主扇風機模擬操作臺的研制與應用

于海洋

(潞安化工集團 王莊煤礦，山西 長治 046031)

煤礦主扇風機的任務是向井下生產作業頭面連續不斷地輸送新鮮空氣，以沖淡和排出煤巖層中涌出或在煤炭生產過程中產生的有毒、有害、有窒息性、可燃性或爆炸性的氣體、粉塵等，調節井下的氣候條件，創造良好的生產環境，保障井下作業職工的人身安全和健康，實現安全高效生產。

1 技術比武簡介

主扇司機的崗位技能水平和處理突發事故的能力對礦井的安全穩定生產十分重要。王莊煤礦每年都積極認真地組織相關工種的技術比武活動，號召并激勵相關工種的職工不斷提升自身素質和崗位技能水平，同時通過技術比武甄選出能力過強、技術過硬的職工到集團的大平臺上繼續競逐。

1.1 比武方式

目前，大多數煤礦主扇司機技術比武沒有真正的動手實操環節。現以某煤礦技術比武為例，采用了理論知識和實操問答兩種方式，采用百分制，按照理論30%和實操問答70%計分，按照分數高低排名，對成績優異者進行獎勵。

1.2 弊端分析

首先這種比武方式存在很多人為誤判的因素，其次有些職工實際操作能力較強，雖能夠及時、合理處理主扇突發的故障和事故，但文化水平較低、表達能力差、對問題敘述不清，同時還存在漏題、放水等問題，導致比武結果不夠公平、公正，失去了通過技術比武選拔、獎勵和激勵人才的意義。

2 模擬操作臺的研制

為解決目前主扇風機操作工技術比武中存在的問題和弊端，特研制了一種主扇風機模擬操作臺裝置。該裝置由廢舊主扇司機操作臺外殼、PLC控制器、通訊模塊、電腦、顯示器、接觸器、按鈕、指示燈、小風扇等部件構成。

2.1 工作原理

主扇風機模擬操作臺根據實際操作流程1∶1還原了風機的全部功能，通過按鈕和旋鈕以及PLC閉鎖控制等功能，對操作人員的操作順序、故障復位、設備狀態反饋等工作流程的掌握情況進行考核。比如啟動風機前必須將潤滑泵站、冷卻風機、閘瓦、工作風門啟動到位風機才能啟動，任一環節出錯，PLC控制系統就會拒絕啟動風機，能夠真實還原作業現場，確保實戰能力。

2.2 模擬操作臺控制系統框圖

模擬操作臺控制系統如圖1所示。

圖1 模擬操作臺控制系統

2.3 模擬操作臺電路圖

模擬操作臺電路如圖2所示。

圖2 模擬操作臺電路

3 模擬操作臺功能

在模擬操作臺上，可以演示實際風機運行中的各種操作，比如：

1) 模擬啟動1號回路或2號回路風機；

2) 模擬操作1號回路風機切換到2號回路風機或者2號回路風機切換到1號回路風機；

3) 模擬進行反風操作；

4) 模擬進行不停機倒回路操作；

5) 模擬風機故障切換回路或變頻器操作；

6) 一鍵啟停1號或2號回路風機；

7) 一鍵反風操作。

同時，電腦顯示器和操作臺上可以顯示以下內容：①1號、2號風機電壓、電流；②1號、2號風機啟停狀態；③1號、2號風機附屬設施運行狀態如：冷卻電機和潤滑系統運行狀態；④1號、2號風機風門開啟狀態，風門開、閉顯示采用模擬量漸變，有12 s的漸變效果，使操作過程更接近實際，顯示效果達到最佳；⑤1號、2號風機上閘、松閘狀態；⑥1號、2號風機自動、手動模式；⑦1號、2號風機運行頻率顯示；⑧1號、2號風機回路各開關運行狀態；⑨1號、2號風機變頻器正常與否等。模擬操作臺實物如圖3所示。

圖3 模擬操作臺實物

4 綜合分析

目前的技術比武通過回答的完整度和流利度來判斷選手對主扇風機相關知識的儲備情況，形式比較單一，不夠準確，存在一部分人實際動手能力很強，但表述不清的情況。畢竟問答不同于實際操作，不能反映選手的實際操作水平。

主扇風機模擬操作臺裝置研制成功后，使用模擬操作臺進行實際操作，模擬風機不同狀況下的操作流程，能夠更直觀、更準確地判斷選手的技能水平和心理素質。

另外，模擬操作臺還有兩個創新點：

1) 選手比武前，評審人員可以提前制造出變頻器故障、聯絡柜斷開、切換柜斷開等故障，選手必須先排除故障后才能進行后續的風機操作，否則風機無法啟動。

2) 風門開到位和關到位采用了漸變的量化模擬顯示，有12 s的漸變過程，如果提前按下啟動按鈕，風機無法啟動，使得比武演練更貼近實際，也達到了技術比武的目的。

5 結 語

模擬操作臺實現了現場操作與電腦監控顯示同步化、一體化，高度還原了主扇司機現實工作中的操作情景，使實操比武能真正篩選出技術水平一流、應對突發事故能力最強的職工。同時，新工人上崗、師帶徒、培訓講解等環節實現了理論聯系實際，通過親自動手操作，使培訓效果事半功倍，該模擬操作臺具有廣泛的推廣使用價值。