煤矿井下水力压裂自动控制系统设计

分析指出目前煤矿井下水力压裂技术面临压裂泵输出压力和流量无法快速精确调节、远程安全监控效果及自动化水平有待提高等难题。设计了一种煤矿井下水力压裂自动控制系统。根据煤矿井下水力压裂工艺及系统构成,明确了控制系统关键技术为高压大流量压裂泵输出流量和压力的快速精确调节,远程高可靠性安全、高速实时监控,一键启停及图形化分析等。以KXH12本安型控制器为核心,搭配变频器、组合开关、监控主机、电动开度球阀等设备,以及光纤加CAN总线的双线冗余通信方案,研发了控制系统硬件,并编制了压裂泵控制器、水箱控制器及中央控制器软件,实现了压裂系统快速变流量注水、稳定保压及远程高速实时监控和报警等功能。在煤矿现场对水力压裂自动控制系统进行工业性试验,结果表明该系统压力控制精度为0.1 MPa,流量控制精度为0.1 m3/h,在连续完成14次压裂过程中,每次煤岩层开裂后均能实现较好的保压效果,且操作简单,安全性高,满足煤矿井下水力压裂工艺要求。

双馈变速恒频风电系统控制研究

文章以双馈异步电机为风力发电的变流器,分析了双馈式变速恒频风电系统在功率因数校正、电网电压畸变及无功补偿方面的控制策略,重点介绍了双馈变速恒频风电场系统,基于功率因数校正的控制方法分析了双馈异步发电机并网运行时电网电压畸变对风力发电系统运行稳定性和电能质量的影响,最后通过仿真验证了控制策略的正确性。仿真结果表明:文章提出的双馈变速恒频风电系统可以有效改善双馈异步电机并网运行时因电压畸变带来的性能下降问题。

变速恒频水轮机变流量工况下不稳定流动数值模拟

为了研究变流量条件下变速恒频水轮机正常运转时的涡流特性和水动力特性,基于STAR-CCM+软件进行了混流式变速恒频水轮机的水动力特性数值模拟,研究了定流量和正弦流量两种工况下导叶和转轮压力脉动特性和内部流动状态,对旋转速度改变引起的涡旋演化过程进行了可视化展示。结果表明:在低转速时,尾水管进口和转轮交界处存在随转速降低而聚合产生的大尺度涡,但在转速升高后其逐渐破碎、分离,最后消散;叶片靠近叶轮流道入口的吸力面上均存在涡流,尾水管中存在两个涡核中心,且位置随转速改变;无叶空间的压力脉动相对其余位置更剧烈,脉动幅值随着转速和流量的增大而增大。研究成果可为变速恒频水轮机的设计和工程应用提供依据和参考。

扬程特性关联下矿井主泵排水智能控制方法研究

矿井下常常存在地下水渗积问题,通过控制主泵出水压力,能够有效地排除积水,保持井下环境相对干燥,增强煤矿地下环境的安全性。但由于矿井下的透水后压力负荷通常是不确定的,单纯以压力为传感信号的主泵排水控制的稳定性会受到较大影响,当前排水多以人工观测为主,排水控制智能化实现难度较大。提出一种扬程特性关联下矿井主泵排水智能控制方法。分析矿井下大功率变频式主泵的扬程特性(H-Q),获取变频式主泵排水压力和扬程特性(H-Q)之间的关系。利用这一关系作为传感信号,采用解耦补偿器和神经网络,利用神经网络在线调整比例、积分和微分(proportional integral derivative,PID)控制参数,组建大功率变频式主泵出水压力智能控制器,实现泵出水压力智能控制。通过实验分析证明,研究方法应用后在22 s左右矿井主泵达到最佳状态,过程中产生的相对误差均在0.5%以下。在多次迭代控制下,所提方法的控制延误始终低于0.1 ms。

变频调速在煤气加压站恒压供气上的应用

煤气加压站作为煤气输送的关键环节,其恒压供气系统的稳定性、高效性和可靠性对供气效果和安全运行至关重要。为了满足不断增长的用气需求,提高能源利用效率,降低供气成本,变频调速技术作为一种先进的控制手段被广泛应用于煤气加压站的恒压供气系统中。变频调速技术通过调节压缩机的转速,实现了对供气量的精确控制,可以根据实际需求动态调整压缩机的运行状态,使其始终处于最佳工作状态,从而实现了能源的有效利用和供气的稳定性。然而,尽管变频调速技术具有诸多优势,但在实际应用中仍然存在一些挑战和问题,如操作复杂性、设备稳定性、维护成本和兼容性等。因此,有必要对变频调速技术在煤气加压站恒压供气系统中的应用进行深入研究和优化,以进一步提高系统的运行效率和性能,保障供气安全和稳定,促进煤气工业的健康发展和社会经济的可持续繁荣。

粒子群优化PID的供水电机调速系统研究

针对叠压供水系统供水压力不稳定、控制效果时效性差的问题,提出了一种粒子群优化PID算法。结合粒子群算法与PID控制,根据供水压力展开粒子群优化PID参数算法程序,实时调整PID3个参数,并将其结果发送给变频器,实现电机平稳启动与调速,保证供水压力的稳定。仿真测试表明,该算法可实现对供水泵房电机的变频调速,有效解决了工频供水方式水压不稳定、控制效果时效性差的问题。

闭环变风量控制系统在实验室通风系统中的应用

变风量控制系统在实验室建设中被广泛应用,有助于提升实验室的安全性和实现节能减排的目标。但由于排风柜面风速、实验室静压差、管道静压测量易受传感器安装位置、安装方式、气流扰动等因素的影响,给基于闭环控制方式的实验室变风量控制系统的设计与应用带来了挑战。文章从系统控制原理、性能影响因素出发,以变风量控制系统在某化学实验室中的应用为研究对象,采用数值模拟方法对实验室压力分布、速度分布、空气龄等核心参数进行验证。结果表明,基于性能影响对策优化后的化学实验室气流组织良好,满足排风柜设计使用和实验室化学暴露控制要求。

梳棉除尘系统恒压吸风智能控制技术

为保证清梳联连续稳定生产、减少资源浪费,介绍梳棉除尘系统的组成,分析管网、除尘机组、梳棉除尘系统存在能耗高、智能化程度低、设备开停频繁启动、滤尘器间歇控制等不足及原因,提出除尘系统进行恒压吸风智能控制改造思路,即在除尘主风机加装变频器、梳棉负压主管道端加装压力变送器和负压保护装置,在除尘机组增加管网控制装置,在集尘风机加装软启动,改进滤网收集系统等方案;通过对比除尘系统改造前后的实际效果,表明改造后梳棉机恒压为800 Pa~900 Pa,用电量减少5.68%。指出:应用梳棉除尘系统恒压吸风智能控制技术,可实现人机智能控制,达到稳定吸风工艺质量的效果,用电效率提高、用电成本降低,保护电机、节能降耗。

子午水电站可逆水轮机组电气传动控制系统

介绍了子午水电站可逆水轮机组电气传动控制系统。基于四象限级联中压变频器,实现了机组发电工况下的变速恒频运行和抽水工况下的高效节能运行。同时,采用电气回路冗余设计、变频器功率单元快速旁路技术和中性点漂移技术,确保了机组的高效可靠运行。

医院恒压供水系统的设计与应用

针对医院院内对供水水压稳定度的要求,基于PID电气控制原理,结合PLC及变频器,设计了医院恒压供水系统。首先,根据医院对于水压的要求选择供水水泵(三相异步电动机)。然后,根据水泵电机功率选择变频器。最后,设计电气主电路、控制系统运用PLC的PID控制功能实现恒压供水。实际测试表明,与传统供水系统相比,设计的恒压供水系统供水水压更稳定且耗能更低,能实现医院对恒压供水供给的要求。

高速公路服务区回用水冲厕恒压系统研究

污水再生回用是解决高速公路服务区污水排放路径的有效方式。在污水产水量和出水水质都满足服务区冲厕需求的前提下,提出基于PLC控制技术的回用水冲厕恒压系统,并对系统水量和水压控制进行优化设计。通过变频控制箱和液位计联动实现自动补水,精准控制缓冲水箱内水量;利用PLC控制的变频技术对出水管道压力进行调节,保障冲厕供水系统稳定运行。

灌区水泵变频调速技改方案及应用效益分析

为准确掌握灌溉供水水泵流量调节性能,提高技术升级改造后加压泵站供水可靠性和灌溉经济效益。根据下寨一级泵站灌溉供水现状,对比阀门开度和水泵转速来调节流量的能耗特性,提出“一拖一”单泵控制变频调速节能技改方案。工程应用实践表明,变频调速系统能根据灌溉供水管网实时压力调整水泵电机输入电源频率,通过改变水泵转速动态调整输出流量,确保水泵机组按作物需水量进行合理调节,保持在高效运行工况。通过合理技术升级改造后,加压泵站综合自动化水平得到有效提高,同时水泵机组灌溉供水能耗大大降低,应用节能经济效益较好。

高空作业平台摆动电液系统改进设计

针对高空作业平台摆动控制速度不可调和微动性差的问题,通过设计可叠加的分流阀组,使得控制器可以根据手柄偏离中位的倾斜角度选择相应数量的分流模块进行分流,以调节流入摆动油缸的流量,使油缸驱动吊篮摆动的速度与手柄偏离中位的倾斜角度适配,从而采用开关量控制的方式对摆动油缸运动速度实施分级离散控制。改进后的平台摆动系统安全可靠,具有较好的可控性和微动性。系统采用恒压变量系统,可以按需要的流量自动调整排量,提高了摆动系统的节能性。

变速恒频无刷双馈发电机集成耦合参数辨识

由于无刷双馈电机模型的复杂性,其绕组参数难以识别,该文基于无刷双馈电机结构特点,提出一种集成耦合参数的辨识方法。该方法基于控制模型推导绕组间电压、电流的关系,测量稳态时无刷双馈电机的电气量,计算获得控制绕组侧集成耦合参数。该方法绕开了对电机绕组参数直接辨识困难的问题,能直接用于控制器设计。最后在30 kW无刷双馈电机实验平台上进行实验验证,实验结果表明所提方法具备可行性和有效性。

斜盘式恒压变量柱塞泵动态特性研究

该文针对变量泵压力控制元件对变量泵的压力输出特性进行研究,通过模拟仿真研究压力控制阀上阻尼孔尺寸和弹簧刚度的影响规律。研究结果表明阻尼孔尺寸增加,减小变量泵输出压力的稳定时间,同时增大变量泵的泄漏量,压力输出偏差也会增大;调压弹簧刚度增加导致变量泵压力响应速度降低,同时泵的输出压力偏差会有所增大。

改进PSO-BPNN供水泵站变频恒压PID控制

供水泵站是变频恒压系统,要求保障水压稳定,且在干扰情况下能快速响应并恢复稳定。为提升系统稳定性、高效性,提出一种改进PSO-BPNN的PID控制方法。首先构建供水泵站变频恒压控制模型,再基于BPNN实现PID非线性控制,提出一种PSO惯性权重改进策略,以提升PID参数的计算效率,从而更好地满足供水泵站控制需求。实验表明,本文算法响应快速、无超调,且具有稳定的非线性信号跟踪性能。相比BPNN、PSO-BPNN的两种PID控制算法,本文算法在恒压实验的调节时间缩短了29.6%和2.8%;在干扰实验中,超调量减少了34.6%和19.9%,稳定时间缩短了7.3%和1.6%。本文算法可提升供水泵站系统的稳定性和高效性。

多级主压阀比例主压控制策略研究

在液力自动变速器液压控制系统中,换挡操纵对工作压力的需求在不同工况下有较大的变化,因此常采用多级主压阀。在工作过程中,溢流量变化会导致主压阀出现定压误差,进而影响系统的性能。为提高主压阀的定压精度,提出针对多级主压阀的比例主压控制策略。介绍多级主压阀的工作原理,推导多级主压阀的数学模型,并在Simulink中对多级主压阀调压特性进行动态仿真。提出在反馈腔连接比例减压阀的方法,通过闭环控制比例减压阀输出压力,实现反馈腔的压力在一定范围内连续变化,从而实现主压阀输出压力的连续变化。最后提出针对主压的压力闭环控制策略,提高主压匹配精度。结果表明:多级主压阀面对不同工况时可以快速实现压力调定,通过比例减压阀可以实现对主压的连续控制,提高了系统的定压精度,优化了负载流量突增导致的压力降低现象。

基于模糊预测控制技术的变频恒压供水系统设计及实验研究

变频恒压供水系统因为具有供水质量好、自动化程度高等特点而得到了广泛运用。但是在实际应用中存在系统响应迟滞的问题,导致输出压力有明显波动,对供水管路产生冲击影响。为解决这一问题,将模糊预测控制技术应用到变频恒压供水系统中。文章首先介绍了变频恒压供水系统的结构组成,并构建了基于模糊预测控制的供水系统模型,通过模型预测、滚动优化、反馈校正,保证了模糊预测控制算法的实现。随后使用该系统进行实验,对比验证模糊预测控制和PID控制下系统的输出压力曲线。结果表明,采用模糊预测控制达到设定压力、实现稳定运行的用时更短,水量波动范围更小,控制效果更好。

基于PLC的变频调速恒压供水技术应用研究

随着PLC和变频器控制技术的日臻成熟,我港建设的中水调节站引入PLC控制的变频调速恒压供水技术,应用于港区堆场喷淋等生产作业,达到自动化运行和节能降耗的目的。文章首先对变频调速工作原理及其节能理论进行分析介绍,进一步设计出中水调节站的总体框图、系统结构、主电路和运行流程。最后对比传统供水方式,总结出变频调速供水系统的几点优势,值得推广应用。

变静压控制在实验室风机变频控制中的应用

变风量控制技术已被广泛用于各类型实验室,实现通风柜面风速的精确控制、实验室压差控制和风机变频控制。以南京某高校实验室为研究对象,对变静压控制进行阐述,分析变静压控制的流程和逻辑,为其在实验室的应用提供参考。