礦井主通風(fēng)機一鍵切倒及反風(fēng)技術(shù)的研究與應(yīng)用

余 洋 陳照業(yè) 應(yīng)中寶 張志強 曹 飛 時高峰

（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)用逐步擴大，煤礦主通風(fēng)機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，消除了人工操作過程中的安全隱患，降低了職工的勞動強度。我礦主通風(fēng)機共兩臺，一用一備，采用FBCDZ-10-No-32型對旋軸流風(fēng)機，風(fēng)門采用電動蝶閥自動開啟、關(guān)閉。每臺風(fēng)機配兩臺電機，電機額定電壓10kV、額定電流30.7A、額定功率355kW。為保證本控制系統(tǒng)的先進性和通風(fēng)機運行的可靠性，我們機房內(nèi)的所有設(shè)備均采用PLC控制每個子控系統(tǒng)。選用西門子S7-200PLC作為控制核心，使風(fēng)機運行電流、電壓、三相定子溫度、電機X、Y振動、排風(fēng)靜壓、風(fēng)機流量、風(fēng)機全壓等得到實時監(jiān)控。監(jiān)控系統(tǒng)針對不同的故障有不同形式的報警，對一些不影響通風(fēng)機正常運行的故障，監(jiān)控系統(tǒng)只作用于報警，不影響通風(fēng)機安全運行。為節(jié)約成本在現(xiàn)場集控的基礎(chǔ)上又將主通風(fēng)機PLC接入工業(yè)環(huán)網(wǎng)，使之能在自動化集控中心進行遠(yuǎn)程監(jiān)控。

人工倒換風(fēng)機要操作高壓開關(guān)柜，為了防止觸電要戴絕緣手套，穿絕緣靴，站在絕緣臺上方能操作。而且操作人員要非常熟練操作步驟，如果操作中出現(xiàn)錯誤會造成一定的影響。特別是主通風(fēng)機是為礦井提供新鮮空氣的重要設(shè)備，一點失誤都不容出現(xiàn)。通常要一人操作一人監(jiān)護，操作一步再確認(rèn)一下，再操作下一步，費時又費力。人工倒換一次風(fēng)機的時間大約是6分鐘，反風(fēng)大約是3分鐘。如果操作過程中出現(xiàn)意外，時間會更長。目前國內(nèi)主通風(fēng)機倒換大多都是切倒進行的，停風(fēng)最多不能超過10分鐘，超過這個時間就不安全了。下面就向大家介紹一下這種新型的倒換風(fēng)機技術(shù)。

2 技術(shù)研究方案的確定

原主通風(fēng)機監(jiān)測系統(tǒng)為SIEMENS S7-200系列PLC，上位監(jiān)控為WINCC軟件。系統(tǒng)連接采用西門子S7-200 PLC專用的OPC服務(wù)器——PC ACCESS，自動化集控中心通過PC ACCESS協(xié)議讀取風(fēng)井運行參數(shù)，上位機采用Proficy IFIX軟件。在此基礎(chǔ)上修改主通風(fēng)機的PLC程序并進行調(diào)試，增加控制主通風(fēng)機的程序，為有效控制成本，不再更改現(xiàn)場上位機監(jiān)控，直接通過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KEPServerEx軟件將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換至IFIX數(shù)據(jù)庫，再優(yōu)化上位機監(jiān)控畫面，實現(xiàn)對主通風(fēng)機一鍵切倒及反風(fēng)的控制。此方案成本最小化，若一旦集控中心數(shù)據(jù)中斷無法進行一鍵切倒及反風(fēng)時，不影響立即采用就地人工操作，現(xiàn)場監(jiān)測系統(tǒng)、操作和遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)相對獨立，有效確保通風(fēng)系統(tǒng)安全可靠地運行。

3 倒換流程

在滿足倒換風(fēng)機的情況下，集控中心值班員開始操作：進入主通風(fēng)機運行組態(tài)主界面，點擊登錄。彈出對話框輸入用戶名和密碼，登錄后進入主通風(fēng)機控制畫面。點擊“自動切倒風(fēng)機”按鈕，風(fēng)機開始自動倒換。自動倒換風(fēng)機流程：關(guān)閉在用風(fēng)機2級電機→關(guān)閉在用風(fēng)機1級電機→關(guān)閉在用風(fēng)機蝶閥，同時開啟備用風(fēng)機蝶閥→在用風(fēng)機蝶閥關(guān)閉41秒后再用風(fēng)機換相柜正轉(zhuǎn)停止、備用風(fēng)機換相柜正轉(zhuǎn)啟動→開啟備用風(fēng)機1級電機→開啟備用風(fēng)機2級電機。一鍵倒換風(fēng)機完畢后觀察在用風(fēng)機排風(fēng)靜壓，1、2級電機電流正常后，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)能安全高效地進行，新鄭煤電公司也對風(fēng)機控制PLC做了一套反風(fēng)操作程序。操作如下：現(xiàn)場人員將正在運行的風(fēng)機一級電機、二級電機、蝶閥、換相柜關(guān)閉，確認(rèn)1#、2#風(fēng)機蝶閥、換相柜、電機風(fēng)葉處于停止?fàn)顟B(tài)。開始操作：進入主通風(fēng)機運行組態(tài)主界面，點擊登錄。彈出對話框輸入用戶名和密碼，登錄后進入主通風(fēng)機控制畫面。點擊“反風(fēng)操作”按鈕，彈出對話框，操作員選擇1#或2#反風(fēng)啟動按鈕，風(fēng)機開始自動反風(fēng)。一鍵反風(fēng)流程：開啟反風(fēng)風(fēng)機蝶閥→開啟風(fēng)機換相柜反轉(zhuǎn)啟動→開啟風(fēng)機2級電機→開啟風(fēng)機1級電機。觀察風(fēng)機排風(fēng)靜壓、風(fēng)機流量，1、2級電機電流正常后，退出操作登錄。

5 結(jié)論

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