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火力发电厂燃烧中低NOx控制技术研究

2022-10-04 08:26:44 收藏本文 下载本文

“只想当一只猪”通过精心收集,向本站投稿了9篇火力发电厂燃烧中低NOx控制技术研究,以下是小编给大家整理后的火力发电厂燃烧中低NOx控制技术研究,欢迎大家前来参阅。

火力发电厂燃烧中低NOx控制技术研究

篇1:火力发电厂燃烧中低NOx控制技术研究

火力发电厂燃烧中低NOx控制技术研究

摘要:随着环保意识的增加,对于环境治理和保护的.投入也不断提高.煤燃烧过程中释放大量的有害物质.低Nox燃烧技术的实现可较大幅度地降低Nox排放而不引起运行费用的增加.文章介绍了几种低Nox燃烧技术的方法:空气分级燃烧、燃料分级燃烧、烟气再循环、浓淡偏差燃烧、低Nox燃烧器.作 者:陈曦梅  作者单位:长沙电力职业技术学院,湖南,长沙,410131 期 刊:中国高新技术企业   Journal:CHINA HIGH TECHNOLOGY ENTERPRISES 年,卷(期):, (3) 分类号:X322 关键词:环境污染    空气分级燃烧    燃料分级燃烧    烟气再循环    低NOx燃烧器   

篇2:火力发电厂生产控制大区信息安全论文

随着信息技术的发展,火力发电厂信息系统日益变得更加复杂,而电力系统对信息系统的依赖性也在逐渐增强,信息技术不断发展的同时,也出现了一些问题,信息病毒以及也在日益猖獗,这给电力生产带来了一定的安全隐患。

1安全区的划分

火力发电厂信息系统的安全防护体系主要分为实时监控系统、生产管理系统以及电力信息系统,这3层安全防护体系都有着不同的重要意义。火力发电厂信息系统一般是按照安全等级进行分层,这3层中第1层为独立的安全区Ⅰ,第2层是数据网络,第3层则为信息系统,这3层都属于安全区范围。火力发电厂信息系统具有一定的实时性、实用性以及各功能之间的相互关系。鉴于广域网通信方式受到的攻击以及病毒的传染所产生的影响,将其放在“三层四安全区”的系统安全防护体系中。根据电力系统中相关的条约规定:“发电企业、电网企业以及供电企业这3种基本属于计算机的业务系统,根据原则将其划分为2个大区,分别为生产控制大区以及管理信息大区。而生产控制大区主要分为控制区以及非控制区,控制区属于安全区Ⅰ,而非控制区则属于安全区Ⅱ。而管理信息大区则一般由生产管理区和管理信息区的2个部分构成。控制区一般是由多种业务系统组成,其主要包括实时监控功能以及纵向连接使用电力调度数据网的实施子网等。控制区在整个电力生产中占据举足轻重的地位。该区能够实现对电力系统的监控,其监控主要包括计算机监控系统。处于安全保护的重要核心内容则为计算机监控系统。与控制区不同,非控制区是在生产控制范围中在线运行,但与其他的不一样,则在于不直接参与控制,在这种电力生产的过程中,非控制区是最为关键且重要的环节,该安全区也是由多种业务系统组成的安全区域。安全区以及控制区两者之间由共同的业务系统相互连接。生产控制大区的数据业务速率不高,且数据流相对比较稳定,而业务实时性能相对比较强,与电网安全有着密切相关的由遥控摇调,可靠性要求相对比较高。电力市场业务有着较高的要求,不仅需要对原始数据进行保密,其要求相对比较可靠。生产控制类业务主要分布在各发电厂以及变电站中,一般属于特殊业务。

2生产控制大区的安全分析

2.1人员成分与物理环境

生产控制大区的固定人员有运行人员,其运行人员主要负责发电厂组的系统运行工作,工作内容主要包括监视、记录、操作以及检查等工作,检查工作的进度以及实际情况的人员有管理人员和施工人员、系统维护人员等。而生产控制大区业务的设备主要设置在继电保护室以及电子室内。在发电厂设计的过程中,都严格按照电厂的规章制度、相关条例和标准进行设计,对此应该考虑到厂内出入口的'监视以及设备设施,其主要目的是为了能够防止发生设备被盗窃、非法使用及破坏等。

2.2网络边界

2.2.1电力调度数据网纵向边界

电力调度数据网主要采用了MPLS(多协议标签交换)对其实现标签式的交换通信,其每1个IP都有1个标签,主要是根据标签值进而转发数据包。网络结构对于客户来说不可见,对此要利用发电厂的外部结点与电力调度数据网发动,对厂内设备的攻击性相对比较小。电力调度数据网确保网络的单纯性,维护了网络的安全。电力调度数据网具有一定的安全性,能够预防网络攻击,能使得网络具有一定的安全性。若出现一定的网络攻击,其攻击出自于正规途径,从而使得网络本身的安全性毫无用处。对此,需要采取正确的措施进行解决。

2.2.2传统远动专线通道

虽然我国的电力调度数据网络能够基本建立起来。但未在各地方的发电厂中完全覆盖,常规专线通道在一段时间内都将作为备用。若是想要点对点的传输,需要由专线通道进行传送,其专线通道中主要是PCM(脉冲编码调制)分配的64kbps接口上SDH光纤网络以及调度中心的中高端服务器。对此,专线通道没有任何的危险,出于安全性的考虑,需要着重考虑到物理以及人员的安全。

2.2.3与管理信息大区之间的通信

生产控制大区和管理信息大区间的连接存在着以下情况:①计算机监控系统的连接方式主要是以网络方式进行,这样的连接方式会引发计算机病毒。②通常情况下,发电厂会集合所有的信息集中提供给MIS系统,目的是将MIS系统以及各种计算机控制系统相互联系,能够实现信息共享。发电厂SIS能够提高生产管理效率,能够实现电厂资源共享,而原先的控制系统受到管理信息网络的威胁,若将SIS划分到生产控制区,则安全区的边界为SIS(安全仪表系统)以及MIS(管理信息系统)之间的连接。

2.3网络内部安全

2.3.1火电厂监控信息系统

虽然SIS系统与SCADA(数据采集与监视控制系统)系统比较相似,但SIS系统更加全面。对此可向管理层提供数据,而图2中所表示的SIS,该系统主要与各分散控制系统通信,采用以太网连接,从而形成主要的网络,而该网络由生产控制区控制。SIS能够有足够的安全性,其防护重心主要在网络边界以及安全管理方面。

2.3.2继电保护及故障录波信息子站

继电保护以及故障录播信息子站相对比较特殊,其原因是系统下层的各种保护设备全部属于控制区,而子站则属于非控制区。保护装置以及子站之间则采用网络方式进行通信,通常情况下,其子站属于电力调度的数据,并不属于VPN连接。会将电力调度数据非实时VPN攻击威胁引入,虽然威胁的可能性相对比较小,如若是通过串口的连接方式,则不需要考虑保护装置的安全问题。

3结语

火力发电生产控制大区的内部网络安全性相对较高,其威胁是生产管理大区之间的网络连接,大区的物理环境相对较好,且维护工作相对比较完善,人员行为相对规范。而存在的安全隐患有人员的操作性失误、移动存储介质可能带来的病毒以及软件漏洞等。这些使得火力发电生产控制大区的网络存在着隐患,对此需要采取正确的措施,保证火力发电厂生产控制大区的信息安全。

参考文献:

[1]杨道驰.火力发电厂生产控制大区信息安全分析[J].电子世界,,(21):41-42.

[2]刘念.电力系统信息安全评估方法与安全通信机制[J].华北电力大学(北京),,(33):172-173.

[3]叶夏明.电力信息物理系统通信网络性能分析及网络安全评估[J].办公业务,,(19):158-160.

[4]谢洋,徐蓓.电力系统信息通信安全性评价体系构建及应用[J].工程技术:全文版,2016,9(8):228.

[5]梁智强,林丹生.基于电力系统的信息安全风险评估机制研究[J].信息网络安全,,(4):86-90.

[6]苏立.电力系统信息安全风险管理体系的研究与应用[J].现代计算机,,(18):42-47.

[7]殷科.电力系统信息安全风险评估体系研究[J].科学与财富》,2010,(5):19-20.

篇3:工程机械控制器及控制技术研究论文

摘 要:工程机械的控制器是整个机械的核心部位,它采集工程机械各个部位的工作状态,对工程机械下一步的活动进行控制,所以一定要保证控制器的灵活性,避免控制失效造成安全事故。通过分析工程机械的控制器和控制技术的发展现状,分析控制器的组成和控制原理

关键词:机械理论论文

摘要:工程机械的控制器是整个机械的核心部位,它采集工程机械各个部位的工作状态,对工程机械下一步的活动进行控制,所以一定要保证控制器的灵活性,避免控制失效造成安全事故。通过分析工程机械的控制器和控制技术的发展现状,分析控制器的组成和控制原理,加强新型控制技术例如以太网现场总线控制技术、嵌入式软PLC控制技术、工程机械液压系统动力匹配控制技术在控制器中的应用。

关键词:工程机械;控制器;智能化;控制技术

中图分类号:U415.5文献标识码:B文章编号:1672-545X(2015)11-0182-03

作者简介:杨文刚(1980-),男,山西太原人,研究生,硕士,讲师,从事工程机械控制系统研究和自动控制系统研究

近年来,随着电子技术的不断进步,工程机械的控制器由原本的电路控制器逐渐转变为可编程控制器,使工程机械的智能控制能力和数据处理能力得到了极大的提高,工程机械也进入了全新的发展领域。智能化控制器和新型控制技术应用,例如以太网现场总线控制技术、嵌入式软PLC控制技术、工程机械液压系统动力匹配系统控制技术的应用,使工程机械操作的准确性得到了很大的提高,实现了对工程机械工作状态的实时控制。本文分析了工程机械控制器的组成以及控制技术的工作原理,希望可以有效提高工程机械的工作效率,保证工程工作人员的人身安全,促进工程建设的发展。

1工程机械控制器的现状

工程机械控制器最开始只是通过简单的智能系统实现对机械结构部件的运动控制,但是控制效果并不好,不能实现工程机械的实时控制,但是随着工程机械控制器的发展,逐渐出现了微型控制系统、PLC可编程控制器,促进了工程机械的发展。我国对于工程机械控制器的研究比较晚,所以最开始大多应用国外的工程机械控制器。国外的工程机械控制器大多基于PLC的模式进行开发,但是缺少实时的操作系统,例如西门子、日立、三菱等等,其中微型控制器在工程机械中应用较为广泛,通过在微型控制器当中安装不同控制软件,应用到不同的工程机械中。工程机械在工作时,控制器荷载变化比较剧烈,而且工程机械的使用环境非常恶劣,所以控制器的控制难度非常大。传统的控制器不能对工程机械的工作状态进行监控和分析,不能实现良好的控制效果。我国工程机械的控制器大多使用国外的产品,例如西门子、力士乐等等,由于没有自主研发的控制软件,所以需要进行外部采购[1]。智能化可编程控制器的应用使工程机械的可靠性得到了有效地提高,使工程机械的操作和运行更加简单和流畅。新型的嵌入式可编程控制器在工程机械上的应用已经成为了主流,使工程机械的操作指令更加简单,并且现行的工程机械控制器还具有过载保护的功能,使用起来更加方便。工程机械控制器和控制技术在不断发展的过程中形成了一定的标准,在控制器的编程环境、通信接口以及驱动协议等方面,各个厂家制造的控制器逐渐实现了共通,全部实现了信息化的故障智能检测,并将GPS与GSM技术与工程机械控制技术紧密的结合在了一起,实现了工程机械的远程控制、远程定位、远程数据传输与采集等等,有效地规避了工程机械在运行过程中的风险。对工程机械控制器的研究也逐渐向着平台集中开发调度的方向发展。

2工程机械控制器的组成及原理

(1)控制器的系统硬件组成

控制器系统硬件组成主要有控制模块、电源模块、数据传输存储模块、人机交互模块和状态监测模块。其中电源模块对工程机械的控制器进行供电,一般连接到工程机械的车载蓄电池上,电源模块中有滤波电容,可以减少蓄电池供电的电压波动,限制运行过程中瞬间电流的产生,使工程机械的运行稳定性更高;控制模块是整个控制器的核心,该模块与工程机械的动力系统相连接,实现工程机械的智能化实时控制,并且控制模块可以通过串口连接外部设施进行智能升级,以此来适应大部分的工程机械智能控制;人机交互模块可以显示每个控制信息,让工程机械的控制操作可以在显示屏上体现出来[2]。

(2)PLC可编程工程机械控制器的工作原理

工程机械控制器的工作原理分为五个阶段,分别是内部信息的处理、与控制器的通信处理、输入扫描、程序执行、输出处理等,当工程机械开始运行时,控制器的通信功能启动,实现对工程机械的通信处理,扫描具体的工作程序,扫描完成后对工程机械发出具体的工作指令,程序输出,输出端连接工程机械的控制部分,实现工程机械的预编控制。这五个阶段合在一起成为控制器的一个工作周期,在完成一个工作周期之后,又重新的执行此工作周期。由于工作周期的长短不同,所以对控制器的控制性能要求比较高,如果较长的工作扫描时间就会导致控制器的响应时间比较慢,不利于控制器的精准控制。控制器扫描周期的时间等于控制器内部处理时间与通信传输时间、输入时间、程序响应时间、输出时间的总和。每个控制器的内部处理时间是固定不变的,通信时间会受到网络传输的影响,程序的响应时间取决于整个程序的长短,输入输出时间与控制器的存储状态相关[3]。工程机械的控制器在代码输入时,一定要保证所有的代码全部符合操作要求,并且也要将定时中断等代码输入到控制器当中,保证控制器运行的及时和有效。随着工程机械控制器的发展,逐渐出现了几种新型的控制技术,例如以太网现场总线控制技术、嵌入式软PLC控制技术、工程机械液压系统动力匹配控制技术等等。这些技术可以更好的实现工程机械的实时控制,提高了工程机械的.工作效率。

篇4:工程机械控制器及控制技术研究论文

(1)以太网现场总线控制技术以太网现场总线控制技术可以实现工程机械控制器之间的信息迅速交换,提高工程机械信息交换的可靠性,它通过超高速的通信功能,实现工程机械某些不可能达到的控制功能。现在很多的工程机械制造厂商都在研制适合现场总线控制技术的控制器,并将这类控制器直接应用到工程机械的器件层上。

(2)嵌入式软PLC控制技术PLC控制技术的通用性比较强,而且工程机械上的PLC控制系统安装和后期维护都非常简单,有很强的抗干扰能力,但是随着科学技术的发展,工程机械的具体工作状况越来越复杂,传统的PLC已经不能实现对工程机械故障的实时诊断,无法对工程机械的运行状态数据进行采集,所以更加智能化的嵌入式软PLC控制技术应运而生[4]。该控制技术的硬件结构是开放式的,操作指令比传统的PLC操作指令更加丰富,而且在控制程序的开发方面变得更加简单,使工程机械控制技术的性价比得到了很大的提升。控制器内部主要处理器的实时计数器由原本的16位逐渐转化为32位、64位,向着多核发展,使工程机械的控制性能得到了很大的提升。

(3)工程机械液压系统动力匹配及控制技术液压系统动力匹配控制技术可以有效提高工程机械发动机利用效率,使工程机械的泵在暂时不使用的情况下,可以将功率分配给其它的泵。当工程机械的负载发生变化时,控制器自动监测出其变化情况,对功率进行分配,保证工程机械的最低能源消耗,并满足工程机械工作的最大功率[5]。该控制技术在工程机械中的应用,可以对工程机械的功率进行优化处理,提高工程机械在各种工作环境中的适应能力,减少工程机械的作业强度,使工程机械的操作和使用更加流畅。通过液压系统动力匹配让工程机械的各个部件全部处于合理的运行状态,保证了工程机械的使用寿命和运行可靠性,满足不同环境的作业要求。

4结束语

通过对工程机械控制器发展现状和PLC可编程控制器工作原理的研究,分析现有的控制技术,并提出了几种新型控制技术,促进控制器和控制技术的智能化发展。社会生产力的发展需要不断的对工程机械的性能进行优化,加强控制器和控制技术在工程机械中的应用,可以使工程机械运行的更加灵活,以便达到更高的质量要求。

参考文献:

[1]李美升.工程机械智能控制器设计与研究[D].武汉:武汉科技大学,.

[2]胥贵萍.基于软PLC技术的工程机械智能控制器[D].武汉:武汉科技大学,.

[3]刘庆春.工程机械控制器与控制技术[J].门窗,,(4):172-174.

[4]任红飞.基于工程机械控制器HC-G15的圆捆机电气控制系统研究与设计[D].内蒙古:内蒙古农业大学,.

[5]刘英杰.负载口独立电液比例方向阀控制系统关键技术研究[D].杭州:浙江大学,2011.

篇5:自动化仪表与自动化控制技术研究

自动化仪表与自动化控制技术研究

摘要:在工业中,高科技的运用越来越普及。现阶段,自动化的发展之路已成为社会工业、农业发展的必然,传统工业模式因此受到了很大的挑战。针对工业自动化仪表和自动化技术的发展情况进行了分析。

关键词:自动化;仪表;控制技术;应用

现阶段,农业、工业、国防等领域都对自动化仪表有着广泛的运用。与此同时,自动化控制技术在现代科学技术的发展下可实现自我的分析能力,这也是在今后的发展中,科学技术研究工作的重要内容。在工业领域,编程控制装置自身有着十分关键的作用,实践工作中也成为不可或缺的工作设备。因此,强化研究和分析自动化控制技术,可以有效推动设备更好地发挥其效用。

1工业自动化的相关概述

在实践应用的过程中,分析工业自动化仪表与自动化控制技术,是完善自动化仪表与自动化控制技术的前提,因此,需要得到广泛的关注。信息的采集、信息处理和信息运用都是自动化仪表所包含的内容,从整体来分析,自动化仪表并不包含诊断其生产的流程,不过,自动化仪表系统将此信息的交换囊括在内。在生产装备的监控中,现已推出全新的产品―诊断仪表系统,在系统的控制中,其设备的管理软件便是自动化控制系统的内容,将设备的软件或者其功能进行诊断,负责自动化仪表或者系统本身的实时诊断,或者是在维护设施方面进行预测性的诊断。在现场的诊断过程中,相对来说较难,不但在维护的周期上需要确定智能仪表的损耗情况,还需要时间的准确性。在生产工业领域,可编程控制装置的运用有着十分关键的作用,很多生产实践活动,必不可少。因此,在重点技术上,应加大研究、分析的力度,为今后的生产工作奠定良好的基础。现阶段,在日常生活中,自动化技术已成为工业生产中重要的技术,可有效推动社会经济的发展、工业生产的进步。越来越多的研究者看重于系统维护、仪表诊断。从整体分析,仪表的`诊断包含对生产流程、生产装备、自动化控制系统及现场仪表的诊断,在工业生产中,现场仪表以及控制系统的工作信息采集都有着十分重要的作用,不论是生产流畅、自动化控制系统还是现场仪表的诊断维护,工业生产的效率都可得到保障,并有效提升。

2工业仪表的发展历程

在工业仪表发展中,在20世纪30年代时兴起的热工仪表是最初的仪表形式,在实际生产过程中连接性热力状况中应用,例如,石油提炼领域、热动力领域、化工等。以构造模式来区分,分为液动式和机械式两种模式,通过在实践中,对工作的及时检验、管理、记载来完成相关内容。它们的外形特征是拥有庞大的体积、外观不够美观,而且相对来说,精度不够准确。到了20世纪30年代末期,气动类仪表和携远程的传送器类仪表相继产生,这类仪表的主要特征便是和压力信号可保持一致,与此同时,在核心控制室可进行多种操作工作,与之前的仪表有所区别的便是具有远程读数再现的特征。到了20世纪80年代,智能化系统逐步渗入工业仪表设备中,并有效连接。在信息技术的快速发展下,工业生产自动化、智能化程度逐步提升,有效推动了工业自动化的可持续发展。

3工业仪表的操作原理

通过自身系统的记录、测量以及对任务的控制等操作,便是工业仪表的工作内容,在这些操作的过程中,无需有人现场看管或者操作便可以进行。信息自动通过工业仪表进行记录并上传至终端设备,接到信息数据后,终端设备自动进行分析并对任务加以处理。力矩平衡、电平衡以及力平衡等有关平衡概念的基础工作,是自动化仪表的工作原理。终端设备所接收到的现场测量数据,经过变送器转为数值,进而将电流量、电压量、机械量扩大,在此经过变送器,最后将数据发送到系统中呈现给管理人员,反馈系统与扩大后的数据进行对比,使工业设备保持相对平衡的状态。

4自动化控制技术的运用

在现代工农业的发展中,自动化控制技术已集成为机电一体化技术,不但在自动化、智能化的管理上、控制上完成,还可以根据工作水平的高低进行自动化的管理,半智能化以及全智能化的自动化控制,改变了传统的控制手段,工作人员的工作负担因此降低。在半智能化的控制技术中,则需要人力的参与,一些决策性的脑力劳动便需要人来做决定。现阶段,自动化控制技术多以半智能化作为主要的工业手段。无人化的工业技术依赖于全智能化控制技术实现,将采集的信息进行处理,并最后运用,都是依靠机器来进行,在工作效率上得到了很大的提升,而且还保障了安全和稳定,这是未来自动化仪表的发展方向。

4.1机械制造智能化

机械制造智能化是将机械、电气以及智能化系统互相结合而形成的系统,一些离散元件都可通过处理来达到高效的工作效率。在最初的阶段,生产线都是以机械制造智能化进行操作,单机化的智能化管理依赖于机械的手段及电气的原理实现。随着我国科技的迅猛发展,互联网信息化管理技术的运用已达到了空前盛况,形成了高智能化装置,例如,数控机床、机器人等设备。与此同时,在生产体系中,一些规模较小的控制系统随之增多。计算机和生产程序的过程可通过智能化车间进行以有效的练习,以此一个高智能化操作管理体系随之形成,在制造行业中,信息管控系统、生产管理系统的相互配合可有效提升其生产效率。

4.2管理智能化

很多企业单位,生产和办公的管理中,人力资源、财力资源、物的资源等都已经实现了自动化的管理、控制,也就是管理的自动化。以信息处理作为其中心,运用电子计算机、通信系统与控制等学科组成管理的智能化,这是一门综合性的技术应用。使用多台计算机,达到高速运转的状态,将大量的信息进行处理,在终端组成局部的网络。在管理信息系统的前提下,系统可进行备选方案的支持,并提出决策意见,有效帮助管理人员作出最后的决策。

4.3企业生产过程自动化

将PLC作为数控机床的基础,工厂电气控制可以在机床系统工作时,进行初始化的管理,不但可以在工作初期,复位其原点,也可以选择机床,并进行原点的复位。不过在此,需要注意,自动化控制是依据原点复位手段的不同来进行的,若在机床原点复位的初期,选择了复位按键,修改数轴便可以完成复位的操作。若在初始化控制的过程中,对系统进行工作原点的复位,则要定位机床的位置,以保证电机的运行,机床的操作和控制指令保证其相符。在整个坐标系中,机床坐标是参考的准则,加工起始位置的准确度需要复位操作予以确保,数字命令因系统初始化操作来得到保障并落实,这是其必要条件,在系统的初始化操作上,机床的运行才会得到保障,并满足实际的需要。

4.4网络化控制

如今,信息技术为我们的生活提供了很大的便捷条件,互联网所覆盖的面积更是广泛。网络技术的运用已深入到工业生产及自动控制系统中,在生产过程中,将互联网信息技术与智能测控技术融合,构建企业内部互联网系统。网络引入企业的各个管理层,不但在数据的传播上会提供方便,也会在数据的处理上更加便捷,人力办公自动化与生产自动化可有效融合,并将智能仪表的作用发挥至最佳,网络化控制有很好的互联性,更加不会再受到局限的制约。

5结束语

不论工业还是农业的发展,智能化控制技术对我们的生活都产生了很大的影响。大众的生产、生活模式等都因此产生了很大的进步和发展。通过研究人员的努力追求,人们的生活体验也会因自动化科技的发展随之增多。

参考文献

[1]张凯.浅谈工业自动化仪表与自动化控制技术[J].山东工业技术,(9):14.

[2]姚雪明,马强.浅谈工业自动化仪表与自动化控制技术[J].新商务周刊,(3).

[3]钟天阳,李爽,邱庆伟.浅谈工业自动化仪表与自动化控制技术[J].南方农机,2017(3):125.

篇6:矿井掘进机自动化控制技术研究

矿井掘进机自动化控制技术研究

摘要:为解决人工操作掘进机截割煤巷成形效果差、效率低、强度高等问题,借助较为成熟的PLC控制技术,截割自动化控制采用慢启慢停加速控制以及对截割臂摆动速度分阶段调节。通过工业性实践表明,掘进机截割煤巷在自动化控制下,巷道平整,安全性高,成巷速度快,为矿井生产效益提供了有力保障。

关键词:自动化控制掘进机传感器A/D转换器

随着科学技术的进步,掘进机截割巷道的生产逐渐发展成为自动化控制,实现无人值守的掘进工作面,确保巷道断面自动截割成形质量以及精准调控截割臂摆动速率[1-2]。因此,以某矿实际掘进巷道的生产条件和掘进机参数为基础,利用当前发展较为成熟的PLC自动控制器为中心,开展矿井掘进机截割煤岩自动化控制技术研究。

1掘进机结构参数

以EBZ200型悬臂式掘进机[3]作为研究对象,该型号掘进机主要适应全煤或者半煤半岩的岩石层,可截割单向抗压为95MPa强度的岩石,可形成宽度为2.5~6.0m,高度为2.0~5.0m断面巷道,截割出来的最大巷道断面面积为3024m2,巷道坡度为±20°。该悬臂式掘进机主要有三大执行结构,分别为截割部、行走部、装运部,组成系统分别是供电、液压、进排水三个体系,实现掘进机功能的动作主要靠机械部件和液压元件完成。EBZ200型掘进机因采用了液压、控制器等,能够做到硬性截割与柔性曲线运转相结合,可显著提高掘进效率和巷道质量。EBZ200型悬臂式掘进机结构简图如图1所示,主要技术参数详见表1。

2截割自动化控制策略

掘进机截割自动控制技术[4]是以人工操作掘进机为数据参考基础,经过矿井现场掘进调研,操作司机是根据激光指向仪粗略估算掘进的定位,通过改变操作台上手柄来控制电流比例阀开口度,进而调控摆角,此时液压缸内流量达到适当位置,推动活塞杆运转,就实现了截割部垂直方向和水平方向的调换以及截割速度调节。操作司机通过肉眼观察截割部位,凭借经验对手柄控制操作。但由于井下工作环境恶劣,作业条件极差,视线受井下煤尘等杂物干扰,造成操作司机难以精准把控,截割断面坑坑洼洼,与设计值偏差较大,截割头摆动严重,为提高掘进机截割效果,决定采用自动化控制技术来对掘进机进行控制。可编程控制器PLC具有逻辑判断分析能力,通过检测传感器收集到的信息数据,再经过相应处理后,发出控制指令,在激光定位系统配合下控制液压系统、电气系统以及机械结构发生准确的动作。自动化控制技术对掘进机截割实现控制原理见下页图2所示。为了精准控制掘进机截割巷道,自动化控制采用慢启慢停加速控制以及对截割臂摆动速度采用分阶段控制调节策略,见下页图3所示。慢启慢停主要是确保巷道断面成形精度、保护电机使用寿命、防止截割头因急停、急启动造成剧烈振动而损伤;分阶段调节截割臂运行速度主要是确保液压系统能够及时供液、截割中实现无极调速和保持电机恒定功率运行。

3自动控制元器件选择

掘进机自动控制系统硬件主要包含PLC控制器、模块、电源、控制板、线路、检测传感器、转换器等,图4为掘进机自动控制系统的`部分硬件设施。3.1传感器为了精准定位,确保掘进机截割臂截割轨迹达到设计值,因此选用重力摆式倾角检测传感器,该传感器是磁敏电阻型,能够实现无接触触点精密检测倾角,可实时检测掘进机掘进期间截割臂在垂直方向的摆动角以及掘进机机身处于的角度。为了检测截割臂水平方向的摆动角,选用SMR磁敏感传感器,该传感器具有编码器功能,在工作中与感应齿配合使用。截割头的伸长量检测选择行程传感器,考虑精度和位置因素,行程传感器安装在油缸内。在自动化控制当中选用型号为CHY-220AS/V电流检查传感器,该传感器具有将采集到的掘进机电机电流信息经过变送器作用转换成自动控制器PLC需要的标准数据信息。该电流传感器能够检测到0~220A范围内的电流,输送线性度为1.2%,供电电压范围在10~20V,经过转换后输出的电流信号范围为0~25mA。3.2A/D转换器为了转换数据信息,在PLC控制器扩展口上选用FX2N-4AD型A/D转换器。A/D转换器共计四个传输通道,在接收的过程中,能够把模拟信号数据转换为数字信息。信号分辨率的最大值高达16位,电压和电流输入/输出信号均是在接线端与转换器进行变换,转换后的电压范围值在-10~10V,电流信号范围为-20~20mA,PLC控制器发出FROM/TO指令通过传输通道达到执行元件[5]。

4自动控制实现功能

在人工操作掘进基础上,通过模拟仿真以及试验等手段,在PLC控制器上开发可编程序语言,包含掘进机截割路径、摇臂摆动角度、截割头速度调节等内容,在开关转换以及启停按钮变换自动调节掘进机截割臂动作、方向、作用力等。为了确保巷道断面成形质量以及煤壁巷帮平整,自动控制器需要控制摇臂进行扫底工作。在掘进机工作期间,对摇臂摆动速度设定为高、中、低三种速度,A/D转换器将变送器收集到的电流信号进行转换,转换后得到掘进机截割电机电压信号范围为0~5V,并把该范围的电压值分为三个档次与速度档次相匹配,即截割臂高速摆动对应的电压为0~2V,截割臂中速摆动对应的电压为2~4V,截割臂低速摆动对应的电压为4~5V,分别在三个对应的比例放大器作用下输出三种不同的电流信息,自动控制掘进机截割流程如图5所示。

5工程实践

自动化控制EBZ200型悬臂式掘进机在某矿井下半煤岩巷进行了工业性实践。掘进机在自动化PLC技术控制下,与设计值相比,巷道两帮误差均值为321.6mm,单边误差均值为152.5mm,均小于人工操作误差均值。机身初始位置在巷道中心线上,无明显偏差,单边定位精度小于30mm,回转定位精度小于15mm,连续完成断面截割和扫底动作,自动截割运行效果良好,截割的断面完全满足使用要求,在掘进过程中,掘进机未出现机械故障。人工操作至少需要人数为8人,在自动化控制技术下,人员数量5人即可进行巷道掘进。在自动化PLC技术控制下,实现了快速掘进,降低了工人劳动强度,提高了巷道断面质量和生产效率。

[4]赵东升.悬臂掘进机工作机构自动控制系统的研究[D].西安:西安科技大学,.

[5]刘桂兰,祖国建.煤矿皮带机的PLC改造[J].煤炭技术,,30(7):7-9.

作者:李云 单位:山西煤炭运销集团马家岩煤业有限公司

篇7:无人攻击机武器控制技术研究

无人攻击机武器控制技术研究

对无人攻击机的.武器控制问题开展了研究,建立了一个基于数据库和智能技术的武器控制系统框架,探讨了武器的自动管理和自动投放等问题.开展无人攻击机武器控制技术的研究,对实现武器投放过程的自主控制具有极其重要的意义.

作 者:谢奇峰  作者单位:桂林空军学院 刊 名:飞航导弹  PKU英文刊名:AERODYNAMIC MISSILE JOURNAL 年,卷(期): “”(1) 分类号:V2 关键词:无人攻击机   武器控制   自动管理   自动投放  

篇8:射流推力矢量控制技术研究

射流推力矢量控制技术研究

射流推力矢量控制技术是一种全新概念推力矢量技术,其具有机械式推力矢量喷管无法比拟的优点.文中概要介绍了射流推力矢量控制技术喷管的工作原理、基本概念和发展情况.着重介绍了几种典型控制方法和其优缺点,以及国内外试验情况,并提出国内在射流推力矢量控制技术方面应发展的方向.

作 者:连永久 LIAN Yong-jiu  作者单位:沈阳飞机设计研究所,辽宁,沈阳,110035 刊 名:飞机设计 英文刊名:AIRCRAFT DESIGN 年,卷(期): 28(2) 分类号:V233.7+57 关键词:二次流   射流推力矢量   喷管   激波   反向流  

篇9:声学试验三分之一倍频程控制技术研究

声学试验三分之一倍频程控制技术研究

以往的声学试验中多采用倍频程控制方法,该方法控制精度比较低,已不能满足现在试验标准要求.文章详细介绍了声学试验控制系统的基本原理及组成,并对控制算法进行了探讨和研究,通过改进谱估计算法和均衡算法等提高系统的'控制精度和稳定性,并采用VC++编程开发了1/3倍频程噪声试验控制系统.新控制系统与混响室进行了联合调试,调试结果表明新控制系统的控制精度满足相关标准的要求.

作 者:晏廷飞 方贵前 Yan Tingfei Fang Guiqian  作者单位:北京卫星环境工程研究所,北京,100029 刊 名:航天器环境工程  ISTIC英文刊名:SPACECRAFT ENVIRONMENT ENGINEERING 年,卷(期):2008 25(5) 分类号:V416.2 V416.8 关键词:声学试验   1/3倍频程   控制算法  

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