自動化控制在煤礦通風中應用

1、自動化控制在煤礦通風中應用摘要：煤礦通風是煤礦工作中的一項重要工作，本文從基 于ip協(xié)議的控制系統(tǒng)、通風變頻自動化控制系統(tǒng)和煤礦自 動化控制的發(fā)展方向分析了自動化控制在煤礦通風中的應 用。關(guān)鍵詞：自動化控制；煤礦；通風；一、基于ip協(xié)議的控制系統(tǒng)在煤礦通風中的應用1.1系統(tǒng)主要功能一是現(xiàn)場手動操控功能，即可以不經(jīng)過分站控制器，完 全通過人工操控系統(tǒng)外部硬件，實現(xiàn)風機的啟動、暫停和停 止；二是半自動操控功能，即人工現(xiàn)場操控遠程系統(tǒng)的主分 站，有針對性的選擇風機的啟動、暫停和停止；三是自控功 能，即系統(tǒng)通過現(xiàn)場采集對風機的狀態(tài)信息實施分站，以決 定風機的自動化控制啟動、暫停、停止，達到礦井生產(chǎn)的需

2、 求；四是“三遙”功能，即遙測和遙信以及遙控功能。遙測 功能主要是對現(xiàn)場通風系統(tǒng)風機的風量、風壓和瓦斯?jié)舛纫?及電機的速度、溫度、電壓、電流和功率等數(shù)值進程遠程測 量，并傳遞給系統(tǒng)主機，遙信功能則是遠程采集風機、風門 和電機現(xiàn)場開關(guān)的狀態(tài)量，并傳遞給系統(tǒng)主機；遙控功能則 是負責實施遠方系統(tǒng)主機的操控命令；五是數(shù)據(jù)顯示功能， 即能對監(jiān)測到的遠方和本地的信號數(shù)據(jù)實時顯示；六是故障 記憶功能，即故障自動發(fā)生之后自動記錄故障發(fā)生的相關(guān)數(shù) 據(jù)信息；七是自動報警功能，即只要系統(tǒng)監(jiān)測值超過預設(shè)的 極限值，不管是在遠方還是本地系統(tǒng)都能自動報警；八是冗 余功能，即在系統(tǒng)局部出現(xiàn)故障之后，盡可能的維護整個系 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，確保能隨時與系統(tǒng)相連接。1. 2煤礦通風系統(tǒng)實現(xiàn)自動化控制的運轉(zhuǎn)應用這一系統(tǒng)之后的煤礦自動化控制通風系統(tǒng)主要由 地面集控中心和工業(yè)以太環(huán)形網(wǎng)絡與監(jiān)控及信息集成分站 三部分構(gòu)成。主站借助以太網(wǎng)實現(xiàn)系統(tǒng)分站數(shù)據(jù)的實時交 換，自動化控制系統(tǒng)分站則負責接收和執(zhí)行系統(tǒng)主站的指 令。二、通風變頻自動化控制系統(tǒng)在煤礦通風中的應用分析2.1實現(xiàn)煤礦通風系統(tǒng)變頻自動化控制的基本前提和原 理實現(xiàn)煤礦通風系統(tǒng)變頻自動化控制，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)，借助變頻器操控風機，以實現(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 式用于操控主通風機，最終實現(xiàn)變頻與工頻之間的自動切 換。該系統(tǒng)主要是運用2臺自動化控制的變頻器，并分別由 一臺自動化控制的變頻器操控，再將原有的風門控制閥箱撤 銷，可編程系統(tǒng)控制器由變頻自動化控制系統(tǒng)控制柜直接操 控，達到煤礦通風的需要。2. 2煤礦通風系統(tǒng)變頻自動化控制的改造技術(shù)煤礦通風系統(tǒng)變頻自動化控制的改造，首先應將監(jiān)視并 控制分布式集控系統(tǒng)和遠程通信系統(tǒng)的接口聯(lián)網(wǎng)，達到遠程 監(jiān)視與控制的目的，并能在微機監(jiān)控上實現(xiàn)啟動和監(jiān)控主通 風機的任意一臺電機及運行實況；其次，在改造過程中，應 在自動化控制的變頻柜上設(shè)置能自動和手動的兩種風量調(diào) 控方式，并能

5、在電機風量自動調(diào)節(jié)的情況下，能根據(jù)指定風 量，實現(xiàn)自動化控制的調(diào)控變頻器，并輸出變頻器運行的頻 率，實現(xiàn)頻率與風量的自動化控制閉環(huán)操控；最后，經(jīng)改造 的煤礦通風系統(tǒng)，既要具備過流、過壓、電源缺、過載和欠 壓的聲光報警功能，又要實現(xiàn)自動性的保護功能以及頻率的 顯示、運行狀態(tài)的指示和電源顯示的功能，更能在故障發(fā)生 第一時間自動發(fā)出報警信號以及各種參數(shù)在各控制系統(tǒng)內(nèi) 得到即時顯示的功能。2. 3煤礦通風系統(tǒng)變頻自動化控制改造效果煤礦通風系統(tǒng)的變頻自動化控制改造，其效果主要有： 一是實現(xiàn)原工頻和變頻相互閉鎖的控制，借助pie變頻控制 技術(shù)進行全程控制，控制通風機的方式主要有自動、微機和 就地控制方式，

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

7、制 系統(tǒng)雖然可以滿足現(xiàn)場設(shè)備的自動化控制控制的需求，但是 卻不能夠為遠程的監(jiān)控提供充足的現(xiàn)場設(shè)備的各類信息，也 就是說，傳統(tǒng)的過程控制自動化控制系統(tǒng)遠程監(jiān)測現(xiàn)場設(shè)備 的能力相對較弱。智能化儀表、工業(yè)以太網(wǎng)與現(xiàn)場總線等技 術(shù)的不斷發(fā)展成為了實現(xiàn)過程控制系統(tǒng)的現(xiàn)場信息高度集 成的有力基礎(chǔ)。過程控制自動化控制的思路就是以各類設(shè)備 自動化控制為基礎(chǔ)，實現(xiàn)煤礦安全生產(chǎn)的自動化控制、信息 化、網(wǎng)絡化、數(shù)字化、機械化，并且形成遠程、本地、移動、 固定的立體性數(shù)字信息的網(wǎng)絡管理系統(tǒng)。3.2建立基于企業(yè)級的中央集控的系統(tǒng)是煤礦自動化控制控制的必然趨勢在礦井一級的自動化控制集中過程控制中心引進高新 的礦下采煤操作

8、的過程控制系統(tǒng)，建設(shè)高效和先進的自動化 控制過程控制系統(tǒng)，使用最新的自動化控制采煤機器和工業(yè) 以太網(wǎng)等先進技術(shù)，并且以建設(shè)煤礦集中控制中心為基礎(chǔ)， 實現(xiàn)了在企業(yè)的集控中心來完成對煤礦設(shè)備的遠程監(jiān)測、遠 程控制以及遠程管理。在集中控制中心使用統(tǒng)一的、標準的 組態(tài)軟件實施編程，在地面上進行各種設(shè)備或系統(tǒng)的現(xiàn)場參 數(shù)化，并且經(jīng)過地面的支援中心實施遠程診斷，然后下達故 障指令以及通知礦井工作人員及時進行處理和維護，實現(xiàn)集 中統(tǒng)一企業(yè)的各類資源。3. 3未來的企業(yè)級遠程集中控制中心主要功能a）通過快速的通訊輸送網(wǎng)和高效的自動管理網(wǎng)，實現(xiàn) 了遠程在線監(jiān)測、控制和操作對企業(yè)所有煤礦的采煤、挖掘、 運送、提升

9、等各類系統(tǒng)的全部生產(chǎn)過程；b）利用中心集控的軟件，監(jiān)測礦井內(nèi)部各種設(shè)備的運 行狀況，遠程診斷而且對煤礦設(shè)備參數(shù)進行適宜調(diào)整，做出 設(shè)備的檢查、維護等計劃，再依據(jù)設(shè)備或系統(tǒng)的不同故障類 型下達不同的維修指令，通知煤礦人員迅速處理現(xiàn)場問題；c）在企業(yè)的集控中心內(nèi)建立成企業(yè)級數(shù)據(jù)庫，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)過程，合理安排關(guān)鍵設(shè)備的檢修時間。在集控中，實施煤 礦生產(chǎn)計劃的安排、下達、檢測和反饋，達到對各種設(shè)備、 備件、備品的優(yōu)化調(diào)度和合理配置的目標。四、結(jié)語總之，將自動化控制技術(shù)在煤礦通風中的應用具有十分 重要的意義。但也是一份十分系統(tǒng)、復雜的工作。為確實提 高煤礦通風系統(tǒng)的自動化控制水平，我們在注重提升專業(yè)技 能的同時還應堅持節(jié)能環(huán)保、以人為本的基本原則，確保煤 礦安全、有效、高效地運行。參考文獻：1尤德玲，王磊?；赾dt通信規(guī)約的煤礦供電自動 化控制分站j。煤礦機械，2012, (10)o2王水林，孟凡平。煤礦井下排水自動化控制系統(tǒng)研 究j。煤礦機械