英格索兰压缩机配件模糊PID变频控制系统研究

1 煤矿空气英格索兰压缩机配件的应用及研究概况

    煤矿井下与地面广泛使用各种风动机械及风动工具，如采掘工作面的风镐、凿岩机、装岩机、混凝土喷射机，凿井用的气动抓岩机，地面使用的空气锤等。在煤矿井卜之所以大量使用以压缩空气为动力的设备，是因为矿井里有瓦斯，遇电火花易引起爆炸。另外，风镐及凿岩机要求往复速度高、冲击力强，适合使用压缩空气能源，对工作环境有利。虽然空气压缩机的使用效率较低，易造成能量浪费，英格索兰压缩机配件但其优点是其他能源所无法替代的，因此目前和将来压缩空气仍然是矿山不可缺少的动力。

    国内外众多学者及研究机构对空气压缩机自动化及节能技术进行了大量的研究，取得了不少研究成果。文献「1]中根据矿山空气压缩机的运行特点以及能耗的主要来源，鉴于国内外的先进技术以及国内压缩机节能改造的发展现状，对空压机各种节能特征与发展动向进行了阐述，为空气压缩机节能运行提供了新的方法。文献[2]中对煤矿的空压机数台并用中出现1台不够2台富余的使用状态，英格索兰压缩机配件提出用可编程控制器为该系统的逻辑控制部件，变频器为无级调节空压机电机的速度的部件，自动启、停、工频运行，在大范围内满足管网压力的需要。文献「3]中提出了基于PLC变频调速的空压机控制原理，介绍了西门子MM440变频器,S7-300PLC在空压机站改造中的应用情况。研究表明节能效果明显，引入PLC控制可大大提高系统的自动化程度和使用灵活性，降低故障率，减少操作员的劳动强度。

2模糊PID控制

    本文采用SIEMENS S7-200 PLC CPU226 AC-DC-RLY，扩展A/D及D/A模块，采集系统压力、流量、振动等信息;联网选用工业以太网模块CP243。通过设定压力值与实际压力值的比较，产生偏差信号，经过模糊PID运算后，到D/A口输出标准电流信号调节变频器输出频率，构成一个闭环恒压供气控制系统。

2.1   PID控制算法

    PID控制器是一种线性控制器(经典的PID结构见图D，英格索兰压缩机配件它根据给定值: