[发明专利]矿用多泵多变频乳化液泵站系统及定量供液控制方法

说明书

本发明提供一种矿用多泵多变频乳化液泵站系统，所述系统包括400KW变频控制柜、110KW变频控制柜，四台400L/min乳化液泵和一台80L/min乳化液泵，所述400KW变频控制柜一端连接110KW变频控制柜，另一端分别连接四台400L/min乳化液泵，所述110KW变频控制柜还与所述80L/min乳化液泵连接。本发明系统采用多泵+多变频的驱动方式，配置了4台400L/min额定流量和1台80L/min额定流量的乳化液泵，每台泵都可实现变频调速和电控加卸载，其供液流量调节范围可达0‑1680L/min、调节精度最高可达1.6L/min；在此系统基础上，提出了一种定量供液控制方法，该方法通过控制柜内PLC程序编程，控制多台泵工频运行和多变频调速，实现高压乳化液流量的精确、定量控制，为进一步智能供液提供可靠的底层控制基础。

技术领域

本发明属于自动化控制技术领域，具体涉及矿用多泵多变频乳化液泵站系统及定量供液控制方法。

背景技术

乳化液泵站系统与液压支架系统及相应管路共同组成了工作面液压系统，为工作面生产推进提供保障。其中，乳化液泵站系统是液压动力源，主要作用是为工作面液压支架提供合格的、充足的高压动力乳化液。

现有乳化液泵站驱动技术中，大多采用多台乳化液泵并联供液，每台泵配备电磁卸载阀，通过乳化液泵组快速加载和卸载实现供液流量的多级调节。此外，一些乳化液泵站系统还配备一台变频器，通过变频“一拖多”的驱动方式实现供液流量的无级调节。当前供液控制技术中，大多采用液压系统压力控制，通过压力阈值判断、PID调节、模糊控制等方法，控制泵组加载卸载、变频调速实现系统压力恒定。然而这些压力控制方法效果并不理想，经常造成液压系统压力强烈波动，对设备造成损耗。实际中，供液流量与液压支架动作由直接关系，研究表明：不同液压支架动作对供液流量的需求差别很大，为实现液压支架动作过程快速完成和压力稳定，每种液压支架动作类型、动作行程、动作数量需要一个准确的、定量的供液流量。而当前的乳化液泵站存在供液流量调节精度低，且没有精确地供液流量控制技术。因此，本发明重点设计一种多泵多变频驱动方式的乳化液泵站系统，并在此基础上设计研发定量供液控制技术，实现多泵多变频供液流量的准确调节，为工作面液压支架快速推进和压力稳定提供供液技术保障，具有广阔的应用前景。

发明内容

为了解决上述问题，避免因单台泵故障导致整个泵站瘫痪，加上技术限制和成本考虑，现有供液大多采用多台乳化液泵配一台变频器的组合形式，这种单台变频器对多台电动机的“一拖多”控制方式，不仅可实现乳化液泵组的顺序软启动，还可对其中单台乳化液泵进行调速，实现供液系统的流量调节，本发明在此基础上，设计配备了多泵加多变频驱动方式；

本发明提供一种矿用多泵多变频乳化液泵站系统，所述系统包括400KW变频控制柜、110KW变频控制柜，四台400L/min乳化液泵和一台80L/min乳化液泵，所述400KW变频控制柜一端连接110KW变频控制柜，另一端分别连接四台400L/min乳化液泵，所述110KW变频控制柜还与所述80L/min乳化液泵连接；

进一步地，所述系统还包括四台配备电磁卸载阀，四台所述配备电磁卸载阀分别安装在所述四台400L/min乳化液泵上；

进一步地，所述400KW变频控制柜和110KW变频控制柜用于控制各个乳化液泵的启停、卸载阀开关和变频调速；

进一步地，所述配备电磁卸载阀用于在一定范围内控制调整卸载-恢复压力限制和控制卸载阀实现短时间的泵组卸载运行；

进一步地，一种定量供液控制方法，所述方法通过控制多个乳化液泵站系统多泵工频运行和多变频转速调节，实现以目标供液流量向工作面液压系统供给高压乳化液；

进一步地，所述方法包括：

S1：计算确定工频运行泵加载数量和变频调节频率；

S2：控制乳化液泵组工频运行至目标数量；