田多寶

摘要：文章介紹了黃陵二號煤礦使用PLC控制系統(tǒng)與變頻技術相結合的智能局部通風控制系統(tǒng)實時控制局扇通風機的轉速。該系統(tǒng)能夠對瓦斯?jié)舛刃盘栠M行分析判定，從而實現(xiàn)局扇風機的智能控制。當瓦斯涌出時，系統(tǒng)可根據(jù)瓦斯?jié)舛冗M行實時調控局扇通風機轉速，以達到快速稀釋瞬間涌出的瓦斯?jié)舛龋_保煤礦的安全生產(chǎn)。

關鍵詞：局扇通風機；瓦斯；可編程控制器；按需供風；節(jié)能運行；防災減災 文獻標識碼：A

中圖分類號：TD724 文章編號：1009-2374（2016）08-0142-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.08.073

本文主要針對智能局扇通風集控系統(tǒng)在黃陵二號礦井下工作面五套局扇風機的實際應用進行探討。五套風機現(xiàn)場均配有一套FBDY系列礦用隔爆行壓入式對旋軸流局扇通風機，并分別配有QJZ系列礦用隔爆本安型真空電磁啟動器、KBZ9-200/1140（660）礦用隔爆型真空饋電開關。煤礦掘進工作面瓦斯極易超限，形成安全隱患，一旦超限必須停工停產(chǎn)，所以對于開展工作面局扇通風系統(tǒng)遠程智能化控制具有極高的價值，實現(xiàn)在調度中心遠程控制，實時監(jiān)控各種參數(shù)，達到安全生產(chǎn)、減員增效的目的。

1 建設目標

實現(xiàn)以風速、風量為控制變量，以煤礦風機用隔爆型變頻器為執(zhí)行器、局扇通風機為被控對象組成的閉環(huán)調速控制系統(tǒng)。采用PLC與變頻器組成的控制系統(tǒng)，對風機轉速實時調控，實現(xiàn)實施預警、人機雙控、按需供風、節(jié)能運行、防災減災的效果。

2 系統(tǒng)控制配置及組成

局扇通風監(jiān)控系統(tǒng)包括：（1）防爆變頻器；（2）可編程控制器；（3）瓦斯檢測傳感器；（4）風速、風量監(jiān)測裝置。

采用國際流行的PLC智能化控制，完成對通風機、變頻系統(tǒng)、配電系統(tǒng)的監(jiān)控。PLC控制柜主要由可編程控制器、開關、繼電器組成，主要完成對信號的接收通過運算發(fā)出各種控制、報警等信號，實時監(jiān)控局扇通風機的運行工況，實現(xiàn)局扇通風機的無人值守。

3 系統(tǒng)功能

3.1 風電閉鎖功能

智能風機發(fā)生故障，無法正常運行，停止供風，控制系統(tǒng)輸出控制信號斷開掘進工作面動力電源，實現(xiàn)風電閉鎖功能。

3.2 主、備風機自動切換功能

在人機界面上按主機啟動按鈕，主機運行，當主機發(fā)生故障時，備機根據(jù)系統(tǒng)設定好的條件自動切換備機運行，并發(fā)出報警信號，提示工作人員采取措施，及時維修。

3.3 變頻技術的應用

系統(tǒng)根據(jù)現(xiàn)場瓦斯傳感器所測的瓦斯?jié)舛?，通過PLC控制系統(tǒng)設定好的算法，輸出信號至變頻器，根據(jù)頻率值增大或減小風機運轉速度。

如：當瓦斯?jié)舛戎礣1≥1.5%，T3=0%時，輸出頻率為50Hz，風量最大；當瓦斯?jié)饴识戎礣1≥1.5%，

T3=1%時，輸出頻為20Hz，風量最??；當瓦斯?jié)舛戎礣1≥1.5%，1%>T3<0.7%時，輸出頻率保持20Hz，風量保持最小的現(xiàn)狀不變；當瓦斯?jié)舛戎礣1≥1.5%，0

注：瓦斯傳感器T1為掘進面迎頭瓦斯?jié)舛戎担琓2為掘進巷道回風流瓦斯?jié)舛戎?，T3信號線為回風巷道混合處瓦斯?jié)舛戎怠?/p>

3.4 軟件功能

在設計軟件系統(tǒng)的過程中，充分利用了模塊化編程的思想，使軟件系統(tǒng)的結構清晰、功能明確、維護方便。

軟件系統(tǒng)的工作過程如下：（1）模擬圖顯示：模擬顯示系統(tǒng)的安裝工藝流程圖；（2）實時數(shù)據(jù)顯示：實時顯示設備開停狀態(tài)、運行狀況、各類監(jiān)測參數(shù)；（3）遠程控制功能：通過人機界面實現(xiàn)遠程手動切換、啟、停局扇通風機的功能；（4）報警功能：系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生的報警可實時進行顯示，提供語音信息，并可完成本系統(tǒng)內(nèi)歷史報警的查詢。根據(jù)設定的報警參數(shù)名、報警范圍，對系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)進行報警設置，打開故障報警畫面即可看到實時報警，同時具有故障記錄查詢功能。顯示報警發(fā)生次數(shù)、報警時間、報警類型、確認人、確認狀態(tài)、確認時間、恢復時間等；（5）實時/歷史曲線：核心參數(shù)的實時/歷史曲線展示及曲線打印功能；（6）報表功能：主要參數(shù)的日報表、月報表查詢、打印功能；（7）WEB發(fā)布功能：實現(xiàn)主要組態(tài)畫面的WEB發(fā)布。

4 建設效果

礦井智能局扇通風系統(tǒng)具備根據(jù)瓦斯?jié)舛?，按需供風、自動切換、風電閉鎖等功能，充分發(fā)揮井下局扇通風風機能力，從根本上防治瓦斯超限，達到安全可靠和高效節(jié)能的礦井智能化通風系統(tǒng)。

5 效益分析

實現(xiàn)智能化局扇通風集控系統(tǒng)后，可達到減員增效、節(jié)能增效，具體分析如下：

減員效益：由區(qū)域電工進行檢修，一套局扇通風三班可減少值班崗3人，共計5套局扇可減15人；每人工資10萬/年，年工資減少15×10，約150萬。

節(jié)能效益：以2×30kW的對旋風機為例，配備BPB-75/660F變頻器計算，設計工況工頻運行時的電機輸出功率P=54kW，電機效率為η1=0.92；風機效率為η2=0.83，轉速比n=0.8時，風機效率為η3=0.8，變頻后的電機效率為η4=0.875。

6 結語

本文設計的黃陵二號煤礦局扇通風智能控制系統(tǒng)具有完善的監(jiān)控功能，提高了運行的可靠性，減少了故障停機時間。該系統(tǒng)結合綜合自動化技術、網(wǎng)絡計算機技術以及顯著的變頻技術，具有無極調速特性、操作簡單、節(jié)能效果明顯、運行可靠等優(yōu)點，取得顯著的社會效益和經(jīng)濟效益。

通過該智能局扇通風控制系統(tǒng)在黃陵二號煤礦的應用，提高了礦井的智能化生產(chǎn)水平的同時，實現(xiàn)了節(jié)能降耗和減員增效，為黃陵二號煤礦建設安全、高效的智能化生產(chǎn)礦井邁出了堅實的一步。

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（責任編輯：秦遜玉）