基于PLC控制的局部通风机变频调速系统结构分析.pdf

2 01 4 ． N0． 0 6 J o u r n a l o f H e n a n S c ie n c e a n d T e c h n o lo g y 机械与 自动化 基于 P L C控制的局部通风机变频调速系统结构分析 张军邱 吕强杨灿湘 中国核 动力研 究设计院四所 ， 四 川 成都6 1 0 0 0 0 摘要 在煤矿安全生产工序 中， 矿井通风 系统有着十分重要的维护功效， 这是落实整个产业范围设置的必要工具。 矿井局部通 风机的存在意义就是 完善 既有 系统的延展 功能 ， 因此涉及对其 实施 P L C控 制的 变频调速 系统的优 化设计和改进 ， 不但 能够提 升该 区 域机械化和 自动化管理水平， 还有利于节省大量电力能源， 经济实用， 具有广阔应用前景。本文主要针对工程实验部门的单个悬轴流 风机控制过程进行分析 ， 同时加入 P L C变频调速技术元素和组 态监控机制 ， 对 P L C控制设计方案进行 科学整定 ， 之后 结合整 个控 制 系统的模拟实验调试活动， 将必要参数设置经验梳理完整， 并总结故障盲点的诊断和排除手法， 以维持产业长期可持续发展动力， 促 进 内部安全质量的长期稳 固。 关键词 P L C控制 ； 局部通风 结构功能 ； 系统性分析 中图分类号 T D 6 3 5 文献标 识码 A文章编号 1 0 0 3 5 1 6 8 2 0 1 4 1 1 - 0 1 5 4 一 叭 在井下开展采煤活动 ． 由于煤层结构之间蕴藏着大量的有 害气体， 并且伴随机械部件的摩擦效应随时衍生爆炸危机事件， 而加上工作热量的大面积汇集，势必造成区域空气湿度和热度 的膨胀， 令有毒气体对工作人员的侵害效果更加明显和严重。 所 以， 需要借助通风机压人新鲜空气并将有害气体和煤尘吸出， 将 空间内部大部分瓦斯浓度瓦解， 最后减少安全事故的发生概率。 但 目前的通风机监控技术相对落后一些，实际测量精度低下并 且可靠程度不足， 不能达到现场控制的实际要求， 不仅影响危机 提前预告的实效， 并且长久工作带来严重的经济负担。因此， 需 要利用 P L C局部控 制策 略加 以中和应对 ，在满足现场安全质量 因素稳定 的前提下巩 固经济性价值地位 ，以下针对各类 细节 内 容进行 系统分析 。 I 煤矿通风机系统的发展现状研究 近 阶段 ， 我 国矿井 通风机样 式较多 ， 并且 使用情 况也五 花 八 门， 可 以说整个工业 区域通风 系统 已经逐步朝 向安全 、 稳定局 势迈进， 涉及节能经济和自动化程度等功能的情形也有所展现。 我国现有 的通 风机 系统化设计上 ， 因为选型标准不够严格 、 监 测 技术较为落后 、 系统信息交融地位欠缺， 造成现场通风能力低下 和经济严重损失问题。再就是一些阻力结构的影响令漏风隐患 急剧膨胀 ， 对系统稳定性的维持产生制约性影响。 在通风机辅助 设备上仍旧不够科学 ， 造成体系正常功能受阻。 自从 P L C变频器 引进之后 ， 我 国已经能够研制属 于 自己的通风机数据采集 系统 ， 根据计算机和新型传感装置的交流实现必要参数的自动搜集， 施工安全质量和经济效益都有所改善和调整 。所 以这类技术 已 经受到社会能源开发领域的广泛重视 ，并决定适当开发先进的 可编程控制技术来替代传统的继电器控制模式，进而为提高通 风机设备稳定性和可靠价值贡献力量，促进后期阶段环节故障 的及时发现， 提高诊断效率， 满足可持续发展的要求， 保障业内 人士的人身安全和健康。 2 通风机变频调速 系统 的结构分析 2 ． 1 P L C的选 型和设计工作 以维护矿区安全效益为出发点， 配备高可靠性的 s 7 4 0 0 H 冗余结构完善系统内部的同步通信功能， 一旦 C P U出现运行故 障， 负责替换功能的结构就会 自动连接。 主站在保证拷贝和生成 模块将必要资料传给备份系统之后 ， 完成自行测试验证任务， 之 后向主站 发送更新要求 。主站将 已组态连接通讯 和低级 别报警 反应动作终止 ， 将动态拷贝数据发给备份 C P U。 这类系统利用即 将产生中断的单元实现 自动切换 ， 保证系统工作的连续作用 令 冗余部位功能长期延续， 避免单个 C P U故障衍生的系统瘫痪问 1 5 4 题。在切换动作期间保持输出， 令信息丢失现象 自动消除 ， 使用 这部分体系的动机是避免系统维护导致的煤矿能源经济损失。 结合系统功能需求总共设计了 3台P L C柜， 其作用是完成 整个系统 的信号采集和现场控制 任务 ，成功扮 演通风机系统的 交接枢纽角色。系统中高压开关柜的状态监视活动存在两种形 式 ， 包括利 用通 讯管理 机收集开关柜信 息 ， 以及透过 P L C的 D I 模块将高压开关柜 的反馈运行参数吸收。 2 ． 2 远程控制元素 的追加 这部分工作包括操作台控制和上位机管理两种模式。其中 上位机 控制手段 根据触 摸屏 和工控 机组态 软件 来落 实 ，经过 P L C和交换机连接的以太网实现管理。操作台控制则是作为某 种紧急应对手段而存在，具体保证 P L C系统在出现故障问题的 基础上仍然能够对通风机系统实现检测和管控，这种策略配合 点动和旋转按钮实现通风机辅助设备的启停控制 。而启动 和停 止动作相对频繁一些 ， 启 动环 节中电流分布较大 ， 所 以相关部件 质量要求较为严格，使用该操作方式也多集中在蝶阀开关到位 调试活动中 冷风机和稀油站等辅 助设 备需要保持长久的运动 ， 因此采取旋转开关控制 比较合理 。 2 ． 3 变频器的优化设 置 变频器是通风机系统实现 电机直 接控制的专属部 门 ． 通过 调节频率大小具体改变电机转速． 从而实现风速的即时I生管理。 系统远程控制模式也是利用操作 台和上位机负责 。上位机 对变 频器运行参数 的监测主要使用 以太 网协议完善 ，所 以要求 变频 器设备具备 D P通讯端口。结合系统延展功能要求分析， 选取西 f 1 T“ 公 司提供 的无谐波变频系统 ，具有高可靠性 和欠压承受能 力， 并且设置计算机接 口位置， 保证电机参数能够 自动整定， 避 免过度工作情况带来的经济损失。 3 结语 本文综合创新型通风机系统的功能要求实现改良设计， 并 利用上位机 P L C 变频器方案落实在线监测工作 ，克服传统设 备可靠性地位低微问题 ， 实现全程 自动化管理效果， 比较能够满 足现场生产的现实性要求 ，为人员生命健康和企业长期经济性 发展提供保 障。 参考文献 [ 1 ]石进水． 基 于 S 7 3 0 0 P L C的煤矿 空压机联 网监控 系统 Ⅲ． 可编程控制器与工厂 自动化 ， 2 0 0 8 ， 1 4 0 9 2 8 3 0 ． f 2 1刘虎豹． P L C技术在矿 井交流提升机 电控 系统 中的应用 【 J ] ． 煤矿安全 ， 2 0 0 9 ， 2 1 0 4 4 6 - 4 9 ．