陳醉

摘要：煤礦通風(fēng)系統(tǒng)是否安全可靠，直接關(guān)系到煤礦能否安全、高效運(yùn)轉(zhuǎn)。將現(xiàn)代自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于煤礦通風(fēng)工作之中，不僅能有效提升煤礦通風(fēng)效果，還能實(shí)現(xiàn)煤礦通風(fēng)系統(tǒng)自動(dòng)化、無(wú)人化的運(yùn)轉(zhuǎn)，更能提高煤礦的生產(chǎn)效率和安全系數(shù)?；诖?，筆者將本文命名為《試論自動(dòng)化技術(shù)在煤礦通風(fēng)中的應(yīng)用》，首先探討了基于TCP/IP協(xié)議設(shè)計(jì)的通風(fēng)自動(dòng)化系統(tǒng)在煤礦通風(fēng)中的應(yīng)用；然后分析了通風(fēng)變頻自動(dòng)化系統(tǒng)在煤礦通風(fēng)中的應(yīng)用，最后對(duì)全文進(jìn)行簡(jiǎn)單的總結(jié)。旨在與同行交流，不斷提高煤礦通風(fēng)系統(tǒng)自動(dòng)化程度，確保煤礦安全有序高效運(yùn)轉(zhuǎn)，并促進(jìn)我國(guó)煤礦業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)化技術(shù)煤礦通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TD72 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2012）08（b）-0096-01

我國(guó)既是煤炭生產(chǎn)大國(guó)，又是煤炭消耗大國(guó)。煤礦能否安全、高效地運(yùn)轉(zhuǎn)直接關(guān)系著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的快慢，既關(guān)系到人們能否正常的生活，又關(guān)系到所有煤礦從業(yè)人員的生命財(cái)產(chǎn)安全。其中，煤炭通風(fēng)系統(tǒng)的作用主要就是將有害氣體排出，并源源不斷地注入新鮮空氣，從而確保煤礦安全高效地運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)前。我國(guó)一些煤礦的通風(fēng)系統(tǒng)還以人工維護(hù)的方式為主，不僅浪費(fèi)了人力資源，而且工作效率也還有待提高。如果將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于煤礦通風(fēng)系統(tǒng)之中，加上人工輔助管理的方式，就能在節(jié)約維護(hù)成本的同時(shí)還能提高通風(fēng)系統(tǒng)的安全性能。由此可見(jiàn)，就自動(dòng)化技術(shù)在煤礦通風(fēng)中的應(yīng)用進(jìn)行探討具有十分重要的意義?；诖耍P者做出以下幾點(diǎn)分析。

1探討基于TCP/IP協(xié)議設(shè)計(jì)的通風(fēng)自動(dòng)化系統(tǒng)在煤礦通風(fēng)中的應(yīng)用

1.1 系統(tǒng)工作原理

該系統(tǒng)結(jié)合煤礦環(huán)境惡劣的現(xiàn)狀，分別采取了分層和分散以及冗余的設(shè)計(jì)方法，得出煤礦自動(dòng)化通風(fēng)系統(tǒng)所需的硬件配置和總體的結(jié)構(gòu)框架，并利用光纖傳輸技術(shù)、以太環(huán)形網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和多機(jī)備用來(lái)提高通風(fēng)自動(dòng)化系統(tǒng)的可靠性，再借助VC++與組態(tài)軟件，從而設(shè)計(jì)出煤礦自動(dòng)化通風(fēng)系統(tǒng)的主分站軟件，以此提升煤礦通風(fēng)的安全和可靠度。

1.2 系統(tǒng)主要功能

一是現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)操控功能，即可以不經(jīng)過(guò)分站控制器，完全通過(guò)人工操控系統(tǒng)外部硬件，實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)、暫停和停止；二是半自動(dòng)操控功能，即人工現(xiàn)場(chǎng)操控遠(yuǎn)程系統(tǒng)的主分站，有針對(duì)性的選擇風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)、暫停和停止；三是自控功能，即系統(tǒng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)采集對(duì)風(fēng)機(jī)的狀態(tài)信息實(shí)施分站，以決定風(fēng)機(jī)的自動(dòng)化啟動(dòng)、暫停、停止，達(dá)到礦井生產(chǎn)的需求；四是“三遙”功能，即遙測(cè)和遙信以及遙控功能。遙測(cè)功能主要是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)機(jī)的風(fēng)量、風(fēng)壓和瓦斯?jié)舛纫约半姍C(jī)的速度、溫度、電壓、電流和功率等數(shù)值進(jìn)程遠(yuǎn)程測(cè)量，并傳遞給系統(tǒng)主機(jī)，遙信功能則是遠(yuǎn)程采集風(fēng)機(jī)、風(fēng)門和電機(jī)現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)關(guān)的狀態(tài)量，并傳遞給系統(tǒng)主機(jī)；遙控功能則是負(fù)責(zé)實(shí)施遠(yuǎn)方系統(tǒng)主機(jī)的操控命令；五是數(shù)據(jù)顯示功能，即能對(duì)監(jiān)測(cè)到的遠(yuǎn)方和本地的信號(hào)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示；六是故障記憶功能，即故障自動(dòng)發(fā)生之后自動(dòng)記錄故障發(fā)生的相關(guān)數(shù)據(jù)信息；七是自動(dòng)報(bào)警功能，即只要系統(tǒng)監(jiān)測(cè)值超過(guò)預(yù)設(shè)的極限值，不管是在遠(yuǎn)方還是本地系統(tǒng)都能自動(dòng)報(bào)警；八是冗余功能，即在系統(tǒng)局部出現(xiàn)故障之后，盡可能的維護(hù)整個(gè)系統(tǒng)安全有效的工作；九是拓展功能，即能在需要增加監(jiān)控分站時(shí)，確保能隨時(shí)與系統(tǒng)相連接。

1.3 煤礦通風(fēng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的運(yùn)轉(zhuǎn)

應(yīng)用這一系統(tǒng)之后的煤礦自動(dòng)化通風(fēng)系統(tǒng)主要由地面集控中心和工業(yè)以太環(huán)形網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控及信息集成分站三部分構(gòu)成。主站借助以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)分站數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)交換，自動(dòng)化系統(tǒng)分站則負(fù)責(zé)接收和執(zhí)行系統(tǒng)主站的指令。

2通風(fēng)變頻自動(dòng)化系統(tǒng)在煤礦通風(fēng)中的應(yīng)用分析

2.1 實(shí)現(xiàn)煤礦通風(fēng)系統(tǒng)變頻自動(dòng)化的基本前提和原理

實(shí)現(xiàn)煤礦通風(fēng)系統(tǒng)變頻自動(dòng)化，必須基于改造原有設(shè)備的前提之下。其原理是：將原控制柜與變頻控制柜相并聯(lián)，借助變頻器操控風(fēng)機(jī)，以實(shí)現(xiàn)變頻與工頻雙回路操作系統(tǒng)的控制，并采取“一拖二”、“一用一備”的操作系統(tǒng)方式用于操控主通風(fēng)機(jī)，最終實(shí)現(xiàn)變頻與工頻之間的自動(dòng)切換。該系統(tǒng)主要是運(yùn)用2臺(tái)自動(dòng)化的變頻器，并分別由一臺(tái)自動(dòng)化的變頻器操控，再將原有的風(fēng)門控制閥箱撤銷，可編程系統(tǒng)控制器由變頻自動(dòng)化系統(tǒng)控制柜直接操控，達(dá)到煤礦通風(fēng)的需要。

2.2 煤礦通風(fēng)系統(tǒng)變頻自動(dòng)化的改造技術(shù)

煤礦通風(fēng)系統(tǒng)變頻自動(dòng)化的改造，首先應(yīng)將監(jiān)視并控制分布式集控系統(tǒng)和遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)的接口聯(lián)網(wǎng)，達(dá)到遠(yuǎn)程監(jiān)視與控制的目的，并能在微機(jī)監(jiān)控上實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)和監(jiān)控主通風(fēng)機(jī)的任意一臺(tái)電機(jī)及運(yùn)行實(shí)況；其次，在改造過(guò)程中，應(yīng)在自動(dòng)化的變頻柜上設(shè)置能自動(dòng)和手動(dòng)的兩種風(fēng)量調(diào)控方式，并能在電機(jī)風(fēng)量自動(dòng)調(diào)節(jié)的情況下，能根據(jù)指定風(fēng)量，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的調(diào)控變頻器，并輸出變頻器運(yùn)行的頻率，實(shí)現(xiàn)頻率與風(fēng)量的自動(dòng)化閉環(huán)操控；最后，經(jīng)改造的煤礦通風(fēng)系統(tǒng)，既要具備過(guò)流、過(guò)壓、電源缺、過(guò)載和欠壓的聲光報(bào)警功能，又要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)性的保護(hù)功能以及頻率的顯示、運(yùn)行狀態(tài)的指示和電源顯示的功能，更能在故障發(fā)生第一時(shí)間自動(dòng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)以及各種參數(shù)在各控制系統(tǒng)內(nèi)得到即時(shí)顯示的功能。

2.3 煤礦通風(fēng)系統(tǒng)變頻自動(dòng)化改造效果

煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的變頻自動(dòng)化改造，其效果主要有：一是實(shí)現(xiàn)原工頻和變頻相互閉鎖的控制，借助PIE變頻控制技術(shù)進(jìn)行全程控制，控制通風(fēng)機(jī)的方式主要有自動(dòng)、微機(jī)和就地控制方式，但大都選用自動(dòng)化的方式運(yùn)行，這樣變頻器一旦出現(xiàn)故障就能立即切換至主通風(fēng)機(jī)；二是通風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)柔性啟動(dòng)，能從0～50Hz就系統(tǒng)電網(wǎng)進(jìn)行適時(shí)、合理的調(diào)整，在減少機(jī)械之間相互掌機(jī)的同時(shí)降低電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)溫度和噪音，進(jìn)而延長(zhǎng)電動(dòng)機(jī)的使用年限；三是具有較好的節(jié)電效果，節(jié)電率高達(dá)37%，這些節(jié)約的電費(fèi)為企業(yè)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化的同時(shí)也保證了煤礦安全高效的生產(chǎn)。

3結(jié)語(yǔ)

總之，將自動(dòng)化技術(shù)在煤礦通風(fēng)中的應(yīng)用具有十分重要的意義。但也是一份十分系統(tǒng)、復(fù)雜的工作。為確實(shí)提高煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的自動(dòng)化水平，我們?cè)谧⒅靥嵘龑I(yè)技能的同時(shí)還應(yīng)堅(jiān)持節(jié)能環(huán)保、以人為本的基本原則，確保煤礦安全、有效、高效地運(yùn)行。

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