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以 P L C技术实现矿井主通风机永不停机① 吴 涛 安徽省淮南矿业集团张集煤矿安徽淮南 2 3 2 1 7 4 信 息 技 术 摘要 通风机是煤矿通风系统的动力源， 负 责为井下提供新鲜空气， 稀释煤矿生产中涌出的有毒有害气体。 煤矿安全规程 第一百二 十一 条规 定， “ 必须保 证 主要通 风 机连 续运 转”， “ 备 用通 风 机必 须 能在 1 0 mi n内开 动”。 可见 ， 实现 主通 风机 的不 间断运转 是 矿井 安 全 生 产的 首 要 问题 。 关键 词 通风机 不间断 中图 分类 号 T P2 7 7 文 献标 识码 A 文 章编 号 1 6 7 2 --3 7 9 1 2 0 1 2 0 6 b 一0 0 2 6 0 2 Ab s t r a c t F a n i s t h e p o we r s o u r e o f t h e v e n t i l a t i o n s y s t e m i n c o a l mi n e， u s e t o p r o v i d i n g f r e s h a i r f o r u n d e r g r o un d， d i l u t i o n p o i s o n o u s a n d h a r mf u l g a s du r i n g t h e p r o c e s s o f c o a l mi n e p r o du c t i o n． Th e 1 2l t h c l u s e i n t h e L a w On Sa f e t y I n Mi n e s p r o v i d e s ． ’ We mu s t e n s u r e t h a t t he ma i n f a n u n i nt e r r up t e d o p e r a t i o n” ， We mu s t e n s ur e t h a t t h e s p a r e f a n c a n s t a r t i n 1 0 mi n u t e s ”．Ob vi o u s l y． i t i s t h e p r i ma r y i s s ue t o e n s ur e t h e ma i n f a n u ni n t e r r up t e d o p e r a t i o n。 ge y wo r d s Fa n l Un i n t e r r u p t e d 1 系统概况 淮南矿业集团张集煤矿 西区 通风机为 两 台 由豪 顿 华 公 司 生 产 的 ANN一39 0 0 ／ 2 0 0 O N型矿 井 动叶 可 调轴 流 式 通风 机 ； 驱 动 电机采用ABB公司生产的AMI 6 3 O L8 W BAH 型三相异步电动机 ； 监控系统由上海普昱公 司利用MCG S 组 态软件和RS L o g i x 5 0 0 编程软 件研发 ； 系统具备可靠的双 电源 高低压在 程 序 1 程 序 2 程 序 3 程 序 4 程 序 5 程 序 6 同一段母线上 ， 两台风机实施分列运行。 2 原有问题 由上 海 普 昱 设 计 的 监 控 系 统 ， 将 液 压 站油箱超温 ， 油 压较 低 、 主轴承超温 、 电机 超温 、 失 速 、 主 轴承振 幅过 大等影 响风 机 平 稳 运 行 的 系 统 故 障 ， 统 称 为 “跳 闸 综 合” 。 在P L c 程序“ 跳闸综合 ” 达成后 ， 在用 风 机 会 执 行 停 机 程 序 程 序 1 。 此 时 ， 若 用 户 投 入 了 “ 故 障切 换 ” 功 能 ， 在 用及 备 用 风 机都为 自动运行方式 ， 且备用风机具 备待 机条件 ， 程序 会产生倒机 信号 程序2 ， 并 向联 网 的 备 用 风 机 PLC传 递 信 号 ， 执 行 开 机程序 程序 3 。 由此 ， 便实现 了风机的故 障 自动切 换。 关 键P LC 程序如程序1 ～6 所示 那 么 ， 这 是 否 就 意 味 着 风 机 已 经 实 现 了永不停机 答案是否定的。 笔者经过对程 序的细 致研究和现场 反复试验 ， 发现了两 种 无法 自动 切 换 的 故 障 。 2． 1高压停电故障 原先设计的程序 ， 仅是考虑到超温 、 失 速等 系统 内部 故障 ， 倘若外部 的在 用高压 线路跳 电 ， 那 么风 机跳闸综合 的条件并不 成 立 ， 因此 自动 切 换 无 法 完 成 。 2 ． 2网络故障 由上 述 可知 ， 在 用 机PLC必须 通过 网络 收 到 备 用 机 自动 和 待 机 信 号 ， 才 会 产 生 倒 机 信 号 ； 同样 ， 备 用 机 也 必 须 通过 网络 才 能 收到在用机P LC发出的倒机请求 。 显而易 见 ， 网 络 故 障 也 可 导 致 自动 切 换 的 失 败 。 3 解决方案 3 ． 1高压停电故障解决方案 我 们 从 高 压 保 护 器 上 取 低 电压 保 护 信 号 引入P L C 备用点I 7 ／ 2 2 ， 以低电压保护 输出作 为高压停 电的标 识 ， 在原有程 序 中 并入新的 “ 跳 闸综 合” 触 发条件低电压 保护保持 因保护动作信号输 出时间极短 ， 不 能 保 持 5 S 以 触 发 “ 跳 闸 综 合 ” 达 成 程 序 4 ， 故加入程序5 ， 以使保护动作信号保持至 ①作者 简介 吴涛 1 9 8 3 ， 2 一 ， 男， 安徽省淮南市人， 现职称 助理工程师 ， 本科 ， 研究方向 自动化。 2 6 科技资讯 S CI E N CE ＆ T EC H N OL OGY I N F OR MATI O N 零 攀 信 息 技 术 S C IE N C E ＆T E C H N O I- O G Y 程 序 7 I ． 一． 一 程 序 8 程 序 9 “ 跳闸综合” 达成之后 。 这样， 当在用高压线 路 停 电 时 ， 保 护 器低 电 压 动 作 ， 触 发 “ 跳 闸 综合” ， 继而发出倒机信号 ， 实现 自动倒机。 3 ． 2网络故障解决方案 为使网络异常情况下， 一台P L C 能 向另 一 台P L C 收发 自动 、 待机及倒机信号 ， 我们 在原有“ 软 接点” 通过 网络互传信号 基础 上， 又加入了“ 硬接点” ， 即在两台控制 柜之 间连接信号线 以直接传输信 号。 具 体做法 如 以 下 几 点 。 ①添J ／ I P L C 程序6 ， 修改程序2 R I 程序7 ， 并通过接线 将本机的KAl 2 继 电器输 出直 接引入它机P L C 的备用输入点 现场为I 7 ／ 1 8 。 这样， 便可以在网络故障时 I p B 3 l 0 2 ／ 0 和B 3 1 0 2 ／ 3 两点断开 ， 使一台P L C 接收到 来 自另一台P L C 的 自动和待机信号 I 7 ／l 8 导通 ， 并产 生倒机信号 。 ②添j J I P L C 程序8 ， 并通过接 线将本机 的KA2 4 继 电器输 出直接引入它机P L C的 备 用 输 入 点 现 场 为 I 7 ／2 3 。 然后 ， 将它机倒机信号 硬接点 I 7 ／ 2 3 并入原启动程序如程序9 。 这样 ， 便可不受 网络影响 ， 收到它机倒 机信号 ， 继而执 行启动程序 。 4 结语 通过 反复模 拟试验 ， 并利用 多次风机 切换 的机 会 ， 我们人为 制造停 电及断 网故 障 ， 实时在线监 t P L C程序， 验证 了程序的 正 确 性 ， 方 案 的 可 行 性 。 此方案的 成功 ， 有效避免 了通风机 启 停及切 换工作对司机 的束缚 ， 解放 了部 分 劳动力。 更重要的是 ， 极大地提高 了煤矿井 下通风 系统的稳定性 ， 进一步确保 了安全 生 产。 参考文献 [ 1 】周磊 ， 华钢 ． 基 于MCGS 的矿 用监 控 系统 智能化组态研究[ J ] ． 第十六届全国煤炭 自动化学术年会 、 中国煤炭学 会 自动化 专业委 员会学术会议论文集[ C 】 ， 2 0 0 6 ． 【 2 】张 熠 ． 煤 矿 风 机 智 能远 程 监 控 系统 的应 用研究[ M】 ． 工矿 自动化 ， 2 0 0 8 2 8 7 ～ 9 0． [ 3 ]杨俊生 ． P L c 控制系统在风机 中的应用 【 M】 ． 电工技 术 ， 2 0 0 2 1 ． 【 4 】李 凤 阁 ， 佟 为 明 ． 电 气控 制 与 可 编 程 序 控制器应用技术[ M】 ． 机械工业 出版社 ， 2 0 07． [ 5 】商景泰 ． 通风机实用技术手册[ M】 ． 机械 工 业 出版 社 ， 2 0 0 5 ． 上接 2 5页 遥信开入可以 定义成 多种输 入类型 ， 如状 态输入 单／ 双位 置输 入 、 告警输入 、 事件 顺序记录 S O E 、 脉冲累积输入、 主变分接 头输入 B CD 或HE X 等， 具有防抖动功能 ， 遥信插件按组配置 ， 可根据要求增减 ； 交流 可采集 并计 算 本间 隔 内的三 相电压 有效 值、 三相电流有效值 、 3 U0 、 3 1 0 、 有功、 无功、 频 率 、 2～l 3 次 谐 波 等 ； 可采 集 多 种直 流 量 ， 如DC 2 2 0 V、 DC1 1 0 V、 DC 2 4 V、 DCO V～5 V、 4 mA～2 0 mA等 ， 能完成主变温度的采集和 计 算 。 3 ． 3 ． 3监视与报警 通 过 显 示 器对 主 要 电 气 设备 运 行 参 数 和 设 备 状 态 进 行 监 视 ， 监 视 各 设 备 的 通 信 状态和通信报文 ， 并实时显示。 显示 的 画 面 有 带 电 设 备 颜 色 标 识 。 所 有静态和动 态画面存 储在画面数据库 内 ， 用户可方便和直观地 完成实时画面的在线 编辑、 修改 、 定义 、 生成 、 删 除、 调 用和 实时 数 据 库 连 接 等 功 能 ， 并 能 与 其 他 工 作 站 共 享 修 改 或 生 成 后 的 画 面 。 画面采用符合Wi n d o w标准的窗 口管理 系统 ， 窗 口颜色、 大小、 生成、 撤除 、 移动 、 缩 放及选择等 可由操 作人 员设置和修改 。 图形管理 系统应具 有汉字 生成和输入 功能， 支持多种汉字输入法 ， 支持矢量汉字 字 库 。 具 有 动 态 棒 型 图 、 动 态 曲 线 、 历 史 曲 线 制 作 功 能 。 屏 幕 显 示 、 打 印 制 表 、 图 形 画 面中的画面名称 、 设备名称 、 告警提示信息 等均应汉 字化 。 对 各 种 表 格 具 有 显 示 ， 生 成 、 编 辑 等 功 能 。 在表格 中可定义实时数据 、 计算数据、 模拟显示并 打印输 出。 各种 报表数据 能转 换 为EXCEL格式 ， 以利于 数据 的 二次 应 用 。 信息 能够分 层 、 分级 、 分 类 显示 ， 可以 人工定 义画面显示 内容。 其 中开 关量信号 根 据 重 要 性 ， 可 分 为 三 类 。 第一 类为 事故信号 ， 包括非 正常操 作 引起的 断路器跳 闸和 保护装置 动作信号 、 影 响 全 站 安 全 运 行 的 其 他 信 号 包 括 全 站 通讯 中断 、 消防 系统火灾告警 等 。 第二 类为 报警信号 ， 包括状 态异 常信 号 、 模拟 量越 限 、 自动化 系统的 异常 事件 等 。 第三类 为告知信 号 ， 包括 反映设 备各 种 运 行 状 态 的 信号 以 及 查 询 事 故 跳 闸 或 设 备异常后的详细信息 ， 如开关分合 、 保护功 能 压 板 投退 、 保 护 的 详 细 动 作 信 息 等 。 3． 3 ． 4控 制 与 操 作 系 统 能 够 完 成 站 内 可 遥 控 设 备 的 操 作 ， l l O k V， 2 2 0 k V断路器由测控装置完成同 期功能 ， 刀闸和断路器的操作需经3 层五防 闭锁 ， 站控 层、 间隔层、 现场布线五防闭锁。 本 系统 还 具 备 顺 控 功 能 ， 即 在 需 要 进 行 一 系列倒闸操作时， 通过单个操作命令 ， 改变 过程状态， 将一 系列操作票转化为任务票 ， 减 少 人 工 操 作量 ， 减 少 误 操 作和 提 高 效 率 。 4 结语 2 2 0 k V庙岭 变 电站 综 合 自动化 系 统 ， 采 用四方公司最新的C S C 2 0 0 0 V2 综合自动化 系统 ， 支持I E C 6 1 8 5 0 标准 ， 技 术先进 ， 功能 强大 ， 限 于 篇 幅 ， 不 一 一 展 开 ， 希 望 该 文 能 为 同类工程的设计提 供一些参考 。 未来的 综合 自动化系统将在支持I E C 6 l 8 5 0 标准的 基础上 ， 向全数字化 、 智能化方 向发展。 科技资 讯 S CI E N CE ＆ T E CH N OL OG Y I N F OR MATION 2 7