【摘要】：根據(jù)建設(shè)現(xiàn)代化綜合礦井和降低能耗的要求，需要建設(shè)節(jié)能、高效、安全、先進(jìn)的綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)，本文介紹了我礦2800kw主要通風(fēng)機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)，它能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化倒臺(tái)、監(jiān)控、數(shù)字采集等一系列功能。
　　關(guān)鍵詞：通風(fēng)機(jī)，自動(dòng)化控制，應(yīng)用
　　
　　0引言
　　在煤礦生產(chǎn)中，通風(fēng)機(jī)屬一級(jí)保安負(fù)荷，直接關(guān)系到井下工作人員的人身安全以及煤礦的安全生產(chǎn)。所以，對(duì)通風(fēng)機(jī)運(yùn)行的可靠性要求很高，另外，根據(jù)建設(shè)現(xiàn)代化綜合自動(dòng)化礦井和降低能耗的要求，需要建設(shè)節(jié)能、高效、安全、先進(jìn)的綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)。這就要求礦井各主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)都將實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制。
　　平煤股份六礦隨著生產(chǎn)的不斷發(fā)展，在平煤股份六礦北山通風(fēng)機(jī)安裝了2800KW大功率通風(fēng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)通風(fēng)機(jī)自動(dòng)化控制，并在自動(dòng)控制方式下可以實(shí)現(xiàn)遙控，達(dá)到了安全、可靠、高效、先進(jìn)性綜合自動(dòng)化控制的要求。本文主要對(duì)平煤股份六礦大功率通通風(fēng)機(jī)自動(dòng)化電控系統(tǒng)進(jìn)行介紹。
　　1通風(fēng)機(jī)電控系統(tǒng)簡(jiǎn)介
　　平煤股份六礦北山新通風(fēng)機(jī)是2臺(tái)ANN-3600/2000N型礦井動(dòng)葉可調(diào)軸流通風(fēng)機(jī)，一用一備。通風(fēng)機(jī)配套電機(jī)為異步電動(dòng)機(jī)，額定電壓為：6kV，額定功率：2800kW，每臺(tái)通風(fēng)機(jī)配一套潤(rùn)滑油站和液壓泵站。由六礦北山35kV變電站饋出6kV電源直接供電，采用雙回路供電方式。
　　2通風(fēng)機(jī)電控系統(tǒng)組成
　　2.1通風(fēng)機(jī)啟動(dòng)裝置
　　通風(fēng)機(jī)直接啟動(dòng)沖擊電流很大，給電網(wǎng)造成很大波動(dòng)。而且這樣對(duì)電機(jī)本身絕緣不好，會(huì)使電機(jī)受到?jīng)_擊，降低電機(jī)壽命。而新通風(fēng)機(jī)是“零角度”啟動(dòng)，而且配有軟啟動(dòng)裝置。這樣可以大大減小啟動(dòng)電流，減少對(duì)電網(wǎng)的沖擊，而且對(duì)電機(jī)和通風(fēng)機(jī)沒(méi)有沖擊，有利于延長(zhǎng)設(shè)備壽命。
　　通風(fēng)機(jī)電機(jī)啟動(dòng)方式采用大功率軟啟
　　
　　
　　動(dòng)裝置來(lái)減少通風(fēng)機(jī)電機(jī)的啟動(dòng)電流，高壓軟起動(dòng)裝置在結(jié)構(gòu)上分為：主回路、旁路、反饋回路和控制回路等幾個(gè)部分。其中主回路由三路晶閘管系統(tǒng)組成，每一路包括輸入接線端子（接電源）和輸出接線端子（接負(fù)載）。旁路主要部件是高壓真空接觸器，輸入和輸出端子分別跨接在三路晶閘管的電源和負(fù)載之間。反饋回路主要部件是分壓電阻總成和反饋板，為控制器提供反饋信號(hào)。
　　2.2通風(fēng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)
　　本系統(tǒng)由PLC低壓控制柜、潤(rùn)滑油、液壓泵站就地控制箱、UPS不間斷電源，以及2套控制操作臺(tái)組成，采用工控界最為成熟和典型的互備冗余的PLC監(jiān)控模式，能夠?qū)Ω邏浩饎?dòng)柜的電量實(shí)現(xiàn)遙測(cè)、遙控功能，每套控制裝置采用RS－485通訊協(xié)議實(shí)現(xiàn)與遠(yuǎn)程模塊的現(xiàn)場(chǎng)控制總線聯(lián)網(wǎng)。在通風(fēng)機(jī)房控制室設(shè)二臺(tái)監(jiān)控管理計(jì)算機(jī)，采用工業(yè)以太網(wǎng)通訊方式采集各控制裝置的信號(hào)，并進(jìn)行集中控制和管理，可以通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)與礦調(diào)度室或機(jī)電設(shè)備管理服務(wù)器進(jìn)行通訊，實(shí)現(xiàn)兩者數(shù)據(jù)交換和共享，同時(shí)，接受礦調(diào)度室或機(jī)電設(shè)備管理服務(wù)器的控制、調(diào)度指令。具有極大的先進(jìn)性、可靠性、安全性。
　　新通風(fēng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)于不同的故障都有不同形式的報(bào)警。對(duì)這些故障報(bào)警，監(jiān)控系統(tǒng)有不同形式的響應(yīng)。比如，對(duì)一些不影響通風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行的故障，監(jiān)控系統(tǒng)只作用于報(bào)警，不作用于通風(fēng)機(jī)的控制。對(duì)于那些影響通風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行的故障，監(jiān)控系統(tǒng)先發(fā)出預(yù)警，經(jīng)過(guò)一段延時(shí)之后作用于跳閘。另外，監(jiān)控系統(tǒng)還可以對(duì)通風(fēng)機(jī)的一些故障作出判斷后，可以自動(dòng)消除故障。比如瞬時(shí)失電故障，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)恢復(fù)功能。當(dāng)油站運(yùn)行油泵發(fā)生故障時(shí)，另外一臺(tái)油泵可以開(kāi)啟。而這些操作都不需要操作人員的干預(yù)，監(jiān)控系統(tǒng)可以自動(dòng)完成。
　　2.3通風(fēng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)核心
　　系統(tǒng)采用公司的S7-300系列PLC作為每個(gè)子控系統(tǒng)的控制核心，輔之以著名的工業(yè)監(jiān)測(cè)、監(jiān)視、控制軟件MCGS(網(wǎng)絡(luò)功能)，
　　為保證本控制系統(tǒng)的先進(jìn)性，我們機(jī)房?jī)?nèi)的所有設(shè)備均采用PLC控制，每個(gè)子控系統(tǒng)的控制核心，輔之以著名的工業(yè)監(jiān)測(cè)、監(jiān)視、控制軟件MCGS,為保證扇通風(fēng)機(jī)運(yùn)行的可靠性，PLC選用日本西門(mén)子S系列作為控制核心。
　　2.4通風(fēng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)供電保證方式
　　為了確保PLC工控機(jī)的安全和可靠運(yùn)行，為系統(tǒng)提供純凈穩(wěn)定的控制電源，選用山特公司的型號(hào)為C10KS的在線式不間斷電源（UPS）一個(gè)，另配24Ah電池20個(gè)�？梢员ＷC通風(fēng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)在掉電狀態(tài)下可靠運(yùn)行2小時(shí)以上，從而保證了通風(fēng)機(jī)的可靠運(yùn)行。
　　2.5通風(fēng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)
　　2.5.1采集通風(fēng)機(jī)的數(shù)據(jù)
　　對(duì)通風(fēng)機(jī)主要采集通風(fēng)機(jī)運(yùn)行的風(fēng)量和負(fù)壓數(shù)據(jù)，通風(fēng)機(jī)軸承溫度，電機(jī)兩端軸承和定子溫度雙重檢測(cè)以及通風(fēng)機(jī)振動(dòng)，喘振失速，葉片角度等參數(shù)。這些參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)可以保證通風(fēng)機(jī)的安全可靠運(yùn)行。
　　2.5.2采集電氣參數(shù)的數(shù)據(jù)
　　對(duì)于通風(fēng)機(jī)電氣部分采集高壓進(jìn)線柜檢測(cè)電壓、電流信號(hào)，高壓電機(jī)起動(dòng)柜檢測(cè)主電機(jī)電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率和功率因數(shù)等參數(shù)。
　　高、低壓柜部分提供所需檢測(cè)電參量的（4～20mA）信號(hào)及各開(kāi)關(guān)（隔離開(kāi)關(guān)、斷路器、儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)、以及故障保護(hù)動(dòng)作）動(dòng)作的非電量接點(diǎn)信號(hào)，并通過(guò)系統(tǒng)與高壓綜保的通信接口（RS-485）協(xié)議代碼進(jìn)行通訊，實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓部分進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
　　2.5.3采集潤(rùn)滑油站和液壓站的數(shù)據(jù)
　　監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)于兩臺(tái)油泵的運(yùn)行狀態(tài)、兩個(gè)油箱加熱器狀態(tài)及監(jiān)控油站工藝參數(shù)：出油管油溫、流量、油壓、油箱油溫、油位、過(guò)濾器差壓、冷卻水管流量、動(dòng)葉執(zhí)行器狀態(tài)等數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
　　2.5.4采集風(fēng)門(mén)等電氣設(shè)備的數(shù)據(jù)
　　監(jiān)控系統(tǒng)還對(duì)通風(fēng)機(jī)的風(fēng)門(mén)、檢修門(mén)狀態(tài)及電機(jī)制動(dòng)裝置狀態(tài)等通風(fēng)機(jī)輔助設(shè)備進(jìn)行在線監(jiān)控。
　　3監(jiān)控系統(tǒng)控制方式
　　3.1通風(fēng)機(jī)系統(tǒng)工作方式
　　通風(fēng)機(jī)系統(tǒng)設(shè)有自動(dòng)、手動(dòng)、檢修三種控制方式。在自動(dòng)方式運(yùn)行下，是按預(yù)先編制的程序進(jìn)行集中控制。手動(dòng)方式是當(dāng)監(jiān)控管理計(jì)算機(jī)和控制PLC全部癱瘓時(shí)，通過(guò)硬件設(shè)備起停按鈕緊急開(kāi)車(chē)方式。主要的保護(hù)通過(guò)繼電器起作用，確保通風(fēng)機(jī)及相關(guān)設(shè)備不出安全事故。當(dāng)通風(fēng)機(jī)檢修方式下運(yùn)行是用于另一臺(tái)通風(fēng)機(jī)在運(yùn)行，本臺(tái)通風(fēng)機(jī)檢修完成后的短時(shí)試運(yùn)行或通風(fēng)機(jī)調(diào)試方式，過(guò)程類(lèi)似自動(dòng)方式，只是進(jìn)風(fēng)由檢修門(mén)進(jìn)風(fēng)。
　　
　　圖1：通風(fēng)機(jī)啟動(dòng)流程
　　以上各種不同運(yùn)行方式是滿(mǎn)足通風(fēng)機(jī)在不同狀態(tài)下生產(chǎn)的需要所做的。在不同的運(yùn)行方式下，采用不同的運(yùn)行狀態(tài)。通風(fēng)機(jī)具體啟動(dòng)流程如圖1所示。
　　根據(jù)采集的數(shù)據(jù)和信息，建立各類(lèi)信息庫(kù)。根據(jù)工藝要求編程，自動(dòng)進(jìn)行通風(fēng)機(jī)所屬設(shè)備的順序起動(dòng)、停止和各類(lèi)保護(hù)。通風(fēng)機(jī)葉片根據(jù)穩(wěn)定風(fēng)量和通風(fēng)機(jī)運(yùn)行的狀況進(jìn)行葉片角度的自動(dòng)調(diào)節(jié)。操作站以人機(jī)對(duì)話(huà)方式指導(dǎo)操作，在自動(dòng)狀態(tài)下，可用鍵盤(pán)或鼠標(biāo)器實(shí)現(xiàn)通風(fēng)機(jī)受控設(shè)備的起停操作。
　　4.調(diào)試運(yùn)行情況
　　通過(guò)二個(gè)月的調(diào)試，可以看到在操作站彩色屏幕上可顯示通通風(fēng)機(jī)房平面圖及工藝流程的剖面圖，剖面圖上有動(dòng)態(tài)的實(shí)時(shí)參數(shù)值顯示、設(shè)備狀態(tài)顯示和事故報(bào)警信息顯示等幾十幅可切換的動(dòng)態(tài)畫(huà)面；實(shí)時(shí)顯示、記錄所檢測(cè)的各個(gè)數(shù)據(jù)，繪制實(shí)時(shí)曲線和歷史曲線，并提供歷史數(shù)據(jù)的查詢(xún)。顯示系統(tǒng)的實(shí)時(shí)報(bào)警信息，實(shí)時(shí)報(bào)警打印，并提供歷史報(bào)警信息的查詢(xún)；打印班、日?qǐng)?bào)表，設(shè)備運(yùn)行時(shí)刻表，定時(shí)或隨機(jī)打印時(shí)、天、月、年的統(tǒng)計(jì)報(bào)表。
　　該通風(fēng)機(jī)自2008年7月中旬安裝調(diào)試結(jié)束后投入運(yùn)行至今，通風(fēng)機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，沒(méi)有出現(xiàn)異常情況，通風(fēng)機(jī)各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)均在正常范圍之內(nèi)。在通風(fēng)機(jī)的試運(yùn)行中，對(duì)通風(fēng)機(jī)的“一鍵倒機(jī)”、“正常倒機(jī)”等功能均進(jìn)行了測(cè)試，通風(fēng)機(jī)倒機(jī)順序可靠有效，沒(méi)有出現(xiàn)異常情況。我們還對(duì)新加設(shè)的就地集中控制裝置和通風(fēng)機(jī)瞬時(shí)失電自動(dòng)恢復(fù)功能均進(jìn)行了測(cè)試，都動(dòng)作穩(wěn)定可靠。監(jiān)控系統(tǒng)詳細(xì)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和有效的保護(hù)措施，保證了通風(fēng)機(jī)的安全可靠運(yùn)行，極大的減少了事故發(fā)生。
　　5.結(jié)論
　　新通風(fēng)機(jī)自動(dòng)化系統(tǒng)安裝后通風(fēng)能力由原來(lái)的152m/s增加到395m/s，倒臺(tái)時(shí)間由原來(lái)的7分鐘降低到3分鐘，為六礦增產(chǎn)計(jì)劃（以風(fēng)定產(chǎn)）提供了科學(xué)依據(jù)，還提高了礦井的安全系數(shù)和工人作業(yè)環(huán)境，因?yàn)橥�風(fēng)機(jī)葉片角度可以根據(jù)負(fù)荷情況，進(jìn)行調(diào)節(jié)。這樣我們可以做到根據(jù)礦井實(shí)際需要風(fēng)量進(jìn)行調(diào)節(jié)，可以避免礦井用風(fēng)的損失，從而節(jié)能，提高企業(yè)效益.

---

轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明來(lái)自：http://www.jinnzone.com/kuangyelw/7719.html