时间：2023-01-01 16:36:15
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇变频技术论文，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
1变频器变换频率参数方法
（1）交流-交流变频，使固定的交流电源转换成频率变化的交流电源，主要特点是没有中间环节，缺点为变换的频率范围不大。（2）交流-直流-交流变频，使固定的交流电源转换成直流，将直流电源转变成频率变化的交流电。由于直流到交流环节易于控制，因此，频率可调节范围和提高变频电机特性等，具有明显的优势。其装置在煤矿井下已大量使用。如图1所示为交直交变频器的主电路图。这种方法只适用于小容量逆变器，不常用。还有一种方法为脉宽调制，逆变器电压的大小经过变化，使输出脉冲进行变化。现在国内外变频器技术以惊人的速度在发展，在不同的功能上，模拟早期的设置已被设定数字量取代，特别是在我国煤矿井广泛应用，带来了巨大的经济和社会效益。
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。
3变频调速技术优点和效益
通过与以往的控制技术相比变频调速技术具有十分明显的优势，并带来了可观的社会和经济效益。其具有的优点如下：（1）隔爆性能可靠。（2）安全性高。（3）性能齐全，完全达到《煤矿安全规程》规定要求。（4）设备运行时可靠性高。（5）速度调节范围宽。（6）操作简单，维修方便。（7）速度平稳。（8）节能环保。实践证明，煤矿井下采用了变频调速系统后，节能效果是十分明显的。可以从几个方面来体现：（1）减少了故障的经济效益，比较直流电动机的调速性能、事故率、检修时间、影响生产、维修成本等有着不可相比的经济效益。（2）提高生产率的经济效益。由于变频调速技术的应用，使设备运行质量，生产效率在相同的条件下，可以得到巨大的经济效益。如提升机、皮带输送机、空压机等在无机变速生产中都有着不可忽视的经济效益。通过变频调速技术在现代工业技术方面的推广，特别是在煤矿产品上面的应用，给煤矿的安全生产带来了巨大的社会和经济价值，加快了煤矿的工业化进程，给经济运行创造了良好的条件。相信在不久的将来，变频调速技术将广泛应用于煤矿生产中。
作者：马智恒
矿产开发时不注重开发方法，造成资源浪费严重威胁企业利益。我国虽然是资源大国，有着充足的矿产资源，但矿产资源的不可再生性要求企业在进行矿产开发时必须重视开发方法，减少资源浪费。近年来，我国矿产开发的强度越来越大，矿产开发作为土地资源利用的主要途径之一，对我经济发展有深远影响。但很多矿产企业人只要求进度，不重视开发水平。在利益的驱逐下，企业强化资源开发，矿产资源开发有很大的漏洞，很多矿产频发资源浪费的现象，损害企业效益，因此企业应提高矿产开发的质量，确保资源合理开发，提高企业效益［1］。
二、变频技术的应用
(一)变频技术的具体方法
科学家在实践中总结，变频技术有利于充分利用资源，与传统的技术相比，变频技术在实践中取得重大效果，不但有效减少资源的浪费，而且利于我国科学研究。变频技术在人们日常生活中非常常见，变频技术广泛应用于电力行业、机械行业和其他多个行业。在生产中，变频技术有显著的节能效果，因此受到各个业界的广泛应用。变频技术在矿产开发的过程中，节能效果更为显著。在矿产开发过程中良好利用变频技术，利于资源合理开发，从而为资源的可持续利用做出贡献。
(二)变频技术应用的必要性
我国矿产资源在世界排名居先，但人口压力过大，人均矿产资源占有量排名落后，因此只有合理的矿产资源才能适应我国国情。近年来，矿产资源过度开采，致使矿产资源的总量飞速减少［2］。我国经济飞速发展，使用矿产资源的公司日益加大，企业间的竞争激烈，对矿产资源的开发力度加大，但企业在开发过程中忽视资源的合理开发，造成资源浪费。变频技术能实现节能，在矿产资源开发过程中使用变频技术，从而实现对矿产资源有效节约。变频技术还可以降低矿产开采时造成的污染，这不但为我国环保事业做出贡献，更利于企业可持续发展。
(三)变频技术的使用意义
矿产资源在开发过程中的资源浪费是最严重的开采问题之一，资源浪费影响矿业发展，对能源可持续利用和企业发展造成严重危害，威胁国民经济发展，矿产资源开采主要问题是资源浪费，通过变频技术降低矿产开发时造成的矿产资源浪费，保证开发生产的顺利进行，提高了矿业生产效率，促进国民经济增长，合理的矿业开发也有效提高开发质量，避免资源浪费。我国作为人口大国，资源的合理利用非常关键。人是推动社会发展的核心，在生产和生活中只有提高人的主观能动性，才能为企业带来利润。科学的变频技术增强员工对矿产资源开发的热情，员工对工作的内容有认同感，提高员工工作积极性，有效提高生产力。矿产资源的是我国经济发展命脉，只有良好合理的矿产开发才能推动经济发展［3］。
三、结论
在煤矿的机电工程的动力设计过程中，机械设备在正常使用的过程中可能并不需要在满负荷的情况下进行长时间的工作。在这种情况下，为了在满足生产过程中的动力需求下，应该尽量减少电力资源的浪费。本文认为利用变频技术的特点可以帮助煤矿企业实现以上要求。变频技术中包括了电机传动技术、电力电子技术以及计算机控制技术，所以说变频技术是一项包含了强弱电与机械的综合技术。变频技术的基础原理就是通过半导体元件将工频电流信号转化为其他频率，再将转化的工频交流电进一步转化为直流电，根据逆变器对电压和电流进行控制，最终实现煤矿机电设备的无级调速。综上所述，煤矿机电工程中设备的变频技术就是利用电极的转速与电流频率之间的同比增长关系，通过控制电流的频率来调节电机的转动速度。通过变频技术能够有效的控制电机的转动速度，实现电机的稳定工作，提高工作效率，实现节省能源的目的。
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。
3结语
关键词变频压缩机变频调速系统技术现状
1引言
由于传统的制冷系统采用定速压缩机，因此人们对制冷系统及压缩机的研究重点一直是在名义工况和额定转速下稳态工作时的效率和其它工作特性上。传统的制冷系统采用定转速压缩机，实行开关控制，利用压缩机上附带的鼠笼式电动机驱动压缩机，从而调节蒸发温度。这种控制方式使蒸发温度波动较大，容易影响被冷却环境的温度。压缩机电机在工作过程中要不断克服转子从静止到额定转速变化过程中所产生的巨大转动惯量，尤其是带着负荷启动时，启动力矩要高出运行力矩许多倍，其结果不仅要额外耗费电能，而且会加剧压缩机运动部件的磨损。另外这种运行方式在启动过程中还会产生较大的振动、噪声以及冲击电流，引起电源电压的波动，因此应采用变频压缩机替代定转速压缩机，从而避免这种频繁的起停过程。
而变频调速技术主要由以下4个方面的关键技术组成：逆变器，微控制器，PWM波的生成以及变频压缩机的电机选择。
2三种变频压缩机的研究状况
针对变频压缩机的研究，是从往复活塞机开始的，但由于其往复运动的特点，影响到变频特性的发挥；从而转到滚动转子式压缩机、涡旋压缩机等回转式压缩机上来，大大提高了压缩机的性能。总体说来，实验研究居多，而理论分析较少。
2.1往复式活塞压缩机
日本东芝公司在1980年开发了往复式变频压缩机，又在1981年开发了转子式变频压缩机，文献[1]给出这两种机器的制冷量和总效率随频率变化的实验数据，从中可以看出往复式在频率为25~75Hz时，效率高；而转子式在30~90Hz时，效率高。并且两种机型均存在效率最高频率。在大于此频率时效率缓慢降低，小于此频率时，效率则下降很快。另外，Scalabrin测量一台可变速的开启式往复压缩机在不同转速下的制冷量和输入功率，他指出这台压缩机的容积效率在转速为1000rpm时最高，而等熵效率和制冷系数随转速的降低而增高[2]。Krueger讨论了BPM电机及变频器的设计，对转速在2000~5000rpm的冰箱和往复式压缩机进行了实验研究，得到压缩机的转速为3000~5000rpm时制冷系数最高；而文献[3]则给出了其对冰箱用往复式压缩机的性能试验和模拟计算结果，在其研究的转速范围内2000~4000rpm，制冷系数随转速的增加而降低。还有学者对往复式变频压缩机的热力性能进行了仿真研究，计算了压缩机内各部位的换热量和压力损失。
2.2滚动转子式压缩机
在1984年，日本东芝公司的Sakurai和美国普渡大学的Hamilton建立了简单的滚动转子式压缩机的摩擦损失模型[4]，并选取不同的边界摩擦系数和制冷剂在油中的溶解度计算了不同的转速下的摩擦功耗。其结果与实验值相比较，偏差较大。文献[5]叙述了日立公司1983年批量生产的变频转子压缩机在结构和材料上的改进。文献[6]研究了单缸和双缸转子压缩机的转速波动，讨论了电流频率减小时，压缩机性能降低的原因。文献[7]采用低密度和铝合金制作的滑片和转子以降低高转速时滑睡瑟转子间的接触力和转子轴承承载。文献[8]简单分析了适当降低滑片的质量和厚度可以提高变频转子压缩机的效率，并给出了气缸、转子和滑处的温度及应力分布的有限元分析结果。Liu和Soedel分析了变频转子压缩机的吸气和排气气流脉动[9，10]和吸气管气缸间的传热及压缩机的温度分布[11]，讨论了影响变频转子压缩机容积效率和气缸压缩过程效率的因素，给出了他们用计算机模拟计算出的在不同转速下的容积效率和压缩过程效率，从实验数据和文献[1]的实验可以看出，其计算的容积效率随转速的增大而很快的增大。
2.3涡旋式压缩机
涡旋式压缩机的原理早在1886年意大利的专利文献[12]论及到了，1905年法国工程师Creux正式提出涡旋式压缩机原理及结构，并申请美国专利[13]。涡旋式压缩机是一种新型的容积式压缩机，具有结构紧凑、效率高、可靠性强、噪声低等特点，尤其是用于变频控制运行。但由于没有数控加工技术和缺乏对轴向力平衡问题的妥善解决方法，因而长期未能完成其实用化。进入70年代，美国A.D.L公司完成富有成效的研究，首先解决了涡旋盘端部磨损补偿的密封技术。并在此基础上与瑞士合作开发了多种工质的涡旋式压缩机样机。涡旋式压缩机的真正规模生产始于日本。1981年日本三电（SANDEN）公司开始生产用于汽车空调的涡旋式压缩机，1983年日立公司开始生产2~5Hp用于房间空调的涡旋式压缩机。此外，在美国，自Copeland公司1987年建立涡旋式压缩机生产线推出其产品后，Carrier、Trane、Tecumseh等公司也分别设厂生产高质量的涡旋式压缩机。而变频涡旋压缩机已应用于柜式空调器上，节能效果明显，制冷系数提高20%左右，成为目前涡旋压缩机的一个研究热点。
3变频调速技术的发展及现状
变频调速技术适应于节能降耗和舒适性的要求，目前已应用于新一代的空调器上，在90年代初进入国内空调市场，其核心是：逆变器、微控制器、PWM波的生成和变频压缩机的电机。
3.1逆变器
变频空调的核心部件是变频器，其主要电路采用交-直-交电压型方式。交-直过程一般采用单相二级管不可控直接整流，直-交过程一般采用6管三相逆变器，另有一个辅助电源，一个逆变器控制器和相应的驱动电路。
早期的变频器采用分立元件构成，整流器采用单相倍压整流电路，逆变器由6只分立的功率晶体管（GTR）构成。这种电路复杂，可靠性差。目前大部分厂家采用的逆变桥由6个绝缘栅极晶体管（IGBT）组成，其综合了MOSFET和GTR的优点，开关频率高、驱动功率小。随着智能功率模块（IPM）技术的发展应用，IPM正在逐步取代普通IGBT模块。由于IPM内部既有IGBT的棚极驱动和保护逻辑，又有过流、过（欠）压、短路和过热探测以及保护电路，提高了变频器的可靠性和可维护性。另外，IPM的体积与普通IGBT模块不相上下，价格也比较接近，因此目前应用较为广泛。比较成功的产品如：日本三菱电机公司所生产的PM20CSJ060型以及日本新电元公司生产的TM系列IPM模块等。
功率因素校正（PFC）环节和逆变桥集成是新一代的空调器逆变电源技术。PFC技术的应用不但可以极大改善电网的工作环境，减少输电线的损耗，而且在变频工作时可以减小输入端电感和输出端电容器，减小模块体积。因此PFC环节和IPM逆变桥集成一体化是家用空调器发展的必然。
3.2微控制器
微电子技术的发展使变频调速的实现手段发生了根本的变化，从早期的模拟控制技术发展数字控制技术。目前国外一些跨国公司的微控制器产品占据着主要的市场，如：Motorola公司的MC68HC08MP16、Intel公司的80C196MC、三菱公司的M37705等。这些公司的产品性能价格比较高、功能强大，如带有A/D转换器、PWM波形发生器、LED/LCD驱动等，且一般都有OTP产品以及功耗低可长期稳定的工作。微控制器目前主要由单片机向DSP（信号处理器）过渡。以目前应用比较广泛的TI公司的TMS320C240为例，其具有：50Ns的指令周期，544字的RAM，16K的EEPROM，12个PWM通道，三个16位计数器，两个10位A/D转换，WATCHDOG，串行通讯口，串行接口等，采用DSP，可使控制电路简单，而且控制功能强大。
3.3PWM波的生成
在家用空调器中，目前国内大部分厂家采用常规的SPWM方法，在国外，在部分厂家以采用磁通跟踪型SPWM生成方法，该方法以不同的开关模式在电机中产生的实际磁通去逼近定子磁链的给定轨迹—理想磁通圆，即用空间电压矢量的方法决定逆变器的开关状态，以形成PWM波形，该方法电压利用率高，低频谐波转矩小，频率变化范围宽、运行稳定，具有比较好的控制性能。近期出现的PAM控制（PulseAmplitudeModulation）不采用载波频率进行整流，而直接改变电压，减少了整流所需的能耗，提高了变频器的工作效率，满足了节电和降低高次谐波的要求，使供暖能力得到提高。
3.4变频压缩机的电机
变频压缩机电机主要分为交流异步电动机和直流无刷电动机两种。目前国内一些大的压缩机生产厂家如：万宝、松下、上海日立、东芝万家乐等已有能力生产变频压缩机（包括交流机和直流机），交流电动机成本低，制造工艺简单，但其节能效果较差。直流无刷电机拖动由无刷电机本身，转子位置传感器和电子换向开关组成。转子磁极为永磁体，电枢绕组采用自控式换流，定子旋转磁场与转子磁极同步旋转，通常采用按转子磁场定向的定子电流矢量变换控制，既有普通直流电机良好的调速性能和启动性能，又从根本上消除了换向火花、无线电干扰的弊端，具有寿命长、可靠性高和噪声低，控制方便等优点。以1998年三菱电机公司开发的适用于空调压缩机的节能高效直流无刷电机为例，其具有：转子上安装了8块V字型永久磁体。磁体为埋入式，转子不会在不锈钢外壳中因涡流因而产生损耗；采用了新的压缩机电机驱动方式，效率比普通的无刷电机高，但是这种压缩机电机的价格较高。
关键词： RS485；PLC；变频器；串行通信；计算机论文
中图分类号： TN773 文献标识码：A
1 PowerFlex 400P变频器中Modbus的应用
1.1通信设置
硬件连接好后，要激活变频器与外部设备之间的Modbus通信，需要设置如下参数（见表1）。
1.2 技术参数
2 S7-300 PLC中Modbus的应用
S7-300PLC本身不支持RS485通信，需要通过串行通讯模板CP341来实现。
2.1 Step7组态设置
进入硬件配置画面，双击CP341模板，点击Parameter…配置参数，在Protocol选型中选择MODBUS Master，参照变频器设置波特率、数据位、停止位、奇偶校验等内容，设置好后需要通过Load Drivers装载到PLC中。
2.2 程序设计
本文主要采用Modbus主站轮询方式通过FB7/FB8功能块进行读取/发送数据。其中轮询方式采用如图3所示。在系统初始化完成后，手动启动第一次轮询作业，先轮询1#从站。给1#从站发送查询请求后，等待1#从站的响应，如果在指定的延时时间内接收到1#从站返回的数据，则执行2#从站。如果在指定时间内不能接收到从站的返回数据或接收错误，则跳过本站，执行下一个从站。
关键词：链条锅炉，控制系统，锅炉控制技术，系统结构分析
0.引言
链条炉的炉膛是使燃料充分燃烧并放出热能的设备。燃料(煤)由煤斗落在转动的链条炉炉排上，进入炉内燃烧。所需的空气由炉膛下面的风箱送入，燃尽的灰渣被炉排带到除灰口。落入灰斗中，得到的高温烟气依次经过各个受热面，将热量传递给水以后，由烟囱排到大气中。以变频调速装置对链条炉进行合理的设计控制方案，对旧有链条炉的改造还是新炉的制造都具有很大的现实意义[1-2]。
1.链条炉炉排问题分析
为了实现加煤和除灰的机械化，链条炉排结构作为燃煤工业锅炉的一种燃烧方式，已应用相当广泛。锅炉中采用的链条炉排型式有链带式，横梁式和鳞片式三种。免费论文参考网。
（1）带式炉排，它们的炉排片的形状好象链节，用圆钢串连成一个宽阔的链带。炉排的传动有变速箱传动、间歇液压传动和晶闸管无级调速传动等。间歇液压传动机构简单，但间歇运动对燃料稳定燃烧不利，且液压设备容易漏油，现在已很少采用。
（2）横梁式炉排，横梁式炉排的炉排片是安装在横梁上，炉排片不受力。横梁固定在两根或三根的链条上，链条的传动，一般用前轴做主动轴，与电动机变速机械相连，前后轴上链轮啮合，完成炉排的运行。免费论文参考网。链条上固定的许多横梁，横梁槽内装有几种型号的炉排片，有普通的炉排片，调整炉排片以及封闭炉排片等。
（3）鳞片式炉排，鳞片式炉排整个炉排根据宽度不同有4到12根互相平行的链条，拉杆穿过节距套管，把平行工作的炉链串连起来，组成链状的软性结构。免费论文参考网。炉链通过铸铁滚筒支承在炉排架上，沿支架支承面移动。链片上用销钉固定炉排夹，炉排片就嵌插在炉排夹板上。当炉排转到下部空行程时，炉排片可以翻开，清除粘在上面的灰渣，同时充分进行冷却。这种炉排对链轮的制造和安装要求较低，因为链条之间没有钢性连接、所以主动轴上几个链轮的齿形参差不齐时也可以稍作自动调整，也正因为如此，在炉排较宽时，可能发生排片成组脱落或卡住现象。鳞片式炉排结构的链条具有一定的自调能力。由于鳞片式炉排是采用小直径拉杆将平行工作的链条串联而成链状软性结构，即使轴上几个链轮之间齿形略有不齐时，链条能够自动调整，使链轮与链条能正常啮合。
2.系统结构
2.1 给煤控制系统给煤控制系统为一台炉排电动机，系统采用一台变频器拖动一台炉排电机。给煤控制变频控制柜由PI调节器，小型可编程控制器FAB，变频器，温度传感器等一起构成单闭环控制系统。在运行过程中，出水温度产生变化，温度传感器将信号反馈给PI调节器，PI调节器根据温度设定值同温度传感器反馈回来的实际值进行比较，其偏差经过PI调节器处理后给变频器一个标准输出(4～20mA或0～5V)，变频器在通过输出不同的电压及频率控制交流电机的转速，从而改变炉排的运行速度，使偏差减小，达到控制出水温度的目的。
2.2 送风控制系统送风控制系统共有一台鼓风机，系统采用一台变频器拖动一台鼓风机。系统的主回路电路图与炉排电机相似。送风控制变频控制柜由PI调节器，小型可编程控制器FAB，变频器，传感器等一起构成单闭环控制系统。启动时，鼓风机按照上次停机时的频率启动；在运行过程中，烟气含氧量产生变化，传感器将信号反馈给PI调节器，PI调节器根据烟气含氧量设定值同传感器反馈回来的实际值进行比较，其偏差经过PI调节器处理后给变频器一个标准输出，变频器在通过输出不同的电压及频率控制锅炉鼓风机的运行速度，使偏差减小，达到控制烟气含氧量的目的。
2.3 引风控制系统引风控制系统共有一台引风机，系统采用一台变频器拖动一台引风机。系统的主回路电路图与炉排电机相似。引风控制变频控制柜由PI调节器，小型可编程控制器FAB，变频器，传感器等一起构成单闭环控制系统。由于锅炉运行的时候需要保证炉膛负压，所以在启动时，引风机先运行，在炉膛负压达到要求时才能启动鼓风机，然后由远传压力表检测炉膛负压变化并将信号反馈给PI调节器，PI调节器根据炉膛负压设定值同传感器反馈回来的实际值进行比较，其偏差经过PI调节器处理后给变频器一个标准输出，变频器在通过输出不同的电压及频率控制锅炉引风机的运行速度，使偏差减小，达到控制炉膛负压稳定的目的。
2.4 补水泵控制系统补水泵系统共有二台补水泵电动机，系统采用一台变频器拖动两台补水泵，即“一拖二”模式。补水泵变频控制柜由PI调节器，小型可编程控制器FAB，变频器，传感器等一起构成单闭环控制补水系统。在补水工程中，管网压力产生变化，远传压力表将信号反馈给Pl调节器，PI调节器根据压力设定值同远传压力表反馈回来的实际值进行比较，其偏差经过PI调节器处理后给变频器一个标准输出，变频器在通过输出不同的电压及频率控制交流电机的转速，从而改变水泵的输出量，使偏差减小，达到恒压补水的目的。
2.5 循环泵控制系统循环泵系统有4台循环泵，系统采用两组一台变频器拖动两台循环泵，即“一拖二”模式。系统的电路图与补水泵相同。虽然变频器的保护功能很多，但这些保护功能都是针对电机进行的保护，而在变频器的输入端如果缺相还继续运行的话，就会损伤到变频器。为此在以上变频器的输入端利用继电器和接触器对变频器进行了缺相保护。
3.结语
蒸汽锅炉燃烧系统作为多输入、出的具备复杂特征的耦合系统，其模型已在国内比较成熟。本文以某地锅炉房变频改造工程为例，设计出常压蒸汽锅炉的一套锅炉变频控制系统，其优点在于使用安全系数高，原材料需求低，无需控制蒸汽压力与低控制精度。
【参考文献】
[1]李霞，孙丽 锅炉智能控制系统及抗干扰措施[J]. 自动化仪表, 2003,06.
[2]魏毅立，吴振奎，李华德，等. 采暖锅炉智能控制[J]. 工业锅炉,2003,04.
关键词：变频调速技术；提升机；矿山运输；应用研究
中图分类号：TP872 文献标识码：A
能源是社会发展的基石，随着不可再生能源的枯竭，节能降耗已成为企业最重要的任务。当前变频调速技术可以起到工业生产当中的节能作业，降低企业的生产成本，已在各专业领域得到了广泛的应用。在矿山企业的运输系统当中，变频调速技术更是起到了关键作用。论文就变频调速技术的优势做了详细地阐述，对变频调速技术在矿山运输提升机系统中的应用做了详细地研究。
1.变频调速技术的基本原理分析
当前我国矿山行业中基本上采用的交流电牵引采集技术，其中变频调速设备当中都为异步电机理论原理，其转速的计算公式为，n=60f（1-S）/P。公式当中的n是电机的标准转速，单位为r/min；f是机电的定子频率，单位为Hz；P表示电机定子的绕组极对数。由公式可以看出，只有当电机转速同工作电源输入频率者有正线性关系时，就是变频调速技术所期盼的方向，这时能认定对交流电机的要求就趋向于连续平滑大范围调速性能，通过持续平滑调速来改善电源频率，这样就可以实现其变频调速的性能，以上就是当前我国变频调速技术应用的基本原理。
2.变频调速技术在运输提升机中的优势分析
变频调速设备在当前应用比较广泛，其主要在于它的使用存在着很多的优点。具体在以下几点：
（1）变频调速技术可以调整电机的加减速时间，优化系统的启动与停止，确保速度变化与运行的稳定性，从整体上来看就是提高了提升机系统运行效率。
（2）变频调速技术在装备的过程当中容易调试，后期的维修过程也非常简单。矿山运输当中，不同的阶段和地点提升机的工作状态不同。在安装变频调速装置时，我们只需要根据现场工况来接线就可以，然后再设定相关的参数。
（3）变频调速技术实行矢量控制的闭环方式，以额定转矩输出提升机的运行，来实现零速抱闸运行。可以轻松地实现全速控制，避免抱闸闭合带来的不利影响，从而影响设备的使用。
3.变频调速技术在矿山提升机的应用
3.1 矿山提升机的控制系统
矿山提升机运输系统包括传动系统、附属系统、制动系统和操纵系统四大部分，具体情况如下所述。
（1）PLC系统。提升机系统当中有区别于其他的系统，当前采用双PLC工作模式，主机一台用于正常的工作，副机用于备用。假定工作PLC系统出现故障无法正常工作时，系统将会自动实行切换到备用PLC，保障整个系统的正常工作。应用PLC系统自身的高度集成，就能够整合主滚筒轴、电动机轴、轴编码器、天轮等参数，同时对提升器的运行速度、运行位置等进行监视，保障运行。
（2）信号控制。在矿山运输现场，可以将提升系统中的状态运行参数、故障保护信号、指示操作信号等，引入主控单元中，将数据参数、信号等与操作系统内容进行闭锁或逻辑运算，最终输出相应的控制指令。当系统l现异常信号时，就会根据相应的逻辑运算来进行分析，看是否发生了故障，系统能够接收到的相应信号得到相应的结论，然后就会按程度进行相应的处置措施，发生故障就会在机位中显示不同的故障类型，还可以发生相应的声控报警。另外还有着监视监控系统能查看相应的信号，正常运行时相应的信号可以看到，也可以显示出现故障时运行的各项参数。这样就大大方便了相关维修技术人员根据数据进行故障的判定，可以及时的进行维修，保障系统的运转。
3.2 运输系统中提升机变频调速技术的具体方案
（1）转子回路调速系统。在系统加速过程中，每个交流接触器实现吸合作用，转子的网路电阻有所降低，以此保持加速力的平均值稳定性。若要实现提升机的低速度运行，需要在转子中串入相应的大电阻。一般可以将低频电源施加到定子绕组用来改善减速段的负力状况，这种办法叫做实行动力制动。当提升机的电动机处于工作时间时，方案会存在以下几点问题：①触点控制问题。大容量开关的应用使得系统维护难度增加了，降低了运行的可靠性；②开关有级调速问题，系统的加速度无法精准控制，所以就会导致调速不准；③运行的工作效率偏低，低速运会导致电阻消耗过高，不利于能量的利用效率；④耗费的功率为输出功率的1/3，机械特性偏软。此调速方案具有投资少，操作比较简单，容易上手等优点，在小的矿山运输系统中应用较多。
（2）模糊控制系统。控制提升机转速过程中可采取二维输入变量的方式。通过PLC系统的采样功能，获得精确的被控量，接相应程序与之进行定制对比，获得误差信号及误差变化率等参数。将误差信号以及误差变化率的精确量转化为模糊量，再通过模糊推理理论，获得模糊控制量，实行解模糊处理，最终获得控制信号，通过信号传输进行对象控制。模糊控制系统是属于非线性控制，它的工作工作范围和适用范围都非常大，应用面非常广，缺点在于应用的处理信息简单，精度比较小。
结语
当前我国能源法已将变频调速技术列为节能技术加以全面推广，特别是在矿山等相关的能源需求大的行业。在矿山运输系统当中应用变频器的设备不仅仅起到节约能耗的作用，还可以维护设备的安全性，具有高度，高质量的优势，这对提高企业的工作效率起到了积极的作用。变频调速技术对推动我国矿山相关行业的发展起到了积极的作用。
参考文献
[1]刘太广.浅谈变频调速技术在矿山运输中的应用[J].黑龙江科技信息，2008（30）：3.
[2]胡建成.变频调速技术在矿山运输中的应用[J].企业技术开发，2012（13）：88-89.
论文关键词：凝结水泵，变频改造，经济性
0.引言
我国现有各种风机、水泵约五千多万台。由于负荷工况变化大，加之我国大马拉小车的现象比较普遍，这些设备常常处于低负荷及变负荷运行状态,运行工况点偏离高效点。采用变频技术，会产生十分显著的节电效果。根据2010年4月初中国电力企业联合会的统计，我国的火力发电厂厂用电率为6.26%，节约厂用电，是降耗节能的重要途径。
2008年, 蒙西发电厂厂用电率为11.36%。针对蒙西发电厂厂用电率偏高的情况，蒙西发电厂将凝结水泵由调解阀门开度调节流量改为变频器调节电机转速来调节流量，节电效果比较明显。
1.电动机变频器节电技术
1.1 电动机变频器节电技术的研究现状
在20世纪20年代，诞生了交流变频调速理论。进入90年代，尤其是进入21世纪以后凝结水泵，变频器在调速精度、调速范围、驱动能力、运行效率及使用的可靠性、方便性等方面获得了突破性的进展，性能超过直流调速系统。交流电机变频调速技术成为节能的一种主要手段。
目前，变频调速技术以其显著的节电效果、优良的调速性能和广泛的适用性成为电气传动技术的主流方向。
2.变频调速节电技术研究
2.1 变频器的调速原理
高压变频调速通过改变电动机定子的频率实现调速。根据公式
N=60f1(1-S)/P (1)
公式1中，f 1为电机供电频率，S =(n1-n)/n1为转差率，P为电机极对数。当转差率不变时，转速和电源频率成正比。连续地改变电源频率，就可以平滑地调节电动机的转速。
在交流电机调速系统中，可以改变电机的供电频率来控制电机转速，但变频也必须改变电机电压，即实现同时变压变频(VVVF)。否则，电机将出现饱和或欠励磁，这一般都是对电机不利的。
2.2变压变频(VVVF)的控制原理
异步电动机的同步转速是由电源频率和电机极对数决定的，改变频率时，同步转速也改变。当电机在负载条件下运行时，电机转速低于电机的同步转速，滑差的大小与电机的负载有关。异步电动机的 T 型等效电路见图1。电机定子每相感应电势的有效值见公式2。
图1 异步电动机的 T 型等效电路图图2 异步电机的控制特性图
ES=4.44fSNSkNsΦm (2)
公式 2中,ES为气隙磁通在定子每相中感应电势有效值,fS为定子频率，NS为定子每相绕组串联匝数，KNs为基波绕组系数，Φm为每极气隙磁通。异步电动机端电压与感应电势的关系式为：
US=Es+(Rs+jωsLs)Is （3）
在电动机控制过程中，需要考虑额定频率以下和额定频率以上两种情况。
2.2.1额定频率以上调速
在额定频率以上调速时，频率可以从 fsn 往上提高，但是端电压 Us 不能继续上升凝结水泵，只能维持在额定值 Usn，这将迫使磁通与频率下降，在电机调速范围内，异步电机的控制特性如图2 所示。
2.2.2额定频率以下的调速
绕组中的感应电势是难以直接控制的，但当定子频率fs 较高时，感应电势的值也较大，因此可以忽略定子阻抗压降，认为定子相电压 US ≈ ES，则磁通可以用（4)式表示，并保持其为恒定值。
Φm=KUS/fS=const (4)
而低频时，US 和 ES 都较小。如果仍然按 V/F比一定来控制，就不能保持电机磁通恒定。电机磁通的减小势必造成电机电磁转矩的减小。如果对定子电阻压降进行补偿，使 ES /fs ≈常量，这样电机磁通大体上可以保持恒定，电压与频率的关系和机械特性如图3和图4。
图3端电压与频率的关系图 4 异步电动机机械特性
2.3变频器的基本结构
2.3.1变频器的组成
变频器由整流器、中间直流环节、逆变器控制电路、保护装置几部分组成，见图5。
图5 通用变频器的基本结构图
⑴ 整流器：整流器的作用是把三相(单相)交流电整流成直流电。整流器有三相全波半控整流、斩控式整流器（PWM整流器）、三相全波桥式二极管整流等类型。
⑵ 逆变器：逆变器是将直流电压或电流转换成频率、电压可变的交流电，器件为全控型工作单元。
⑶ 中间直流环节：直流环节也称滤波或储能环节。由电感或电容组成，用于负载与整流器之间的无功功率的缓冲，抑制直流侧电压或电流的脉动。
⑷ 控制电路：控制电路由检测电路，运算电路，控制信号的输出、输入和驱动电路组成。
3.蒙西发电厂凝结水泵变频改造
3.1凝结水泵的节电技术分析（以B凝结水泵为例）
#1机A、B凝结水泵高压电机变频改造前耗电情况见表1。
在2009年度大修中将#1机A、B凝结水泵由阀门调节流量量改为变频器调节电机转速来调节流量， #1机A、B凝结水泵等高压电机变频改造后耗电情况见表2
表1蒙西发电厂#1机高压负荷厂用电表单（变频改造前）
序号
负荷
名称
发电机出力16万
发电机出力25万
发电机出力30万
电流(A)
功率kW
占厂用电百分比（%）
电流(A)
功率kW
占厂用电百分比（%）
电流(A)
功率kW
占厂用电百分比（%）
1
B凝结泵
25
258
1.42
54
464
2.18
84
关键词：恒压控制；PLC；供风系统
中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 (2012) 08-0000-02
随着自动控制在日常生产生活中的日益普及，PLC控制技术也就越来越突显了其重要性和便捷性。PLC变频恒压供风系统集变频技术、电气技术、现代控制技术、现代控制技术于一体。采用该系统实现了风机电机无极调速，依据在煤矿开采时用风量的变化情况自动调节系统的运行参数，在用风量发生变化时保持风压恒定以满足用水要求，是先进、合理的节能型供风系统，同时还可以提高供风系统的稳定性和可靠性。所以研究设计该系统，对煤矿开采的过程中起到的节能减耗作用是功不可没的。
一、系统的构成及其工作原理
（一）恒压供风系统的构成
本次论文中系统将采用4台压风机供风方式，选用专运用于工业环境中，特别是针对风机和水泵用的可编程控制器和内置PID控制模块的变频器作为此次系统的核心元件，还选用压力传感器进行压力比较。系统还设有选择开关K，可选择系统在自动和手动状态下工作。
1.自动控制状态
当选用自动控制状态下工作的时候，PLC将利用变频器软启动一台压风机，系统启动后，压力传感器检测当前压力，将当前管网内压力转换成4—20mA电流信号反馈到变频器中，与预先设定的压力进行比对，通过变频器内置的PID控制模块进行运算，来对变频器的频率进行调节，使得实际压力与给定的压力值相一致。但是如果在用风量较大的情况下，变频器的频率接近工频时，且不能保证管网的实际压力与给定的压力值相一致的情况下，PLC将当前工作的变频风机由变频切换到工频的工作状态，并关断变频器，再将变频器切换到另一台风机上，由变频器软启动该风机。这样子，变频器的连续调节和工频风机的分级调节相配合，确保了恒压供风的实现。
2.手动控制状态
当选用手动状态下工作的时候，可分别通过按钮控制4台风机单独在工频下运行与停止，这主要是为了在故障检修的时候用的，这是为用户应急设置的一种工作方式。
（二）恒压供风系统的工作原理
电机有两种工作模式，即：在工频下和变频下运行。四台电机，分别为M1，M2，M3，M4，接触器KM1，KM3，KM5，KM7，分别控制M1，M2，M3，M4工频运行，接触器KM2，KM4，KM6，KM8分别控制M1，M2，M3，M4变频运行；FR1，FR2，FR3，FR4分别为四台压风机电机的过载保护用的热继电器，利用电流的热效应原理工作的保护电路，它在电路中用作电动机的过载保护；QS1，QS2，QS3，QS4分别为变频器和四台压风机电机主回路的隔离开关；熔断器FU用于短路保护中，是电路中的一种简单的短路保护装置，使用中，由于电流超过允许值产生的热量使串接于主电路中的熔体熔化而切断电路，防止电气设备短路和严重过载。
在本次恒压供风的系统中，首先检查线路安全，当一切准备好之后，将开关Q合上，供风系统便开始投入运行。
本系统采用是运行方式是四台压风机组循环变频。即在运行时，四台压风机组中，只有一台压风机在变频运行状态下作变频运行，其余三台压风机，都是在工频的运行状态下做恒速运行。
二、系统功能
系统有手动和自动两种控制方式。
自动方式是正常恒压供风状态下的工作方式，在该方式下，一切管网的不同供风要求都将在系统的有效控制中。该方式的主要功能有：
（一）用户可根据工业环境的现场实际需要任意设定管网压力，系统会自动改变变频器的频率，对压风机的运行个数进行自动地加减，以便达到维持设定风压的恒定的目的。
（二）可以实现压风机的综合保护的功能。系统能够自动检测系统内电机温度、电流等参数的变化，并根据不同情况发出报警信号和自动停车，实现了设备的综合保护功能。
（三）能有效的延长风压机组的设备的使用寿命。鉴于风压机均采用变频器进行软启动和软停止，消除了启动时大电流对电网的冲击 对于几台主风压机的运行遵循先开先停、先停先开工作机会均等原则进行选择工作， 能有效延长每台风压机的使用寿命。
三、结论
在深入对目前国内变频恒压供风控制系统的控制方式作了一个细致的比较和分析之后，针对各个控制方式的优缺点的比较，确立了本次论文将采用可编程序控制器（PLC）控制方式，即以PLC和通用变频器为系统核心来实现的变频恒压供风，确定了适合目前供风状况的最佳控制方案。通过了PLC控制变频器作为系统的核心部分，以闭环控制方式不断采集传感器反馈的管网风压信号，经过PID运算调节，不断与给定值进行比较，控制变频器输出频率变化，实现恒压供风的目的，这样还是相对成功的。
参考文献：
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[9]王树.变频调速系统设计与应用[M].北京:机械工业出版社,2005
【关键词】煤矿 矿山机电 变频节能
在构建“资源节约型”社会的号召之下，煤矿领域也进行了一系列的改革，有效推动了社会的发展，其中机电设备中的变频节能技术较为成功的实践案例之一。该技术不仅节能效果优秀，而且机械性好，调节平缓而稳定。为了推动该技术的普及，我们首先需要对该技术有一个基本的了解。
一、变频节能技术简介
（一）基本原理
交流电动机的转速受两端电流频率的影响，而变频节能技术则可以通过对逆变器的调控，间接调整这个频率值，从而调整交流电动机的输出速度，这就是其基本原理。从本质上讲，该技术之所以能够调节电流频率，主要是利用了电力半导体器件的不断投切，其调节仅受负载的影响，所以生产效率较高，可以在低负荷工作时将输出速度有效降低，能够节约大量的电能。
（二）发展
变频调速的核心部件为变频器，由于该技术理论依据充分，为了使其更应用于现代应用，科研人员对其进行了深入研究，在各个方面均取得了显著成果。
首先，控制模式上，已开始逐渐从传统的频比控制转变为转矩直接控制、矢量控制等先进模式;其次，新型功率器件，如三相桥式逆变器等得到了广泛应用，有效提升了工作效率;再次，调速系统开始广泛应用单片机、DPS、FPGA等先进数据处理部件，实现了高度的集成化;最后，变频调速系统愈发智能化，已能实现网络化控制、参数自动识别的操作。
二、变频节能技术在煤矿机电设备中的应用
（一）在风机系统中的应用
风机系统对过载能力的要求较低，事实上，为了保证煤矿矿井的工作安全性，在设计过程中，我们已对风机保留了部分裕量，再加上老实调速多行截流方式，所以生产效率非常低，不少通风机常年工作效率均不足50%，这无疑会带来大量的电能浪费。
以某矿井的风机改造为例，在改造前，其风机电动机为高压绕组式电动机，改造后以鼠笼式电动机进行替换，并用变频器1控2进行调速，使得风机最低转速下降了61r/min，实际运行功率降低了超过2/3，且改造后矿井风量更加合适，这不仅更加有效地保障了工作人员的身体健康，同时还为企业节省了大量的电费（约每年56万人民币）。
以此为基础，不少电器公司已然推出了更适应与煤矿矿区工作环境的变频调速风机系统，如ZJT-30变频调速系统，在兼具变频功能的同时，还能够实现瓦斯锁闭、超温断电等高级功能，具备一定的防爆性能。
（二）在水泵系统中的应用
要调节煤矿矿井中的水流速度，必须注意对水泵的机械冲击，而变频调速具备极高的平稳性，因此非常适宜于水泵的调速。
已有学者结合变频器与PLC元件的优势，设计出了一套适宜于煤矿矿井的水泵监控、调速系统;同时也有已将该技术应用成功的范例，如某选煤厂在合格介质泵上应用此技术，实现了入料压力的自动调节，使开停车频率大幅下降，创造了大量的经济效益。
（三）在矿井提升机中的应用
矿井提升机的作用主要是输送人员、物资及设备，所以对其的安全性要求较高，需要保证其调速稳定性。常规的金属电阻、鼓形控制器等散热效果不好、电阻损耗大，适应性并不高，容易造成各种安全事故。将变频节能技术应用于矿井提升机中，则能够很好地解决此类问题。
其安全性主要表现在一下几方面：第一，故障代码可以直接显示于显示器上，方便了排查与解决;第二，继电器外部控制线路简单，且继电器数量较少，能有效降低故障发生的概率;最后，可编程性高，适用于集成化、智能化管理。
目前应用较为广泛的提升机变频器，型号为JD-BP32-185P，是数字化控制变频器的代表，提供专用控制软件，且兼容性极高，适用于大部分电机及其控制系统，甚至能实现有效的远程控制系统。
（四）在其他方面的应用
目前，在采煤机、胶带输送机和电铲中，变频调速系统也已有了广泛的应用，为企业带来的良好的经济效益。
三、发展展望及总结
随着科学技术及经济的不断发展，变频节能技术已越来越多地应用于煤矿机电设备中，但应用面依旧受限，主要局限于流体负荷设备（如风机、水泵）和提升机、采煤机等机械动力负荷设备上，在其他重要设备，如开采钻机等设备上的应用还不充分。因此我们还必须对之进行深入的研究，以使其更适应煤矿矿山中各种机电设备，满足我国日益增长的矿山机械需求量，并提升其专业化及智能化程度，使其更好地为煤矿服务。
参考文献：
[1]高学文.煤矿机电设备中变频调速技术的原理与应用分析[J].世界家苑，2013（11）.
[2]宋峰.变频调速技术在煤矿机电中的研究与应用[J].中国科技纵横，2012（9）.
关键词：西门子；S7-300PLC；提升机；测控系统
中图分类号：TN77文献标识码：A
1引言
提升机在矿井生产中素有咽喉设备之称，提升机对于矿井的安全生产有着至关重要的作用。提升机电力传动系统复杂，控制系统要实现的控制功能较多，因此对于提升机的控制系统的设计，需要能够满足提升机频繁制动和不同工作状态相互转换的功能需求。针对提升机如此复杂的控制要求，传统的电气控制难以实现，因此，必须借助于PLC自动控制实现。
本论文主要结合西门子S7-300在副井提升机自动控制系统上的应用，对提升机自动控制系统进行详细的分析设计研究，以期从中能够找到合理可靠的提升机控制系统设计应用方法，并以此和广大同行分享。
2矿井提升机控制系统应用现状分析
(1) 我国提升机控制技术应用现状
我国矿井提升机一直承担着井下与地面之间输送人员或者货物的重任，因此一直素有矿井咽喉设备之称。我国矿井提升机控制技术相较于国外处于落后阶段，国外已经发展到智能实时监控提升机并实现故障智能诊断技术，而目前我国提升机控制系统的技术，还普遍停留在原始的电气控制阶段，对于数字化控制技术、计算机智能控制技术目前还处于研究探索阶段。纵观我国的提升机电控系统控制技术的应用，发展缓慢，多数是借鉴或者仿制国外的电控系统，并且电控系统在实际应用中也存在一定的问题。
(2) 我国提升机控制系统应用中存在的问题
① 我国提升机电控系统没有专业的生产厂家。这是我国目前提升机控制系统和控制技术发展的最大瓶颈。我国的提升机电控系统，要么直接从国外公司进口，这样成本十分高昂，且后期设备维护维修十分不便；国内现有的提升机电控系统均是高校科研院所自发研制的电控系统，多数并不具备通用性。
② 我国提升机电控技术落后。目前仅仅在一些大型煤矿上的先进提升机才采用了计算机、PLC或者数字控制技术，传统的提升机电控系统都是采用电气化控制系统，继电器、接触器控制广泛使用，导致能耗过高，控制不可靠，严重制约了我国提升机电控系统的发展应用。
③ 我国提升机控制系统安全性和可靠性较差。目前我国矿井提升机仅仅在上下井口端采用切除电阻的方法实现提升机运行速度的制动，制动能耗过高，造成提升机电控系统负荷太大，由此导致我国提升机控制系统安全性和可靠性较差。对于提升机运行过程中的关键工作参数、状态参数及运行参数根本没有实现实时监控，经常发生过卷或者超速等安全事故。
鉴于以上问题，我国必须要大力发展提升机在运行过程中的电控系统的自动化、智能化控制，逐步形成具有自主知识产权的提升机电控系统。
3西门子S7-300在副井提升机上的应用分析
3.1 基于PLC的控制系统设计
利用西门子S7-300构建提升机电控系统，根据提升机的工作模块，将PLC电控以网络化模式进行布控，分为主控PLC、监控PLC和信号PLC三个主从式控制PLC，其具体结构原理图如图1所示。
如图1所示，信号PLC作为整个电控系统的信号管理站，负责对提升机工作过程中的状态参数、环境参数及其必要参数做信号管理，统一发送至控制主站；监控PLC主要对提升机的关键控制参数，如井深、进口提升速度等指标进行实时监控，并受主控PLC统一调度管理；主控PLC一方面实现对监控PLC和信号PLC的控制管理，并对由监控PLC和信号PLC发送过来的数据信号进行整合管理，并发送至上位机进行集中管理、显示、数据存储等功能，以提高提升机工作过程的管理效率；另一方面主控PLC通过交流变频调速装置实现对同步电机的控制，进而实现提升机速度的电气化控制，同时将提升机的工作参数再反馈回信号PLC和监控PLC，从而实现了PLC网络控制系统对提升机的闭环控制。
3.2 基于PLC实现的提升机速度控制应用
提升机控制系统最为关键、也是最难实现的技术要点，就是对提升机运行速度的控制。借助于西门子S7-300的PLC，能够很方便的实现对提升机速度的控制。
基于PLC实现的提升机运行速度的具体控制方案设计如下：
(1)（1）在井口与井底分别放置接近传感器，一旦提升机到达接近传感器，即可认定提升机即将到达井口或者井底，从而进入预定的制动阶段。
(2)（2）利用光电传感器和深度指示器配合使用，实时监控提升机当前所处巷道中的位置，并将位置转化为数字量传送至监控PLC，利用监控PLC与主控PLC的通信实现对提升机位置的实时监控。
(3)（3）一旦提升机触发接近传感器，由主控PLC发出调速指令给交流变频调速装置，由交流变频调速装置实现对电机转速的调节，进而实现对提升机运行速度的调节与控制。
(4)（4）主控PLC利用监控PLC监测到的提升机当前运行速度与深度指示器的位置信号进行交叉运算，得出调速幅度，并将调速幅度指令传输给交流变频调速装置，从而实现无极调速；另一方面，监控PLC通过实时监测提升机的运行速度并反馈回主控PLC，主控PLC根据反馈回来的运行速度和程序中的预设值进行对比，结合PID调节算法实现对提升机运行速度的闭环调节与控制。
结语
提升机作为矿井安全生产的枢纽设备，其安全性对于整个矿山生产的安全起着举足轻重的作用。我国目前提升机电控系统理论研究较为深入，但是实际技术应用还有待进一步提高和挖掘。本论文结合西门子PLC对提升机控制系统进行了设计分析，对于提升机电控系统及其控制技术的应用研究，不论是在理论研究方面，还是在实际技术应用方面，都具有一定的指导意义。当然，关于提升机电控系统方面的更多技术，还有赖于广大矿井科技工作人员的共同努力，才能够最终实现我国提升机电控系统及其控制技术的提高应用。
参考文献
[1]姚书波.浅议我国矿井提升机电气传动系统的发展[J].科技信息,2007,(19):227.
[2]任雪振.矿井提升机电控设备的现状及发展[J].矿山机械,2001,(9):26-27.
论文关键词：给水方式；变频供水；供水方案
0前言
基于计算机技术、变频技术与水泵机组组合的新型机电一体化变频供水方式，通过变频器对水泵电机转速的调节，使管网保持了稳定的供水能力满足了人们对供水的不断需求，近年来，已被城市和生活小区等广泛采用。但实践表明，对于用水量过于集中的公共建筑，变频供水存在着如供水可靠性差，调节水量小，易造成停水等问题，节能作用也值得分析探讨。
1变频供水的调节水量
给水方式中，采用水泵加高位水箱联动方式水箱是给水系统储存、调节流量和稳定水压的设备，水箱的生活贮水量不小于最高日用水量的12％最低不小于6m。变频供水这种无水箱的给水方式，尽管水泵的出水流量是按照给水系统的设计秒流量确定，但由于无流量调节设备，总体来讲，其水量的调节很有限，对用水量相对集中的建筑，在供水的可靠性方面很难保证。例如，某高校对3栋12层的教学楼、学生公寓和图书馆共采用了1套变频供水系统，因学生作息习惯，造成了学生公寓、教学楼等用水十分集中且用水量较大。而且，学生用水时间性很强，其它时间用水量则趋于平衡。该运行中经常出现教学楼在学生课间休息等集中用水时段高层缺水现象，但学生公寓因利用了高位水箱进行水量调节，供水比较稳定。为此，教学楼改用了高位水箱后，缺水现象得到了很大改观。其原因分析除供水管径小，用水设备采用自闭式冲水阀当量qg= 6．0太大等，缺水主要原因是调节水量小造成的。由此可见，变频供水保证率不高，不适于用水量过于集中的公共建筑。
2变频供水的节能
以多层建筑给水方式为例，当外网压力能满足时为直接给水，当外网压力不能满足时采用设水箱和水泵的联合给水及变频水泵直接给水等。变频给水将水泵加水箱的联合给水方式中的水箱取掉，用变频水泵直接供水到各用水点，但没有利用城市管网的压力，原来利用城市管网压力进入水箱里的那部分水，必须经水泵提升，增加了水泵的负担，增加了电能的浪费。但相对于水箱水泵联合给水方式来说，降低了建筑的造价，运行费用也低。
变频供水的水泵流量是按照室内给水水力计算中的设计秒流量计算的，而水泵和高位水箱联合供水时水泵流量考虑到最高日最大小时流量，由此选择出水泵流量。二者之间，水泵流量相差甚远，由此带来的电机功率的能耗也相差甚远。例如，某住宅楼为13层，低区(1N6层)供水采用市政管网压力直接供水，对高区(7～l3层)供水进行核算，其结果为设计秒流量q 5．661／s=22．37t／h；最大小时流量为4．7t／h。当供水方式选用变频供水或者水泵加高位水箱联合供水时，可以看出，变频水泵的流量是水泵加高位水箱联合供水流量的22．37／4．7=4．75倍。因水泵流量的不同，所选择的水泵电机的功率的不同，其能耗将可想而知。
变频供水节能是对比无高位水箱(水塔)供水而言的。因为水泵加高位水箱供水方式其进入水箱的供水管网的势能是固定不变的。所选用的水泵能保证始终保持在最佳点(高效区)运行，水泵的效率最高。因此，目前对于用水量过于集中的公共建筑首选的供水方式仍是水泵加高位水箱，一般不宜采用变频供水。
3变频给水改造中的误区
给水管网每日24h的用水量是不均匀的。为了保证用水的可靠性，初期选用的2台大流量水泵的选择都是按最不利条件进行，即按最大小时流量和扬程选定。特别是晚上，水泵常处于小流量下工作，经常出现“大马拉小车”的工况，泵功率浪费严重。所以原有的水泵增压给水系统的变频改造中宜采用多台泵的组合供水，而不是将原有的水泵采用变频器进行简单的控制就行了。在空间情况允许时，水泵的台数的应根据实际用水时段的用水量确定，可以选用2台水泵或3台水泵变频循环的形式，但水泵台数过多，其投资费用偏高。
水泵调速的范围是有限的，一般为100％～75％，超过此范围将达不到节能的效果。对于常用的离心泵而言，变频供水在小流量时由于要保证系统的压力，其运行转速约为工频转速的80％，运行功率约为额定功率的60％，消耗的功率约为相同大小恒速泵额定功率的1／4或更小，同时水泵效率下降比较大。例如，当变频供水的功率为120kw，在小流量时，变频泵实际的消耗约为1／4x120=30kw，其输出功率接近于零，纯属无功消耗。
对于水泵在晚上或间隔时间较长时段的小零流量状态，若场地空间允许，宜采用关闭变频器及其它泵，直接启动辅助小泵的控制供水，或者采用变频泵自动睡眠和自动唤醒控制供水，以维持系统运行的效率较高，达到节能的目的。同时水泵的选型，应选用制造工艺较好的水泵，尽量保证在合理的调速范围内，效率变化不大。
供水管网中，水泵的压力是用来克服供水系统管线的沿程水头损失以及提供管网的压力的。因此，变频供水系统适用于管网压力变化越大越好，用水量规模越大，沿程水头损失就越多，变频供水的综合性能就越明显，越利于系统的节能。所以变频供水不是对所有的供水系统都适用。例如，对于1～2栋住宅的供水不宜于采用变频给水。
变频供水系统与普通供水系统对同一供水管网而言，变频给水通过水泵调速直接供水到户，水泵的工况点是变化的；而后者水泵的工况点是固定的。因为变频给水的水泵在调速运行后的大部分时间内效率都比工频运行时有所下降。因此，普通供水系统在同样的供水量下的能耗应该比变频恒压供水系统小。
