式單體液壓支柱的動(dòng)力源。通過供給壓力液，使各種千斤頂動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)液壓支架支撐頂板、推移移動(dòng)架、調(diào)架護(hù)壁、側(cè)護(hù)防倒以及防滑等動(dòng)作。乳化液泵站由乳化液泵、乳化液箱和其他附屬設(shè)備組成，具有控制、過濾及安全保護(hù)功能。隨著高產(chǎn)高效綜采工作面的發(fā)展，乳化液泵站也隨之不斷改進(jìn)。增大乳化液泵站的主要性能參數(shù)成為其發(fā)展的總體趨勢，如提高乳化液泵站的壓力和流量、改進(jìn)機(jī)械結(jié)構(gòu)、增強(qiáng)可靠性、應(yīng)用智能控制技術(shù)等。乳化液泵站作為液壓支架的動(dòng)力源，對其工況的控制檢測尤為重要，原有乳化液泵站的控制系統(tǒng)已不適應(yīng)要求。

2 泵站電控系統(tǒng)組成

整個(gè)泵站電控系統(tǒng)主要由主控制箱、主泵分控制箱、備用泵分控制箱、組合開關(guān)箱、變頻器、各種泵電機(jī)、各種傳感器、多種電磁閥等組成。水氯離子、電導(dǎo)率、PH值傳感器，乳化液PH值、電導(dǎo)率、濃度傳感器，水流量傳感器，乳化液流量傳感器，回液負(fù)壓傳感器，供液壓差傳感器，乳化液液位傳感器，乳化油油位傳感器等傳感器連于主控制箱；潤滑油油位、油壓、油溫傳感器連于乳化液泵分控制箱。兩個(gè)高壓反沖洗過濾閥以及電磁供水閥由主控制箱控制，電磁供油閥手動(dòng)控制，兩個(gè)電磁卸載閥由泵分控制箱控制。主控制箱與泵分控制箱、組合開關(guān)箱、變頻器通過CAN總線相聯(lián)并與主控制臺通訊。如圖1所示。

泵站控制系統(tǒng)的工作原理：

（1）智能型乳化液保障系統(tǒng)中的乳化液泵站可提供兩種控制模式，即：自動(dòng)操作方式和手動(dòng)操作方式。在自動(dòng)操作方式下，系統(tǒng)首先檢測乳化液箱的液位，乳化液濃度和壓力，當(dāng)檢測到的值符合系統(tǒng)要求事，啟動(dòng)循環(huán)泵。按全自動(dòng)停止則所有設(shè)備停止運(yùn)行?？稍趩闻_泵的獨(dú)立控制裝置上選擇手動(dòng)模式啟動(dòng)泵。這種模式各分控制箱不受主控制箱的控制，完全由人手動(dòng)控制，泵將連續(xù)作業(yè)（假設(shè)沒有跳閘因素），同時(shí)主控制箱將顯示那臺泵是手動(dòng)作業(yè)。（2）整個(gè)控制系統(tǒng)由主控制箱和分站控制箱組成，為集散式控制。一臺主控制箱負(fù)責(zé)完成對整套泵站的監(jiān)控和參數(shù)設(shè)定，并向地面遠(yuǎn)程通訊；兩臺乳化液泵分別有一臺分站控制箱負(fù)責(zé)監(jiān)控本臺設(shè)備并將本地參數(shù)傳送到主控制箱，主控制箱與分站控制箱之間通過CAN總線通訊。（3）可以實(shí)現(xiàn)對乳化液溫度、液位、濃度、電導(dǎo)率（污染度）、PH值的實(shí)時(shí)監(jiān)測。當(dāng)檢測的數(shù)據(jù)不在系統(tǒng)允許范圍內(nèi)則報(bào)警并作相應(yīng)的處理。在水處理環(huán)節(jié)針對水氯離子的含量、電導(dǎo)率、PH值都進(jìn)行了監(jiān)測，當(dāng)監(jiān)測的這些量超出設(shè)定范圍時(shí)，在主控制臺上報(bào)警并顯示故障記錄。在過濾站供液管道安裝負(fù)壓傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測供液壓差，當(dāng)壓差超出設(shè)定范圍時(shí)，進(jìn)行自動(dòng)反沖洗。負(fù)壓傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測回液管道供液壓差，當(dāng)壓差超出設(shè)定圍時(shí)，在主控制臺上報(bào)警并顯示故障記錄。（4）主控制箱作為供液系統(tǒng)的指令輸入單元，實(shí)現(xiàn)各個(gè)電機(jī)啟動(dòng)停止以及供液自動(dòng)工作流程的運(yùn)行；模擬量采集板采集乳化液泵站、水處理、過濾站中各個(gè)傳感器的狀態(tài)，通過CAN總線與控制器相連，并將所有數(shù)據(jù)顯示在液晶顯示器上，對整個(gè)供液系統(tǒng)的電氣設(shè)備進(jìn)行在線實(shí)時(shí)監(jiān)測和仿真，實(shí)現(xiàn)控制參數(shù)設(shè)置和故障報(bào)警。（5）分站控制箱上裝有啟、?？刂奇I和功能選擇鍵， 以及故障和狀態(tài)顯示器。在與主控制箱發(fā)生通訊故障或主控制箱發(fā)生故障不能工作時(shí)，分站控制箱能獨(dú)立的對泵站相應(yīng)設(shè)備的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控。（6）乳化液泵站控制器、傳感器、變頻器、組合開關(guān)箱等都是智能節(jié)點(diǎn)，它們與主控制箱通過CAN總線進(jìn)行通訊，各分控制箱、變頻器和傳感器實(shí)時(shí)采集各智能終端的信息，由主控制箱對各個(gè)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況進(jìn)行全面監(jiān)控，并作必要的信息統(tǒng)計(jì)和存儲。通過主控制箱上鍵盤按鍵，由CAN總線傳輸給相應(yīng)的智能終端，從而執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作指令，即每個(gè)控制單元都將本單元的信息數(shù)據(jù)發(fā)送到CAN 總線上，同時(shí)接收其它單元的信息數(shù)據(jù)。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)一般故障時(shí)（例如水位低） ，系統(tǒng)報(bào)警并采取相應(yīng)操作（例如補(bǔ)水）；當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)停機(jī)故障（例如潤滑油溫度過高）時(shí)，系統(tǒng)報(bào)警并停機(jī)。

3 實(shí)行自動(dòng)控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

乳化液泵站應(yīng)用自動(dòng)控制系統(tǒng)具有如下優(yōu)點(diǎn)：（1）各種傳感器

檢測各個(gè)設(shè)備狀態(tài)，實(shí)時(shí)顯示在顯示器上，方便查看。（2）應(yīng)用自動(dòng)控制技術(shù)，便于工作面設(shè)備的集中控制與管理，提升了技術(shù)水平。（3）各種設(shè)備信息通過CAN總線傳至地面控制室，通過網(wǎng)絡(luò)，各級管理人員能夠隨時(shí)查看井下泵站設(shè)備狀態(tài)，方便維修與管理。

4 結(jié)束語

使用具有自動(dòng)控制系統(tǒng)的乳化液泵站，大大提高了泵站的使用效率，并使泵站運(yùn)行更加安全，為高產(chǎn)高效工作面液壓支架提供了更加可靠的動(dòng)力保證。

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作者簡介：劉永剛（1983-），男，漢族，山東壽光人，工程師，碩士，從事盾構(gòu)機(jī)、變頻器、煤炭機(jī)械、自動(dòng)化生產(chǎn)線等設(shè)備研發(fā)。