第09章主通风机监测监控系统.pdf

9-1 第九章 主通风机监测监控系统第九章 主通风机监测监控系统 第一节 控制对象 第一节 控制对象 主通风机的正常运行是矿井安全生产的重要保障当井下发生 事故时又是有害气体排放的重要手段本矿井主通风机设置在回风 斜井井口附近安装两台 BDK-8-24 型矿用隔爆对旋轴流式通风机 其中一台工作一台备用每台通风机配备 2 台 YBFe-8380V,132kW 电动机 第二节 系统配置 第二节 系统配置 枣泉煤矿矿井主通风机电气自动化设备由低压配电及 MCC风机 传感元件监控计算机及网络传输接口等组成 低压配电及 MCC 柜采用抽屉式或固定分隔式开关柜它由 具有双回路电缆下进线配电及 MCC 出线和联络的成套开关柜组成 为通风机监控装置通风机风门绞车机房检修机房照明等提供 电源1.两个受电回路均配有带 RS485 接口的智能电力监测仪用 于采集主通风机的综合电力参数如电压电流有功功率无功功 率功率因数和电量等2.风机电机变速电气传动 MCC 回路采用 Siemens 公司 MicroMaster 440 系列变频调速装置用于矿井主扇通风 9-2 量的电气调节和矿井主通风机电机的软启动控制该变频器的参数 采用在柜门上安装 AOP 的标准安装组合件PMK连接风机监控计算机 的 RS485 接口3.风门绞车电机恒速电气传动 MCC 回路由常规接触 器-热继电器控制在二次电路中设计远控接点连接至风机监控装置 4.所有配电和 MCC 回路的一次元件均引辅助接点至端子供监控用 为准确地测量通风机参数在通风机设备上配套有风量负压传 感元件和带 RS232 接口的二次仪表 通风机性能监测选用 XM-120 标准振动监测模块和 XM-361 通用 温度监测模块XM-120 标准振动监测模块是一种智能化双通道通用 型振动监测单元支持旋转设备的轴振动监测以及壳体或轴承座的振 动监测可接受任何非接触电涡流位移传感器信号标准的振动加速 度信号以及任何电压输出的测量设备信号如振动速度传感器或压力 传感器等除了动态输入外该模块还可以接受 1 路转速输出进行 转速测量相位和阶比分析等XM-361 通用温度监测模块是一种六 通道通用型温度监测单元每个通道可以组态为接受热电阻信号或隔 离的热电偶信号 由于矿井主通风机为重要的一级负荷同时现行煤矿安全规 程对矿井主通风机有严格的规定和要求本设计中的主通风机监测 监控系统建议业主考虑生产指挥中心通过网络只对主通风机进行遥 测和通风调度指挥不进行遥控 业主根据需要可以取消 PLC用工控机直接监控监测 枣泉煤矿主通风机监测监控系统配置见图 9-2-1 9-3 9-4 1通风机控制采用西门子 S7-300 可编程序控制器编程软件 采用 STEP7 5.3 该 PLC 配置 RS232/485/422 通讯模板 与智能电力监 测仪风机参数测试仪性能监测设备等进行串口通讯连接控制与 变频器之间通过 Profibus-DP 现场总线连接控制 通风机房低压配电及 MCC 柜风门限位开关等 I/O 点用控制电缆直接接入 I/O 模板其 中输出通过继电器单元连接 2上位监控计算机采用高性能 Pentium 4 工控机其主要技术参 数为 P4_2.4G/512M/60G/PCI32M 显卡/1.44M 软驱/50 倍速光驱/声卡, 音箱,键盘,鼠标/10M100M RJ45 网卡/20“纯平彩显及 UPS 不间断电 源监控软件采用 WINCC 5.0 3配有 A3 幅面喷墨打印机用于数据打印 4 监控系统配置有 CP343-1 工业以态网接口和 Profibus DP 接口 矿井主通风设备状态参数通过 PLC 将所获得的数据信息通过工 业以态网上传通风机房工控机和生产指挥中心同时指挥中心发出通 风调度指令给工控机通过通风机房工作人员确认信息后下传至各执 行元件控制设备运行实现整个通风系统的自动化监控 第三节 控制原理第三节 控制原理 通风机房中的主通风机电机由 MM440 变频器控制风门电机由常 规 MCC 控制通风机房控制室采用带 RS232/485/422PCI 通讯卡和 I/O 9-5 数据采集卡的工控机对风机风门等信号进行采集和控制在风机各 种运行过程中矿井通风参数如风量负压等由带 RS232 接口的风 机参数测试仪检测风机的电力参数如风机的电压电流有功功 率无功功率功率因数和电量等由带 RS485 接口的智能电力监测仪 采集主通风机的设备性能由 XM-120 标准振动监测模块和 XM-361 通用温度监测模块监测 矿井主通风机状态参数通过 PLC 将所获得的数据信息通过工 业以态网上传指挥中心和机房监控计算机通过矿井调度网络相 关人员能及时了解矿井通风参数通风机运行和设备性能情况为通 风调度提供了条件同时指挥中心发出通风调度指令给工控机通过 通风机房工作人员确认信息后下传至各执行元件控制设备运行实 现整个通风系统的自动化监控 指挥中心经责任人授权后可以在指挥中心工控机上直接控制 设备运行 第四节 系统功能第四节 系统功能 西门子 S7-300 可编程序控制器 具有强大的数据处理性能和控制 能力配有 CP343-1 通讯模块通过以态网/工业协议向生产指挥中 心上传信息实现通讯 9-6 通风机控制系统有手动/集中两种操作方式 手动方式在配电柜上 直接操作集中方式通过监控计算机可实现单动控制和联动控制 通过组态软件编写程序工控机主要实现两台风机的自动启停 自动倒换和 反风运行等顺序控制功能和风机的自动调节功能 顺序控制程序共设计了五类十种运行流程两台风机正风启动 反风启动风机停止不停风的正风倒反风和不停风的反风倒正风等 自动调节控制程序具有倒换风机预警定时反风预告风量调节 预报和风量自动调节控制四类程序其中风量自动调节控制程序 根据矿井总工程师批准的限值范围进行 监控计算机具有故障自诊断流量负压通风机运行工况和在 线设备性能风门状态等通风参数控制系统状态低压配电及 MCC 系统等的连续实时显示以及报表打印功能监控计算机上存储有通风 机的通风曲线并有通风效率风量负压等实时检测曲线给矿井 的通风调度提供指导 主通风机的集中操作由工控机程序控制操作员在生产指挥中心 发出通风调度指令即可进行诸如倒换风机等的操作此外通风参 数风量负压风机的运行参数电压电流功率功率因数和 电度值和风机的设备性能参数均可在生产指挥中心实时获得风 机电机的电气保护由变频器实现所有故障报警和调节预告信号能 在报警计算机中进行语音提示