余 洋 陳照業(yè) 應(yīng)中寶 張志強(qiáng) 曹 飛 時(shí)高峰

（河南省新鄭煤電有限責(zé)任公司，河南 鄭州 451184）

1 現(xiàn)狀

PLC在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用逐步擴(kuò)大，煤礦主通風(fēng)機(jī)電控部分也采用了這種控制。PLC技術(shù)的引入提高了操作的準(zhǔn)確性，消除了人工操作過(guò)程中的安全隱患，降低了職工的勞動(dòng)強(qiáng)度。我礦主通風(fēng)機(jī)共兩臺(tái)，一用一備，采用FBCDZ-10-No-32型對(duì)旋軸流風(fēng)機(jī)，風(fēng)門(mén)采用電動(dòng)蝶閥自動(dòng)開(kāi)啟、關(guān)閉。每臺(tái)風(fēng)機(jī)配兩臺(tái)電機(jī)，電機(jī)額定電壓10kV、額定電流30.7A、額定功率355kW。為保證本控制系統(tǒng)的先進(jìn)性和通風(fēng)機(jī)運(yùn)行的可靠性，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)。選用西門(mén)子S7-200PLC作為控制核心，使風(fēng)機(jī)運(yùn)行電流、電壓、三相定子溫度、電機(jī)X、Y振動(dòng)、排風(fēng)靜壓、風(fēng)機(jī)流量、風(fēng)機(jī)全壓等得到實(shí)時(shí)監(jiān)控。監(jiān)控系統(tǒng)針對(duì)不同的故障有不同形式的報(bào)警，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，不影響通風(fēng)機(jī)安全運(yùn)行。為節(jié)約成本在現(xiàn)場(chǎng)集控的基礎(chǔ)上又將主通風(fēng)機(jī)PLC接入工業(yè)環(huán)網(wǎng)，使之能在自動(dòng)化集控中心進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。

人工倒換風(fēng)機(jī)要操作高壓開(kāi)關(guān)柜，為了防止觸電要戴絕緣手套，穿絕緣靴，站在絕緣臺(tái)上方能操作。而且操作人員要非常熟練操作步驟，如果操作中出現(xiàn)錯(cuò)誤會(huì)造成一定的影響。特別是主通風(fēng)機(jī)是為礦井提供新鮮空氣的重要設(shè)備，一點(diǎn)失誤都不容出現(xiàn)。通常要一人操作一人監(jiān)護(hù)，操作一步再確認(rèn)一下，再操作下一步，費(fèi)時(shí)又費(fèi)力。人工倒換一次風(fēng)機(jī)的時(shí)間大約是6分鐘，反風(fēng)大約是3分鐘。如果操作過(guò)程中出現(xiàn)意外，時(shí)間會(huì)更長(zhǎng)。目前國(guó)內(nèi)主通風(fēng)機(jī)倒換大多都是切倒進(jìn)行的，停風(fēng)最多不能超過(guò)10分鐘，超過(guò)這個(gè)時(shí)間就不安全了。下面就向大家介紹一下這種新型的倒換風(fēng)機(jī)技術(shù)。

2 技術(shù)研究方案的確定

原主通風(fēng)機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為SIEMENS S7-200系列PLC，上位監(jiān)控為WINCC軟件。系統(tǒng)連接采用西門(mén)子S7-200 PLC專用的OPC服務(wù)器——PC ACCESS，自動(dòng)化集控中心通過(guò)PC ACCESS協(xié)議讀取風(fēng)井運(yùn)行參數(shù)，上位機(jī)采用Proficy IFIX軟件。在此基礎(chǔ)上修改主通風(fēng)機(jī)的PLC程序并進(jìn)行調(diào)試，增加控制主通風(fēng)機(jī)的程序，為有效控制成本，不再更改現(xiàn)場(chǎng)上位機(jī)監(jiān)控，直接通過(guò)PLC傳輸至井下工業(yè)環(huán)網(wǎng)，再由工業(yè)環(huán)網(wǎng)上傳至集控中心。數(shù)據(jù)傳輸至集控中心后，通過(guò)KEPServerEx軟件將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換至IFIX數(shù)據(jù)庫(kù)，再優(yōu)化上位機(jī)監(jiān)控畫(huà)面，實(shí)現(xiàn)對(duì)主通風(fēng)機(jī)一鍵切倒及反風(fēng)的控制。此方案成本最小化，若一旦集控中心數(shù)據(jù)中斷無(wú)法進(jìn)行一鍵切倒及反風(fēng)時(shí)，不影響立即采用就地人工操作，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、操作和遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立，有效確保通風(fēng)系統(tǒng)安全可靠地運(yùn)行。

3 倒換流程

在滿足倒換風(fēng)機(jī)的情況下，集控中心值班員開(kāi)始操作：進(jìn)入主通風(fēng)機(jī)運(yùn)行組態(tài)主界面，點(diǎn)擊登錄。彈出對(duì)話框輸入用戶名和密碼，登錄后進(jìn)入主通風(fēng)機(jī)控制畫(huà)面。點(diǎn)擊“自動(dòng)切倒風(fēng)機(jī)”按鈕，風(fēng)機(jī)開(kāi)始自動(dòng)倒換。自動(dòng)倒換風(fēng)機(jī)流程：關(guān)閉在用風(fēng)機(jī)2級(jí)電機(jī)→關(guān)閉在用風(fēng)機(jī)1級(jí)電機(jī)→關(guān)閉在用風(fēng)機(jī)蝶閥，同時(shí)開(kāi)啟備用風(fēng)機(jī)蝶閥→在用風(fēng)機(jī)蝶閥關(guān)閉41秒后再用風(fēng)機(jī)換相柜正轉(zhuǎn)停止、備用風(fēng)機(jī)換相柜正轉(zhuǎn)啟動(dòng)→開(kāi)啟備用風(fēng)機(jī)1級(jí)電機(jī)→開(kāi)啟備用風(fēng)機(jī)2級(jí)電機(jī)。一鍵倒換風(fēng)機(jī)完畢后觀察在用風(fēng)機(jī)排風(fēng)靜壓，1、2級(jí)電機(jī)電流正常后，退出操作登錄。

4 反風(fēng)操作

為確保一年一度的反風(fēng)演習(xí)能安全高效地進(jìn)行，新鄭煤電公司也對(duì)風(fēng)機(jī)控制PLC做了一套反風(fēng)操作程序。操作如下：現(xiàn)場(chǎng)人員將正在運(yùn)行的風(fēng)機(jī)一級(jí)電機(jī)、二級(jí)電機(jī)、蝶閥、換相柜關(guān)閉，確認(rèn)1#、2#風(fēng)機(jī)蝶閥、換相柜、電機(jī)風(fēng)葉處于停止?fàn)顟B(tài)。開(kāi)始操作：進(jìn)入主通風(fēng)機(jī)運(yùn)行組態(tài)主界面，點(diǎn)擊登錄。彈出對(duì)話框輸入用戶名和密碼，登錄后進(jìn)入主通風(fēng)機(jī)控制畫(huà)面。點(diǎn)擊“反風(fēng)操作”按鈕，彈出對(duì)話框，操作員選擇1#或2#反風(fēng)啟動(dòng)按鈕，風(fēng)機(jī)開(kāi)始自動(dòng)反風(fēng)。一鍵反風(fēng)流程：開(kāi)啟反風(fēng)風(fēng)機(jī)蝶閥→開(kāi)啟風(fēng)機(jī)換相柜反轉(zhuǎn)啟動(dòng)→開(kāi)啟風(fēng)機(jī)2級(jí)電機(jī)→開(kāi)啟風(fēng)機(jī)1級(jí)電機(jī)。觀察風(fēng)機(jī)排風(fēng)靜壓、風(fēng)機(jī)流量，1、2級(jí)電機(jī)電流正常后，退出操作登錄。

5 結(jié)論

自新鄭煤電公司主通風(fēng)機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)一鍵切倒后，風(fēng)機(jī)倒換時(shí)間由以前的5分鐘減少到80秒，時(shí)間縮短4.6分鐘。反風(fēng)時(shí)間由以前的3分鐘減少到61秒，時(shí)間縮短將近2分鐘。減少了井下停風(fēng)時(shí)間。同時(shí)主通風(fēng)機(jī)優(yōu)化操作工序，實(shí)現(xiàn)一鍵切倒及反風(fēng)，提高了礦井通風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)行安全性、可靠性和礦井抗災(zāi)能力，提高了煤礦主通風(fēng)機(jī)的自動(dòng)化管理水平。消除了人員操作存在的隱患，降低了職工勞動(dòng)強(qiáng)度，符合“少人多安，無(wú)人則安”的原則，為以后減人提效、無(wú)人值守奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。