关于主通风机智能化的一种解决方案的研究.pdf
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1、2023.8 矿业装备/1550 引言通风设备是井工矿的整个工作系统里重要的组成部分,在防火、热处理、瓦斯爆炸、粉尘防控方面都起到重要的作用。由于近年来很多传统行业都进行了智能化的重建并取得大量的成果,其中,通风智能化将成为井下通风管控的重要手段,实现通风智能化、通风高效化成为矿山整体智能化的重要目标之一。1 煤矿井下通风管理的重要性主通风机是支撑煤矿井下通风的重要设备,能够地面层新鲜的空气导入矿井下工作面,以使矿井内部空气可以循环流通,并对矿井内的有毒气体(CH4、CO、CO2、C2H6、C2H4、C2H2)等起到稀释作用,使其浓度降低,从而保证矿井内作业人员的生命安全。另外,煤矿通风系统的
2、使用给操作工人提供了充足的空气,不会因人太多而缺氧,还可以控制煤矿内的高温效应和空气密度,给操作工人提供一种相对较好的工作条件,从而保障工作安全和身体健康。2 矿井主通风机系统智能化研究针对我国煤矿主风力发动机系统智能化的研究,在考虑到各矿工作环境不同的情形下,以最近提出的工业 4.0 概念为参考,通过建立以矿井万兆环网的网络信息传输系统为基础,打通了以往生产机械设备、信息存储、制造装置之间互不交通的传统模式,将之融合为一体,在生产系统中各部门之间既可以相互独立工作的同时,又可以进行信息自动的交流,以此保证工业生产过程能够有效安全的进行。此外,煤矿主通风机的智能化设计,还需要考虑分析井下工作情
3、况、用电状况等一些因素。3 确保主通风机实现智能化控制的关键设备选择3.1 变频器的选择变频器实现智能控制的主要设备,选择时不仅要考虑到其运用的核心控制技术,还要全面考虑到主控板的运算速度对转矩与速度的控制精准度,以及电机启动后能够提供的最大启动转矩,这样即使系统的供电设备发生故障导致供电中断,变频器也能充分利用断电后电机进行旋转产生的动能进行发电,从而为系统整体的运行提供短暂的电源支持。3.2 PLC 设备的选择PLC 作为智能控制系统的控制核心,在对其进行选择时,首先需要结合系统的实际应用场景以及生产操作的复杂性对设备主体结构进行全面的考虑,尽可能选择一些可靠性较高、结构设计较为紧密、内置
4、集成功能与指令集较为丰富且扩展性较强的 PLC 主机设备。在完成设备型号的选择时,为了更好的满足智能控制系统需要实现的各种功能,也需要对该设备的数据输入与输出需求进行综合考量,在必要时可以为 PLC 设备增加适当的外部扩展模块,并对各模块进行 I/O 编址。3.3 瓦斯传感器的选择矿井内瓦斯浓度测量结果的准确性作为直接影响到通风机智能控制系统实际实时效果的重要因素,在对瓦斯传感器进行选择时,要根据矿井内的瓦斯浓度选择型号相符的设备,并根据相应的生产要求,尽可能将瓦斯传感器布置在掘进工作面附近、掘进巷道的回风流与回关于主通风机智能化的一种解决方案的研究宋建军(山西煤炭运销集团新旺煤业有限公司,山
5、西大同 037002)摘要:随着物联网和互联网时代的到来,传统基于人工操作的生产模式已逐渐被自动化和智能化所取代,煤矿行业也逐渐走向智能化。目前,许多矿井中重要的主风机系统已经智能化,包括监控、控制、报警和预警,基于自动化和工业环网。描述主风机系统的智能改造方案以及改造后的系统功能,以及改造煤矿生产带来的重要优势。关键词:通风机;智能监控;无人值守156/矿业装备 MINING EQUIPMENT装 备风巷等位置,从而提高瓦斯测量工作的准确性。4 通风机智能化改造思路及实现功能主通风机系统是确保煤矿井下安全的重要环节,能否安全可靠运转直接关系到煤矿的安全生产。本设计方案从实际角度出发,为原有的
6、通风机设备配备一套在线监控系统,以实现主通风机的智能化远程在线监控。主通风机远程在线监控系统能够对风机的启停、风门开闭进行远程控制,同时也可对各项运行参数的远程监测。本系统界面具备人机对话功能,既可以接入全矿的云平台系统,也可以以一个独立的监控系统存在,从而实现调度中心在上位机上监控。具体配置如下:在线监控系统以 PLC 作为控制核心,可实现对风机电气部分的集中控制,通过顺序逻辑控制程序,实现一键启动、一键停止、一键倒机等多项功能,可方便地实现主扇风机的控制功能1。本系统对主通风机房的通风机及相应的电机启动装置、电动风门、扇叶角度调节等控制功能及运行参数检测、动态显示,并将数据传送到地面生产调
7、度中心,进行实时控制、监测、报警及显示。系统的监控模式采用可编程控制柜(PLC)加工控机的形式,通过工业交换机构成局域网。现场改造两台 PLC 控制柜分别控制两台风机,每台 PLC 柜配有冗余CPU,在主 PLC 系统发生故障时备用 PLC 系统能接替主PLC 系统,实现主备切换。具有 OPC、Modbus、以太网、Profibus 等多种通讯功能。5 系统架构与特点5.1 系统架构本次改造软件方面配置通用组态软件、数据库软件、数据采集软件、中间软件、操作系统软件、安全管理软件等、并选用通用、标准、开放的模块化组件软件。本系统软件的系统构架在搭建时运用的基础结构是Browser/Server
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