煤礦電機(jī)應(yīng)急調(diào)速系統(tǒng)綜述

摘 要：煤炭資源的開采一直是國民經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中的重點(diǎn)。電機(jī)則是煤炭開采作業(yè)中最重要的動(dòng)力設(shè)備，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，變頻調(diào)速技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用在了煤礦的日常開采作業(yè)中。由于煤礦電機(jī)變頻器的維修周期比較長，一旦發(fā)生機(jī)械故障會(huì)對煤炭的日常開采造成重要的影響，給煤礦企業(yè)帶來比較嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。因此就需要使用應(yīng)急調(diào)速系統(tǒng)來進(jìn)行變頻器故障時(shí)的替代工作以保障煤礦的日常生產(chǎn)

關(guān)鍵詞：煤炭開采作業(yè)；應(yīng)急調(diào)速系統(tǒng)；變頻器；故障；替代工作

中圖分類號：TD614 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 10-0000-01

由于我國煤礦企業(yè)普遍使用了變頻器來促進(jìn)日常的開采工作有序進(jìn)行，但是變頻器在出現(xiàn)故障后就會(huì)造成煤礦電機(jī)的停止運(yùn)轉(zhuǎn)，為企業(yè)帶來嚴(yán)重的不利影響。基于此本文對應(yīng)急調(diào)速系統(tǒng)展開了構(gòu)建工作，通過對變頻器調(diào)速的工作原理進(jìn)行研究并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了應(yīng)急調(diào)速系統(tǒng)。希望通過本文的研究能夠?yàn)槲覈姸嗟拿旱V生產(chǎn)企業(yè)提供生產(chǎn)上的幫助，滿足我國經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中對煤炭資源的需求，推動(dòng)我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展和和諧社會(huì)的構(gòu)建進(jìn)程。

一、煤礦電機(jī)應(yīng)急調(diào)速系統(tǒng)功能分析

（一）滿足煤炭開采的作業(yè)環(huán)境需求。由于煤炭的開采大多是通過礦井進(jìn)行的，礦井中不同的溫度、濕度、強(qiáng)電磁輻射環(huán)境就需要煤礦電機(jī)的應(yīng)急調(diào)速系統(tǒng)能夠滿足以上一系列惡劣復(fù)雜作業(yè)環(huán)境的要求，正常的運(yùn)行控制電機(jī)工作以保證煤炭資源開采的有序進(jìn)行。

（二）滿足礦井中多數(shù)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)要求。煤炭資源在開采過程中投入的電機(jī)較多，不同型號、規(guī)格、生產(chǎn)廠家等因素造成了電機(jī)的使用規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)具有較大程度上的差異，這樣就造成了實(shí)際中操作控制的難度大幅提升。應(yīng)急調(diào)速系統(tǒng)應(yīng)用于電機(jī)的控制工作中時(shí)就需要能夠較好的滿足各種類型的電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)要求，在盡可能高的程度上與電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)要求吻合，以促進(jìn)系統(tǒng)功能的均衡全面，提升煤炭資源的開采效率，更好的為企業(yè)服務(wù)。

（三）系統(tǒng)應(yīng)具有兩層控管結(jié)構(gòu)。應(yīng)急調(diào)速系統(tǒng)的控制應(yīng)該具有雙層結(jié)構(gòu)，即現(xiàn)場控制與中央主控。現(xiàn)場控室應(yīng)用于實(shí)際的煤炭資源開采作業(yè)環(huán)境中，可以及時(shí)的進(jìn)行生產(chǎn)過程和電機(jī)功率的調(diào)整工作；中央主控應(yīng)該位于企業(yè)的核心辦公空間，相關(guān)的工作人員通過顯示屏能夠?qū)崟r(shí)的對生產(chǎn)過程和進(jìn)度以及電機(jī)的運(yùn)行狀況進(jìn)行掌握，以保證安全生產(chǎn)和提高開采效率目的的達(dá)到。

（四）應(yīng)急使用功能。應(yīng)急調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目的就是為了在煤礦電機(jī)變頻器發(fā)生故障時(shí)能夠迅速有效的接替變頻器進(jìn)行控制電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的工作，以保證電機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和煤炭開采作業(yè)的工作安全，保證企業(yè)的經(jīng)濟(jì)收益和生產(chǎn)安全。

（五）快速切換的功能。當(dāng)變頻器正在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)了系統(tǒng)報(bào)警就需要使用應(yīng)急調(diào)速系統(tǒng)及時(shí)的進(jìn)行切換以代替變頻器工作，同時(shí)對停止工作的變頻器進(jìn)行檢修查找問題，排除生產(chǎn)過程中的安全隱患，保證煤礦企業(yè)的健康運(yùn)轉(zhuǎn)。切換功能需要設(shè)計(jì)出兩套操作方法，即人工切換與系統(tǒng)自動(dòng)切換，從多角度進(jìn)行工作保障系統(tǒng)的高效運(yùn)轉(zhuǎn)。

（六）系統(tǒng)預(yù)警及報(bào)警功能。當(dāng)煤礦電機(jī)正常工作中出現(xiàn)了故障后需要應(yīng)急調(diào)速系統(tǒng)能夠迅速有效的做出反應(yīng)，及時(shí)的切斷電機(jī)的電源并向工作人員發(fā)出預(yù)警，提醒工作人員進(jìn)行檢修工作，此功能可以盡可能的降低生產(chǎn)中電機(jī)的安全風(fēng)險(xiǎn)因素，保證開采作業(yè)的不間斷進(jìn)行[1]。

曹建全（2012）對整個(gè)應(yīng)急調(diào)速控制系統(tǒng)的功能進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，為本文的實(shí)際研究提供了理論上的支持，其所提出的具體應(yīng)用功能是目前煤礦企業(yè)系統(tǒng)所必備的，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

二、煤礦電機(jī)應(yīng)急調(diào)速系統(tǒng)控制方案的選取

從上圖可以看出整個(gè)控制系統(tǒng)是由PLC主控裝置、變頻器、切換裝置等構(gòu)成，其主要的控制方案為通過PLC系統(tǒng)對兩臺變頻器運(yùn)轉(zhuǎn)的信號收集，經(jīng)過系統(tǒng)的計(jì)算的出具體的數(shù)值，綜合兩臺變頻器的數(shù)值選取中間值進(jìn)行設(shè)定。當(dāng)某臺變頻器出現(xiàn)了故障但并未停止運(yùn)轉(zhuǎn)，則中央主控PLC及時(shí)的對故障變頻器輸出的功率等數(shù)值進(jìn)行比對分析，通過系統(tǒng)的操控將備用變頻器運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)兩臺變頻器運(yùn)轉(zhuǎn)功率信號同頻時(shí)，停止故障變頻器的運(yùn)轉(zhuǎn)以實(shí)現(xiàn)順利切換交替工作；如果故障變頻器出現(xiàn)了停止運(yùn)轉(zhuǎn)，則PLC迅速切換備用變頻器啟動(dòng)運(yùn)行，運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)按照系統(tǒng)已經(jīng)收集的正常運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)值來進(jìn)行變頻器運(yùn)轉(zhuǎn)的調(diào)節(jié)以符合正常運(yùn)轉(zhuǎn)的需求。

（一）PLC。整個(gè)應(yīng)急調(diào)速系統(tǒng)的核心就是PLC，通過對變頻器以及電機(jī)等報(bào)警信號和正常運(yùn)轉(zhuǎn)功率的信號進(jìn)行收集記錄工作，并通過自身的運(yùn)算系統(tǒng)進(jìn)行信號轉(zhuǎn)換，得出的具體數(shù)值為實(shí)際工作中的數(shù)據(jù)參考繼而做出對變頻器、電機(jī)的控制動(dòng)作，以實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的完整運(yùn)行。

（二）變頻裝置。變頻器的主要功能是通過PLC收集的信號進(jìn)行變頻器以及電機(jī)功率和頻率的調(diào)整以適應(yīng)突發(fā)狀況和正常的生產(chǎn)需求。PLC將各系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)信號輸入變頻裝置，當(dāng)某臺電機(jī)或變頻器出現(xiàn)異常時(shí)，進(jìn)行備用設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)以保證設(shè)備能夠及時(shí)有效的進(jìn)行交替工作，保證整個(gè)系統(tǒng)的有序運(yùn)行。

（三）切換裝置。切換裝置的主要功能就是當(dāng)某些設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)異常時(shí)，通過PLC向變頻裝置輸出替換信號，經(jīng)過切換設(shè)備的調(diào)整將故障機(jī)器從正常運(yùn)轉(zhuǎn)中脫出，保證整體運(yùn)轉(zhuǎn)。

（四）報(bào)警裝置。報(bào)警裝置是整個(gè)系統(tǒng)中各部分的主要監(jiān)控設(shè)備，當(dāng)運(yùn)轉(zhuǎn)信號出現(xiàn)異常時(shí)及時(shí)向中央控制設(shè)備提供預(yù)警以及報(bào)警信息，提醒工作人員或系統(tǒng)進(jìn)行切換工作，保證系統(tǒng)快速轉(zhuǎn)換工作繼續(xù)運(yùn)行。

（五）人機(jī)交互界面。系統(tǒng)人員通過系統(tǒng)的顯示界面進(jìn)行收據(jù)的抽查和監(jiān)控，確保各項(xiàng)數(shù)值處在合理的范圍中，系統(tǒng)的運(yùn)行處在實(shí)時(shí)監(jiān)管工作中，同時(shí)可以隨時(shí)對設(shè)定的數(shù)值進(jìn)行合理的修改，提高系統(tǒng)的使用效率。

三、結(jié)束語

應(yīng)急調(diào)速控制系統(tǒng)的構(gòu)建能夠保障煤炭的正常開采，為企業(yè)降低生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)，其應(yīng)用的范圍必將越來越廣泛，發(fā)揮的作用也會(huì)與日俱增。

參考文獻(xiàn)：

[1]曹建全.煤礦電機(jī)應(yīng)急調(diào)速系統(tǒng)研究[D].安徽理工大學(xué)，2012.