1.空压机变频改造的硬件设计

实现空压机变频改造的核心是为其电气控制系统选择最佳的变频器和PLC控制器。就变频器而言，其选型主要依据变频器的容量，并对变频器的类型及变频器能否满足电网与变频器的切换、瞬时停电再启动的功能等提出要求。为满足空压机系统机械部件的调速控制需求，本方案选用功能更为强大的通用变频器。当前空压机系统中对应电机在满载时电流值最大的电机为系统配置的主电机，其电流值为69.8A，根据式（1）计算可得：（1）式中：Imax为空压机系统中主机或风机的最大电流值，IN为对应选型变频器的额定电流值。经计算可得，对于空压机的主电机而言，其对应变频器的额定电流值需满足≥76.78A的要求，综合比对产品最终针对空压机主电机所选型变频器的型号为三菱厂家的FR-F740-45K-CH，该产品对应额定电流值为85A；对于空压机系统中的风机而言，其在满载状态下的最大电流值为29.4A，则对应变频器的额定电流值需满足≥32.34A的要求，综合比对产品最终针对空压机主电机所选型变频器的型号为三菱厂家的FR-F740-18.5K-CHT，该产品对应额定电流值为35A[4]。在变频器选型的基础上，为确保空压机电气控制系统变频改造后的闭环控制效果，结合PLC控制CPU模块、输入/输出模块、通信模块以及存储器模块功能需求，本方案选用三菱FX2N系列的PLC控制器。根据空压机电气控制系统变频改造后的控制思路及控制要求，针对PLC控制器设计经改造后的空压机变频调速控制系统主要由变频器、PLC控制器、接触器和压机监测装置等组成。在实际运行中，PLC控制器可对空压机主电机、风机电机等实现工频、变频运行的切换，并在切换到的同时根据负载及电机变频器的运行状态对空压机电机转速进行控制，从而达到节能运行的效果。

2.空压机变频改造的软件设计

空压机变频改造的软件设计主要是完成PLC控制器程序控制流程图及程序的编写。此外，为提升经变频改造后空压机的抗干扰性能，提升其运行的可靠性，针对综采工作面相对恶劣的工作环境，将采取如下抗干扰措施：将控制系统的输入/输出信号电缆与供电电缆分开铺设，如需必要或条件允许，分别在信号电缆和供电电缆外层包裹屏蔽材料；务必将电缆中备用电芯接地，在增加电缆屏蔽作用的同时，避免外部信号对电缆信号的干扰；尽可能地采用双芯屏蔽线作为信号传输线，并将低电平信号的传输与其他信号线分开。


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