自動(dòng)化控制在煤礦通風(fēng)中應(yīng)用

1、自動(dòng)化控制在煤礦通風(fēng)中應(yīng)用摘要：煤礦通風(fēng)是煤礦工作中的一項(xiàng)重要工作，本文從基 于ip協(xié)議的控制系統(tǒng)、通風(fēng)變頻自動(dòng)化控制系統(tǒng)和煤礦自 動(dòng)化控制的發(fā)展方向分析了自動(dòng)化控制在煤礦通風(fēng)中的應(yīng) 用。關(guān)鍵詞：自動(dòng)化控制；煤礦；通風(fēng)；一、基于ip協(xié)議的控制系統(tǒng)在煤礦通風(fēng)中的應(yīng)用1.1系統(tǒng)主要功能一是現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)操控功能，即可以不經(jīng)過(guò)分站控制器，完 全通過(guò)人工操控系統(tǒng)外部硬件，實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)、暫停和停 止；二是半自動(dòng)操控功能，即人工現(xiàn)場(chǎng)操控遠(yuǎn)程系統(tǒng)的主分 站，有針對(duì)性的選擇風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)、暫停和停止；三是自控功 能，即系統(tǒng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)采集對(duì)風(fēng)機(jī)的狀態(tài)信息實(shí)施分站，以決 定風(fēng)機(jī)的自動(dòng)化控制啟動(dòng)、暫停、停止，達(dá)到礦井生產(chǎn)的需

2、 求；四是“三遙”功能，即遙測(cè)和遙信以及遙控功能。遙測(cè) 功能主要是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)機(jī)的風(fēng)量、風(fēng)壓和瓦斯?jié)舛纫?及電機(jī)的速度、溫度、電壓、電流和功率等數(shù)值進(jìn)程遠(yuǎn)程測(cè) 量，并傳遞給系統(tǒng)主機(jī)，遙信功能則是遠(yuǎn)程采集風(fēng)機(jī)、風(fēng)門 和電機(jī)現(xiàn)場(chǎng)開關(guān)的狀態(tài)量，并傳遞給系統(tǒng)主機(jī)；遙控功能則 是負(fù)責(zé)實(shí)施遠(yuǎn)方系統(tǒng)主機(jī)的操控命令；五是數(shù)據(jù)顯示功能， 即能對(duì)監(jiān)測(cè)到的遠(yuǎn)方和本地的信號(hào)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示；六是故障 記憶功能，即故障自動(dòng)發(fā)生之后自動(dòng)記錄故障發(fā)生的相關(guān)數(shù) 據(jù)信息；七是自動(dòng)報(bào)警功能，即只要系統(tǒng)監(jiān)測(cè)值超過(guò)預(yù)設(shè)的 極限值，不管是在遠(yuǎn)方還是本地系統(tǒng)都能自動(dòng)報(bào)警；八是冗 余功能，即在系統(tǒng)局部出現(xiàn)故障之后，盡可能的維護(hù)整個(gè)系 統(tǒng)安

3、全有效的工作；九是拓展功能，即能在需要增加監(jiān)控分 站時(shí)，確保能隨時(shí)與系統(tǒng)相連接。1. 2煤礦通風(fēng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的運(yùn)轉(zhuǎn)應(yīng)用這一系統(tǒng)之后的煤礦自動(dòng)化控制通風(fēng)系統(tǒng)主要由 地面集控中心和工業(yè)以太環(huán)形網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控及信息集成分站 三部分構(gòu)成。主站借助以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)分站數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)交 換，自動(dòng)化控制系統(tǒng)分站則負(fù)責(zé)接收和執(zhí)行系統(tǒng)主站的指 令。二、通風(fēng)變頻自動(dòng)化控制系統(tǒng)在煤礦通風(fēng)中的應(yīng)用分析2.1實(shí)現(xiàn)煤礦通風(fēng)系統(tǒng)變頻自動(dòng)化控制的基本前提和原 理實(shí)現(xiàn)煤礦通風(fēng)系統(tǒng)變頻自動(dòng)化控制，必須基于改造原有 設(shè)備的前提之下。其原理是：將原控制柜與變頻控制柜相并 聯(lián)，借助變頻器操控風(fēng)機(jī)，以實(shí)現(xiàn)變頻與工頻雙回路操作系 統(tǒng)的控制，并

4、釆取“一拖二”、“一用一備”的操作系統(tǒng)方 式用于操控主通風(fēng)機(jī)，最終實(shí)現(xiàn)變頻與工頻之間的自動(dòng)切 換。該系統(tǒng)主要是運(yùn)用2臺(tái)自動(dòng)化控制的變頻器，并分別由 一臺(tái)自動(dòng)化控制的變頻器操控，再將原有的風(fēng)門控制閥箱撤 銷，可編程系統(tǒng)控制器由變頻自動(dòng)化控制系統(tǒng)控制柜直接操 控，達(dá)到煤礦通風(fēng)的需要。2. 2煤礦通風(fēng)系統(tǒng)變頻自動(dòng)化控制的改造技術(shù)煤礦通風(fēng)系統(tǒng)變頻自動(dòng)化控制的改造，首先應(yīng)將監(jiān)視并 控制分布式集控系統(tǒng)和遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)的接口聯(lián)網(wǎng)，達(dá)到遠(yuǎn)程 監(jiān)視與控制的目的，并能在微機(jī)監(jiān)控上實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)和監(jiān)控主通 風(fēng)機(jī)的任意一臺(tái)電機(jī)及運(yùn)行實(shí)況；其次，在改造過(guò)程中，應(yīng) 在自動(dòng)化控制的變頻柜上設(shè)置能自動(dòng)和手動(dòng)的兩種風(fēng)量調(diào) 控方式，并能

5、在電機(jī)風(fēng)量自動(dòng)調(diào)節(jié)的情況下，能根據(jù)指定風(fēng) 量，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的調(diào)控變頻器，并輸出變頻器運(yùn)行的頻 率，實(shí)現(xiàn)頻率與風(fēng)量的自動(dòng)化控制閉環(huán)操控；最后，經(jīng)改造 的煤礦通風(fēng)系統(tǒng)，既要具備過(guò)流、過(guò)壓、電源缺、過(guò)載和欠 壓的聲光報(bào)警功能，又要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)性的保護(hù)功能以及頻率的 顯示、運(yùn)行狀態(tài)的指示和電源顯示的功能，更能在故障發(fā)生 第一時(shí)間自動(dòng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)以及各種參數(shù)在各控制系統(tǒng)內(nèi) 得到即時(shí)顯示的功能。2. 3煤礦通風(fēng)系統(tǒng)變頻自動(dòng)化控制改造效果煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的變頻自動(dòng)化控制改造，其效果主要有： 一是實(shí)現(xiàn)原工頻和變頻相互閉鎖的控制，借助pie變頻控制 技術(shù)進(jìn)行全程控制，控制通風(fēng)機(jī)的方式主要有自動(dòng)、微機(jī)和 就地控制方式，

6、但大都選用自動(dòng)化控制的方式運(yùn)行，這樣變 頻器一旦出現(xiàn)故障就能立即切換至主通風(fēng)機(jī)；二是通風(fēng)機(jī)實(shí) 現(xiàn)柔性啟動(dòng)，能從050hz就系統(tǒng)電網(wǎng)進(jìn)行適時(shí)、合理的調(diào) 整，在減少機(jī)械之間相互掌機(jī)的同時(shí)降低電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)溫度 和噪音，進(jìn)而延長(zhǎng)電動(dòng)機(jī)的使用年限；三是具有較好的節(jié)電 效果，節(jié)電率高達(dá)37%,這些節(jié)約的電費(fèi)為企業(yè)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效 益最大化的同時(shí)也保證了煤礦安全高效的生產(chǎn)。三、煤礦自動(dòng)化控制的發(fā)展方向3.1煤礦自動(dòng)化控制實(shí)現(xiàn)由過(guò)程控制系統(tǒng)到現(xiàn)場(chǎng)信息集 成的發(fā)展方向自動(dòng)化控制技術(shù)的高速發(fā)展為完成過(guò)程控制系統(tǒng)的自 動(dòng)化控制奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，高度的現(xiàn)場(chǎng)信息集成是實(shí)現(xiàn)過(guò) 程控制中集控遠(yuǎn)控的基本要求。以往的過(guò)程控制自動(dòng)化控

7、制 系統(tǒng)雖然可以滿足現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的自動(dòng)化控制控制的需求，但是 卻不能夠?yàn)檫h(yuǎn)程的監(jiān)控提供充足的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的各類信息，也 就是說(shuō)，傳統(tǒng)的過(guò)程控制自動(dòng)化控制系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備 的能力相對(duì)較弱。智能化儀表、工業(yè)以太網(wǎng)與現(xiàn)場(chǎng)總線等技 術(shù)的不斷發(fā)展成為了實(shí)現(xiàn)過(guò)程控制系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)信息高度集 成的有力基礎(chǔ)。過(guò)程控制自動(dòng)化控制的思路就是以各類設(shè)備 自動(dòng)化控制為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)煤礦安全生產(chǎn)的自動(dòng)化控制、信息 化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、機(jī)械化，并且形成遠(yuǎn)程、本地、移動(dòng)、 固定的立體性數(shù)字信息的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)。3.2建立基于企業(yè)級(jí)的中央集控的系統(tǒng)是煤礦自動(dòng)化控制控制的必然趨勢(shì)在礦井一級(jí)的自動(dòng)化控制集中過(guò)程控制中心引進(jìn)高新 的礦下采煤操作

8、的過(guò)程控制系統(tǒng)，建設(shè)高效和先進(jìn)的自動(dòng)化 控制過(guò)程控制系統(tǒng)，使用最新的自動(dòng)化控制采煤機(jī)器和工業(yè) 以太網(wǎng)等先進(jìn)技術(shù)，并且以建設(shè)煤礦集中控制中心為基礎(chǔ)， 實(shí)現(xiàn)了在企業(yè)的集控中心來(lái)完成對(duì)煤礦設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn) 程控制以及遠(yuǎn)程管理。在集中控制中心使用統(tǒng)一的、標(biāo)準(zhǔn)的 組態(tài)軟件實(shí)施編程，在地面上進(jìn)行各種設(shè)備或系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)參 數(shù)化，并且經(jīng)過(guò)地面的支援中心實(shí)施遠(yuǎn)程診斷，然后下達(dá)故 障指令以及通知礦井工作人員及時(shí)進(jìn)行處理和維護(hù)，實(shí)現(xiàn)集 中統(tǒng)一企業(yè)的各類資源。3. 3未來(lái)的企業(yè)級(jí)遠(yuǎn)程集中控制中心主要功能a）通過(guò)快速的通訊輸送網(wǎng)和高效的自動(dòng)管理網(wǎng)，實(shí)現(xiàn) 了遠(yuǎn)程在線監(jiān)測(cè)、控制和操作對(duì)企業(yè)所有煤礦的采煤、挖掘、 運(yùn)送、提升

9、等各類系統(tǒng)的全部生產(chǎn)過(guò)程；b）利用中心集控的軟件，監(jiān)測(cè)礦井內(nèi)部各種設(shè)備的運(yùn) 行狀況，遠(yuǎn)程診斷而且對(duì)煤礦設(shè)備參數(shù)進(jìn)行適宜調(diào)整，做出 設(shè)備的檢查、維護(hù)等計(jì)劃，再依據(jù)設(shè)備或系統(tǒng)的不同故障類 型下達(dá)不同的維修指令，通知煤礦人員迅速處理現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題；c）在企業(yè)的集控中心內(nèi)建立成企業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)，利用煤 礦生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)，綜合分析生產(chǎn)各環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)，優(yōu)化煤礦生 產(chǎn)過(guò)程，合理安排關(guān)鍵設(shè)備的檢修時(shí)間。在集控中，實(shí)施煤 礦生產(chǎn)計(jì)劃的安排、下達(dá)、檢測(cè)和反饋，達(dá)到對(duì)各種設(shè)備、 備件、備品的優(yōu)化調(diào)度和合理配置的目標(biāo)。四、結(jié)語(yǔ)總之，將自動(dòng)化控制技術(shù)在煤礦通風(fēng)中的應(yīng)用具有十分 重要的意義。但也是一份十分系統(tǒng)、復(fù)雜的工作。為確實(shí)提 高煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的自動(dòng)化控制水平，我們?cè)谧⒅靥嵘龑I(yè)技 能的同時(shí)還應(yīng)堅(jiān)持節(jié)能環(huán)保、以人為本的基本原則，確保煤 礦安全、有效、高效地運(yùn)行。參考文獻(xiàn)：1尤德玲，王磊?；赾dt通信規(guī)約的煤礦供電自動(dòng) 化控制分站j。煤礦機(jī)械，2012, (10)o2王水林，孟凡平。煤礦井下排水自動(dòng)化控制系統(tǒng)研 究j。煤礦機(jī)械