风机变频调速自动化控制的原理及控制方式分析

王磊

冀中能源邢矿集团生活后勤服务分公司 河北邢台 054000

风机是工业领域中重要的机械设备，主要包括离心风机和轴流风机以及密封风机等。当前在船舶、冶金等领域当中，风机被广泛的应用。在当前快速发展的经济水平已经推动了煤矿通风自动化设备的发展，很多自动化设备都是大型的单独设备，由于监控的参数不全，结构非常复杂，并且后期需要维护的步骤也是非常繁琐的，所以在设备出现故障时工作人员的监察能力不高。不能对通风系统进行有效的修护。工作人员的安全性得不到保障，所以有必要对通风系统进行整体的监测与分析，探索出新的监测制度和发展道路。

1 风机自动化控制的原理

如今工业生产的风机基本都具备了自动化控制的功能，明显提高了生产的效率和自动控制的效果。风机要实现自动化控制的功能，首先需要采集风机的各项运行状态参数，当参数与所要求的运行参数具有一定的差异时，则可以通过自动化控制系统将运行状态加以修正，保证风机的正常运行。风机在运行的过程中，会涉及到常用的风机参数概念，主要包括以下内容，一是风量：风机每分钟输送的空气立方数。二是全压：气体所具有的全部能量，等于动压加上静压。三是动压：将气体从零速度加速至某一速度所需要的压力。四是静压：流体某点的绝对压力与大气压力的差值。五是风机转速：风机叶轮每分钟转过的转数。六是轴功率：电动机除去外部损耗因素，传递到风机轴上的实际功率，通常认为是风机实际所需功率。七是噪音：风机在正常运转过程中气动噪音和机械噪音叠加所形成的噪音。此外，风机在运行的过程中，如轴流和离心这两种类型的风机存在着区别在于：一是离心风机具备改变介质流向的功能，具有较高的灵活性，但轴流风机不会改变流向，在功能的实现方式上较为单一。二是两种不同类型的风机在安装过程中的方便程度不一样。在风机的实际工业生产应用中，对于不同类型和不同型号的风机，应该加以区别对待，保证风机具有较好的应用效果[1]。

2 风机自动化控制的控制方式

2.1 变频调速技术

在风机的运行中，对于风机的调节流量主要包括以下三种。一是通过交流电动机变频进行调速控制。二是通过应用液立耦合器对风机和水泵的转速进行调节。三是通过传统的机械方法来对风机和水泵进行调节。在对水泵和风机进行调速中，装机容量越大，绝对节电量也就越大，所以在水泵和风机的使用中，可以通过高压变频进行调速，从而达到节约电能效果。随着社会的不断发展，我国电动机总装机容量越来越高，电动机的运行消耗量大概占总发电量的百分之六十左右，所以对电动机进行节能控制具有重要意义。在对电机进行节能控制中，主要可以通过两个途径对电机进行节能。一是在电机运行中，通过提高对精度控制力度，达到节约效果。二是可以通过加强创新，提高电机运转效率，达到节能效果。

2.2 加强自动化监测

基于WiFi建立通风监测系统当中，其中主要的监测工作内容包含了通风机的工作运转状况，主要的监测点包含了通风风速大小、温度大小以及内部环境的湿度控制等，控制系统的结构构成当中包含了监测设备的运转情况、自动模块调节、数据管理模块以及历史数据分析单元等，整传输、近距离无线电传输、WiFi数据传输以及宽带数据传输等先进的通信技术。但是在煤矿开采工作当中，因为整个开采工作环境比较复杂，在数据传输过程当中经常会出现长距离传输的影响，为了有效实现信息数据长距离和高质量的传输工作，需要有效确定监测系统的有效信息传输形式，通过WiFi数据传输的方法，可以大大提高整个数据的传输质量和传输效率。

通过对温度传感器、风速传感器、湿度传感器的有效应用，可以对开展工作当中放到内部的瓦斯浓度、粉尘浓度来进行有效的监测，同时还可以对的实时温度和湿度等相关环境参数来进行监测。依照系统监测当中的实际使用标准，有效确定了无线传感器的使用型号以及无线通信网络结构。通过对WiFi通信技术的有效应用，可以实现各个不同区域传感器的测量和数据收集工作，同时对通风的实际状况来进行有效的判断[2]。

2.3 应用远程操控

PLC控制器能够实时将风机运行状态、工作面风速、温度、回风流中粉尘浓度等参数，通过信号线上传至井底车场网路交换站；交换站利用工业以太网以及井筒内信号基站传送至井口网路交换站；交换站利用信号线将数据信号上传至地面操控室主机系统内。们可以看到监测到的信号，无论是从本地传播来的，还是从远程传播来的，都是具有实际的时间显示的。故障记忆的方法是对通过出现过故障系统的记录时间来进行操作。报警系统是在现场监测到的数值，已经超过原有的标准，则可以通过本地系统实施远程监控，严重者则可以实行立即报警的功能。冗余功能在系统局部出现故障时，能够排除故障，使整个通风系统正常运转。扩展功能，如果现场增设了一些其他的分站监控系统，可以及时的应用到通风的总系统当中，不排斥任何一种系统的接入。

地面操控室主机安装了一套FameVice组态软件，该软件利用显示器可直观的对智能化通风控制系统各部件运行状态进行显示，操作人员可通过界面远程操控系统，并可修改系统中相关参数；同时可利用打印机绘制处系统运行状态曲线图[3]。

3 结语

风机是重要的工业生产设备之一，不同的厂家生产的风机的特性具有一定的差异，所采用的自动化控制系统和控制方式也有所不同。在实际的风机选型和应用过程中，应该根据所应用的场合加以选择，保证风机的安全稳定运行。