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概述

目前,一般采用局部通风机对井下独头巷道进行通风,以稀释瓦斯浓度,消除煤矿事故隐患。 基于局扇通风的重要性,煤矿安全规程规定:每个局部通风点,要配置两台风机,一主一备,在主风机因故停机时自动切换至备用风机,并在主风机恢复正常后自动投入工作,停止副风机的工作。为确保井下局部通风的安全运行,每天必须实验副风机的状态是否完好。目前,大多数煤矿是采用现场手动方式来完成此项实验的,每个通风机地点设专人进行风机的切换试验和维护,该方式难于确保人工试验的真实性,其操作记录也不完善,给矿井的安全生产带来安全隐患。随着煤矿自动化控制和信息化管理水平的发展,现有的局扇控制方式已不能满足安全生产和现代化管理的需要,有必要采用一套先进可靠的自动控制系统,实现煤矿局扇的全自动控制和科学管理。

徐州兆恒工控与中国矿业大学信电学院合作,针对我国煤矿的现状,根据局扇控制和管理的新理念,利用计算机控制技术、可编程控制器和网络技术,构建一套全自动控制系统。该系统实现了对风机运行状态、瓦斯浓度、风速的监测;实现了在地面监控室,每天定时自动对主备风机进行切换实验;能够在主风机因故障停车时自动切换至备用风机,并在主风机回复正常后停止备用风机恢复主风机的工作;地面监控软件能够记录局扇风机运行和试验的历史资料;能够将全矿局扇的运行信息通过局域网传送给有权浏览的用户。系统构造了对局部通风机全自动控制,实现了煤矿的安全生产和减人提效的目的。

系统的主要功能

1、本系统具备自动切换功能,能够按预先设定的时间,每天定时对备用风机进行切换试验(测试);

2、实现在主风机出现故障或停电时,自动切换至备用风机;

3、对配置变频器的局扇,根据瓦斯浓度的大小,自动调节变频器的工作状态;

4、当瓦斯浓度超标时,自动停掉两部风机、掘进机或采煤机等生产设备的电源;

5、能够在地面监控室,通过计算机控制井下各局扇的运行和倒机试验,即:在计算机上点击切换测试按钮,自动完成切换测试;

6、能够监测局扇的运行参数,如电流、温度等,当所测参数超标时给出预警信号;

7、每台局扇控制柜配置100M或1000M以太网接口,使PLC控制柜能直接接入井下工业环网;

8、该系统能够从井下瓦斯监测分站或地面安全监测计算机上读取瓦斯浓度信号或报警信号;

9、地面监控软件能够记录局扇控制系统操作运行的历史资料,包括风机切换的时间、远程切换还是就地手动切换、设备送电时间和停电时间等。

10、局扇的每天切换测试,计算机会自动记录,并区分是定时,远控或就地测试。

硬件配置及其特点

1、系统硬件配置

本系统为每套局扇配置PLC控制分站一台。PLC控制分站的PLC选用西门子系列产品。在地面监控室配置监控计算机两台,互为热备用。


2、PLC控制分站的特点

PLC控制分站采用双电源供电,保证控制分站供电的可靠性,当一路断电后另一路电源自动投入。PLC控制分站留有甲烷传感器接入端口,能实时采集的甲烷传感器信息,及风机的运行信号,当甲烷浓度超标时自动停掉所有的风机并闭锁相关设备电源。当主风机停机时副风机自动开启,副风机停机时主风机自动开启。如果主风机因为停电而不是故障停机,当主风机恢复供电后,系统自动从副风机切换到主风机。

本系统设置两种操作模式:就地、远控。当PLC操作箱选择按钮在就地位置上时,只能通过PLC控制箱的按钮进行风机切换操作,地面监控计算机只能监视风机状态。在远控位置上时,上位机和就地都可以进行切换及相应操作。定时切换需要在远控位时才有效。

大屯煤电公司姚桥矿局扇控制主界面

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