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煤矿行业是国民经济建设的重要产业之一,空压机是煤矿作业中常用的生产设备。由于矿井生产中存在环境恶劣、空压机组耗电量大、维修难、传统监控手段落后等一系列问题。因此,研究并解决这些问题,提高空压机组的性能具有重要的现实意义。本文是基于徐矿集团三河尖建井处空压机组的改造设计,它仍使用传统继电器启停空压机组,自动化程度低,不易监控,故障多,维修量大,还要采用人力监视。长时间操作,人员容易疲劳,从而引发安全隐患。本文共分为两部分:第一部分针对空压机组存在的缺陷,提出了四种解决方案。主要从性能指标、系统构成、可靠性和经济效益四个方面进行综合比较,确定选用空压机组集散监控系统方案(DCS)。该方案通过现场总线对传感器、巡检仪、压缩机、可编程控制器、控制柜等设备进行连接组成集散控制系统。系统利用压力传感器对风包出口管道的压力进行测量,将被测信号转换成电信号,送至调节器进行运算,然后把运算出的控制信号送至变频器,来改变电机的转速。PLC根据变频器的上下限开关量信号,来控制启停空压机的投入台数。本系统设计了变频和工频两套控制回路,确保任何出现故障,能够继续安全生产。通过现场使用,证实了方案的可行性,使该系统安全、可靠、节能、操作方便,经济和社会效益十分明显。第二部分在完成实际工程的基础上,为系统增效设计了灰色预测PID控制算法,来调节电动机转速。它能改善被控对象具有的时变性、滞后性和非线性等特点,从而提高系统性能。通过仿真证明,灰色预测控制比常规PID调节时间短,超调量小,鲁棒性强。