龐海云

（趙莊煤業(yè)機(jī)電信息管理部，山西 長(zhǎng)治 046600）

1 趙莊煤業(yè)工程概況

趙莊煤業(yè)年生產(chǎn)能力為800萬(wàn)t/年，屬于高瓦斯礦井，因此需要選用分區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)，該礦選用機(jī)械抽出式進(jìn)行排風(fēng)。在南蘇風(fēng)井通風(fēng)機(jī)房位置設(shè)置有2臺(tái)GAF42－21.1－2對(duì)旋軸流風(fēng)機(jī)，相應(yīng)的配套電機(jī)選用的型號(hào)的為YKK1000 10。同時(shí)在南蘇通風(fēng)機(jī)房配置在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能夠?qū)θ缦赂艣r進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)諸如：運(yùn)行風(fēng)機(jī)數(shù)據(jù)、、電機(jī)數(shù)據(jù)、風(fēng)門(mén)開(kāi)閉到位等，從而可以實(shí)現(xiàn)設(shè)置過(guò)壓操作、繞組超溫、軸承超溫報(bào)警操作功能[1]。與此同時(shí)該系統(tǒng)可以對(duì)如下數(shù)據(jù)進(jìn)行操作如數(shù)據(jù)查詢(xún)、查看實(shí)施數(shù)據(jù)變化情況、報(bào)警信息查詢(xún)等，圖1表示相應(yīng)的風(fēng)井主要通風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)。

圖1 主要通風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)

2 主通風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)概況

該礦用通風(fēng)機(jī)房設(shè)置有高壓固態(tài)軟啟動(dòng)，其中啟動(dòng)方式有：本控、遠(yuǎn)控、DCS三種啟、停控制方式，該控制形式可以借助控制面板進(jìn)行啟動(dòng)模式的轉(zhuǎn)換，當(dāng)該系統(tǒng)處于高壓固態(tài)軟啟動(dòng)狀態(tài)時(shí)進(jìn)行切換。在CM V-720-10裝置啟動(dòng)控制的過(guò)程中設(shè)置由“軟啟/直啟”，進(jìn)而可以借助RS-485單元與上位機(jī)進(jìn)行信息的交互。

在進(jìn)行切換風(fēng)機(jī)的過(guò)程中，高壓固態(tài)軟件選用軟啟動(dòng)形式。可以將軟啟動(dòng)直接轉(zhuǎn)換成為直啟動(dòng)。在主通風(fēng)機(jī)內(nèi)部設(shè)置有直接啟動(dòng)電機(jī)的真空接觸器，接著真空接觸器觸發(fā)直接啟動(dòng)電機(jī)，從而保證風(fēng)機(jī)的運(yùn)行。可是由于使用“軟啟/直啟”時(shí)，可以借助旋轉(zhuǎn)鑰匙進(jìn)行開(kāi)關(guān)的轉(zhuǎn)換，操作過(guò)程相對(duì)繁瑣。因此為了實(shí)現(xiàn)無(wú)人看守作業(yè)，需要對(duì)風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行智能化技術(shù)改造。

3 改造思路

借助智能化集控臺(tái)進(jìn)而能夠?qū)崿F(xiàn)智能化監(jiān)控，同時(shí)在進(jìn)行網(wǎng)路通信接口方面，通信端口必須高于備用設(shè)備的20%以上，這樣能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)通風(fēng)系統(tǒng)負(fù)壓、出口風(fēng)速、風(fēng)量、通風(fēng)機(jī)性能參數(shù)、風(fēng)門(mén)性能參數(shù)、電機(jī)軟啟動(dòng)狀態(tài)等等。另外，通過(guò)構(gòu)建專(zhuān)家數(shù)據(jù)庫(kù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)傳感器單元以及風(fēng)機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)的組合。一般數(shù)據(jù)需要通過(guò)傳輸系統(tǒng)傳輸給主通風(fēng)機(jī)監(jiān)控單元，接著可以將數(shù)據(jù)傳輸給無(wú)人看守值班集控中心，從而能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程控制，以及在線(xiàn)監(jiān)控風(fēng)機(jī)鼓掌報(bào)警，最終能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)人值班看守。

該風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)核心包括如下幾個(gè)控制單元[2]：雙PLC控制柜、雙CPU單元、雙工控機(jī)、兩套系統(tǒng)一用一備。與此同時(shí)設(shè)置雙機(jī)熱備軟冗余模式。

3.1 電動(dòng)機(jī)軸承潤(rùn)滑

經(jīng)過(guò)調(diào)研發(fā)現(xiàn)要想能夠有效地保證電機(jī)軸承潤(rùn)滑系統(tǒng)的有效性，必須選用礦用防爆自動(dòng)潤(rùn)滑、注油系統(tǒng)，在軸承溫度監(jiān)測(cè)方面具有超溫保護(hù)、報(bào)警靈敏性高、系統(tǒng)可靠功能。

3.2 智能化集控臺(tái)監(jiān)控

該智能化控制系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)主通風(fēng)機(jī)與風(fēng)門(mén)控制方面都采用自動(dòng)控制，這樣不僅能夠?qū)崿F(xiàn)主通風(fēng)機(jī)正常工作時(shí)的“一鍵倒機(jī)”功能，而且能夠?qū)νL(fēng)系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)的參數(shù)進(jìn)行在線(xiàn)監(jiān)控。最后根據(jù)檢測(cè)到的數(shù)據(jù)構(gòu)建專(zhuān)家數(shù)據(jù)庫(kù)，一般數(shù)據(jù)需要通過(guò)傳輸系統(tǒng)傳輸給主通風(fēng)機(jī)監(jiān)控單元，接著可以將數(shù)據(jù)傳輸給無(wú)人看守值班集控中心，從而能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程控制，以及在線(xiàn)監(jiān)控風(fēng)機(jī)鼓掌報(bào)警，最終實(shí)現(xiàn)無(wú)人值班看守。

以風(fēng)機(jī)切換進(jìn)行說(shuō)明主通風(fēng)機(jī)房值班室設(shè)置的智能化集控臺(tái)操作流程[3]：第一步，開(kāi)啟備用風(fēng)機(jī)平風(fēng)門(mén)，這樣保證其處于開(kāi)機(jī)狀態(tài)。第二步，選擇軟啟動(dòng)方式，同時(shí)依據(jù)設(shè)定的操作流程，將關(guān)閉運(yùn)行的風(fēng)機(jī)1、2電機(jī)軟啟動(dòng)；第三步，開(kāi)啟備用風(fēng)機(jī)立風(fēng)門(mén)，這時(shí)借助設(shè)置的反饋調(diào)節(jié)檢測(cè)風(fēng)門(mén)執(zhí)行情況，經(jīng)過(guò)1 min確定風(fēng)機(jī)門(mén)是否到位；第四步，將原運(yùn)行的風(fēng)機(jī)平風(fēng)門(mén)關(guān)閉，與此同時(shí)將運(yùn)行的立風(fēng)門(mén)關(guān)閉，這時(shí)借助反饋信號(hào)確定平風(fēng)門(mén)、立風(fēng)門(mén)是否關(guān)閉，經(jīng)過(guò)2 min后確認(rèn)平風(fēng)門(mén)、立風(fēng)門(mén)是否達(dá)到關(guān)閉位置；第五步，調(diào)用備用風(fēng)機(jī)一級(jí)、二級(jí)電機(jī)軟啟動(dòng)，保證備用風(fēng)機(jī)運(yùn)行?？梢越柚悄芗仄脚_(tái)顯示倒機(jī)狀態(tài)，當(dāng)系統(tǒng)能夠滿(mǎn)足自動(dòng)倒機(jī)時(shí)，僅僅把“操作狀態(tài)選擇”設(shè)置在自動(dòng)方式，當(dāng)單擊“一鍵倒機(jī)”按鈕即可進(jìn)入自動(dòng)倒機(jī)狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)倒機(jī)操作。

3.3 風(fēng)門(mén)智能控制

在風(fēng)門(mén)位置必須設(shè)置兩套限位開(kāi)關(guān)，同時(shí)將其接入電控系統(tǒng)。同時(shí)可以由電控裝置實(shí)現(xiàn)自保。為了能夠有效地防止出現(xiàn)意外，可以將中間繼電器隔離，這樣可以防止出現(xiàn)電纜發(fā)生意外斷線(xiàn)，而出現(xiàn)風(fēng)機(jī)停車(chē)的現(xiàn)象。經(jīng)過(guò)調(diào)研發(fā)現(xiàn)該控制系統(tǒng)能夠?qū)︼L(fēng)門(mén)進(jìn)行控制，不僅能夠有效地控制風(fēng)門(mén)開(kāi)與關(guān)閉，而且能夠?qū)Ω鱾€(gè)電機(jī)與風(fēng)門(mén)進(jìn)行控制。

3.4 電機(jī)啟動(dòng)

假如高壓軟啟動(dòng)裝置發(fā)生故障時(shí)，那么可以選用直啟動(dòng)形式進(jìn)行改進(jìn)。在主風(fēng)機(jī)智能控制裝置內(nèi)部設(shè)置有真空接觸控制器，可以實(shí)現(xiàn)內(nèi)部軟與直啟動(dòng)控制。其可以將直接啟動(dòng)旁路接觸器引至一個(gè)固定的控制柜中，接著可以將固定控制柜中控制軟啟、直啟的控制線(xiàn)引至新型智能化集控臺(tái)中。在該智能化集控界面上面設(shè)置主、備風(fēng)機(jī)上設(shè)置軟、直啟按鈕。假如軟啟動(dòng)處于故障狀態(tài)，那么內(nèi)部設(shè)置的程序可以將其置于自動(dòng)直啟動(dòng)模式，從而可以快速啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，這樣能在通風(fēng)機(jī)房中實(shí)現(xiàn)無(wú)人看守。

3.5 供電快速切換

當(dāng)主通風(fēng)機(jī)雙回路出現(xiàn)單回路停電時(shí)，那么設(shè)置的電源快切單元?jiǎng)幼鳎淠軌蚩焖偾袚Q到另一路，相應(yīng)的風(fēng)機(jī)電機(jī)由于出現(xiàn)欠壓波動(dòng)導(dǎo)致高壓軟啟動(dòng)出現(xiàn)問(wèn)題，從而嚴(yán)重影響風(fēng)機(jī)工作。鑒于此需要從如下兩個(gè)方面開(kāi)展工作[4]：其一，可以將高壓軟啟動(dòng)控制單元進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)，使得軟啟動(dòng)動(dòng)作實(shí)現(xiàn)超前動(dòng)作；其二，從電源快切裝置進(jìn)行優(yōu)化處理，專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員可以通過(guò)調(diào)整動(dòng)作時(shí)間，不僅可以在任何情況下都可以達(dá)到失電，而且保證了風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行，優(yōu)化主通風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化以及智能化遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)無(wú)人看守。

4 改造效果

1）經(jīng)過(guò)實(shí)踐應(yīng)用發(fā)現(xiàn)該智能控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)主通風(fēng)機(jī)與集控中心無(wú)人看守，能夠較好地監(jiān)控風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。與此同時(shí)該系統(tǒng)具有一鍵啟動(dòng)、一鍵復(fù)位、一鍵倒機(jī)等功能。

2）由于在主通風(fēng)機(jī)房與無(wú)人值守集控中心安裝了一鍵啟動(dòng)，通常值班室可以借助該系統(tǒng)對(duì)風(fēng)門(mén)開(kāi)關(guān)程序進(jìn)行操作。一般將開(kāi)關(guān)設(shè)置為軟啟形式，從而便于工作人員操作主、備用風(fēng)機(jī)切換，與此同時(shí)在無(wú)人值守集控中心也可以實(shí)現(xiàn)上述功能。

3）該無(wú)人值守集控中心以及相應(yīng)的智能化集控中心可以實(shí)現(xiàn)如下功能：在線(xiàn)監(jiān)測(cè)、界面顯示、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存、信息查詢(xún)以及打印等。