自動化(Automation)是指機器設備、系統或過程(生產、管理過程)在沒有人或較少人的直接參與下，按照人的要求，經過自動檢測、信息處理、分析判斷、操縱控制，實現預期的目標的過程。本文發表在《制造業自動化》，文章主要論述變頻調速裝置在煤礦生產中的應用研究，是自動化論文發表范文，供工程師職稱評審參考。

　　1 、前言

　　當前,我國煤礦使用的局部通風機數量多,功率大,是能耗最大和浪費較嚴重的設備之一。從理論上講,對風機調速是調節風機性能、降低能耗的最佳方法之一。隨著科學技術的不斷發展,防爆變頻調速裝置以其卓越的調速性能,顯著的節能效果在煤礦領域得到廣泛的運用。

　　2、概況

　　煤礦井下局部通風機是用量大、耗能大的常用設備，每年需求量在數千臺以上，但在性能調節功能上，基本上是空白。從理論上講，調速是調節風機性能最經濟、有效的手段。阻礙變頻調速技術在局扇上應用的主要原因是價格昂貴，節能效果差，變頻器可靠運行難。隨著對煤礦安全生產重視程度的增加，一些明顯存在安全隱患工作場所，要求必須對風機性能進行調節。因此風機，我礦與煤炭科學研究總院重慶分院合作，根據當前我礦的具體情況，在原有礦用通風機自動調速裝置的基礎上進行了技術改進，研制了一套ZJTS型礦用通風機自動調速裝置，并投入使用。該變頻調速裝置采用了IGBT變頻調速技術、熱管散熱技術以及智能控制技術,可根據不同的運行工況,通過檢測不同地點的瓦斯濃度,自動調節通風機的風速,達到高效排瓦斯和節能通風的目的。

　　3、調速裝置的結構設計

　　該調速裝置的總體結構主要由人機操作界面、隔爆箱體、真空熱管散熱器、雙電源控制器、進出線接線腔、變頻調速控制系統、本安電源、雙風機控制器、頻率轉換器等單元組成，外接瓦斯濃度傳感器和主、備局部通風機。實現了按設定瓦斯濃度值，自動調節通風機轉速，達到按需定量通風的目的。同時也實現了專用供電線和備用供電線、主通風機和備用通風機的自動切換的目的。

　　4、調速裝置的工作原理

　　調速裝置的頻率轉換器把瓦斯濃度傳感器的頻率或電流信號轉換成模擬信號，然后經控制器處理后，去控制變頻器，讓變頻器輸出相應的頻率，控制風機的運轉。實現了調速裝置根據不同的瓦斯濃度傳感器值輸出不同的頻率來控制風機電機的運行速度;控制面板又通過轉換器與控制器連接

　　總體結構圖

　　來實現調速裝置各種參數的顯示和設定。當專用供電線有故障或停電時，備用供電線就通過雙電源控制器工作，這時通過雙風機控制器切換讓備用風機工作;當專用供電線恢復正常供電時，雙電源控制器切換讓專用供電線工作，這時雙風機控制器切換讓專用風機工作。

　　電氣原理圖

　　5、調速裝置的主要特點

　　5.1自動化程度高。

　　通風機性能的最佳調節方式是變轉速調節，而改變通風機轉速最經濟、適用的萬式是改變輸入電源的頻率。該調速裝置通過對工作地點瓦斯濃度實時檢測，用變頻調速器和自動控制系統，智能地自動調節通風機輸入電源的頻率風機，達到按需通風的目的。適用長時間、無人值守連續工作。

　　5.2主要元部件品質高。

　　該調速裝置主要元部件:整流器、IGBT逆變器、控制系統等均采用國外著名品牌，其 主要特點是體積小、重量輕、發熱量小，運行可靠，非常適合安裝在井下隔爆箱體中。專門定作的散熱器外形美觀、實用、可靠。

　　5.3直觀、清晰的液晶顯示屏。

　　大屏幕液晶顯示屏隨時監視風機、變頻器、瓦斯濃度運行狀態，報警用文字說明，畫面直觀、清晰。可隨時選擇操作狀態(自動、手動)，設定最低輸出頻率值和瓦斯濃度值。超過規定的瓦斯濃度值，輸出報警信號。

　　5.4系統運轉穩定可靠。

　　該調速裝置從瓦斯信號的采集，控制模塊的分析、運算，各單元之間的通訊，到執行 機構運行，均采用國內先進技術和元件。軟件部分邏輯關系清晰明確，操作性強，經長期運行試驗，系統運轉穩定可靠。

　　5.5安全性好

　　具有過流、缺相、過電壓、欠電壓、過熱等完善的軟硬件保護。

　　6、調速裝置的主要功能

　　6.1掘進工作面限量排放瓦斯，實現最大效率安全排放。

　　因意外停電或計劃停風而造成掘進工作面瓦斯超限時，該調速裝置可自動以接近于混合處的瓦斯濃度安全值進行排放，避免人工排放時，難以控制瓦斯濃度風機，超量排放問題。

　　6.2采煤工作面限量抽排瓦斯，形成安全可控的引排系統。

　　用于引排系統處理采煤工作面上隅角瓦斯積聚時，瓦斯傳感器探頭放置在測試風筒中，檢測風流中瓦斯濃度，即進入風機風流中的瓦斯濃度。該調速裝置根據設定的瓦斯濃度安全值，自動地調節通風機轉速，確保抽出式通風機進口的瓦斯濃度不超過3%，實現安全抽排。

　　6.3節能運行

　　當瓦斯濃度值在安全設定值以下時，根據工作面瓦斯涌出量的大小自動控制轉速調節風量，既保證了瓦斯濃度不超限，又可避免風量過大而揚塵，影響工作環境，實現節能通風論文提綱怎么寫。

　　6.4正、反轉切換功能

　　可通過按液晶顯示屏里風機轉向畫面的正轉選擇數字鍵或反轉選擇數字鍵來切換，而無須改變局扇接線即可改變局扇的轉向。

　　6.5主、備用風機自動切換功能

　　當主風機或備用風機出現故障時，調速裝置會自動切換讓備用風機或主風機工作;實現主、備用風機自動切換功能。

　　6.6雙電源自動切換功能

　　當專供線路或備用線路有故障或停電時，調速裝置會自動切換讓備用線路或專供線路工作;實現雙電源自動切換功能。

　　6.7閉鎖接口功能

　　●風、電閉鎖功能，當風機運行后輸出一個常閉觸點。

　　●瓦斯、電閉鎖功能:當瓦斯濃度傳感器值大于設定值時，調速裝置輸出一個常開觸點。當瓦斯濃度傳感器值小于設定值時，調速裝置輸出一個常閉觸點。

　　6.8手動控制功能。

　　可通過液晶顯示屏手動控制畫面來選擇手動控制風機，局扇運轉頻率值可以在0比到5OHz之間設定。

　　6.9報警文字顯示功能

　　當調速裝置有故障、報警時，液晶顯示屏會自動彈出報警信息，用文字說明故障、報警的原因及處理萬法。

　　7、結束語

　　通過ZJTS型礦用通風機自動調速裝置在我礦的使用，充分達到了節能高效的效果。在同等條件下與無調節性能的高效風機相比，平均運行效率可提高15%左右，節省電能，對大功率風機，效果尤為明顯。

　　總之，ZJTS型礦用通風機自動調速裝置具有廣泛的推廣應用價值，不僅增加了效益，尤其對加強煤礦的安全生產具有重要的意義。

　　參考文獻：

　　[1]徐益民林海鵬趙汗青.新型變頻調速智能控制裝置的研制與應用[J].煤礦機械,2004,25(12):131-132.

　　[2]石秋潔.變頻器應用基礎[M].北京:機械工業出版社,2003..

　　[3]馮垛生.變頻器的應用與維護[M].廣州：華南理工大學出版社,2001.95-99.

　　[4]唐耀華徐慶龍.空壓站變頻改造的節能分析和參數監控[J].變頻器世界,2004(4):.

　　自動化論文刊發須知：《制造業自動化》雜志是自動化行業綜合性技術刊物，主要刊載制造業自動化領域所取得的新技術、新成果、新產品、新方法以及自動化技術應用成果、科技動態與信息等，及時地介紹國內外最新制造技術、機電產品信息及實踐經驗。