礦井主通風機一鍵切倒及反風技術的研究與應用

余 洋 陳照業 應中寶 張志強 曹 飛 時高峰

（河南省新鄭煤電有限責任公司，河南 鄭州 451184）

1 現狀

PLC在工業生產中的應用逐步擴大，煤礦主通風機電控部分也采用了這種控制。PLC技術的引入提高了操作的準確性，消除了人工操作過程中的安全隱患，降低了職工的勞動強度。我礦主通風機共兩臺，一用一備，采用FBCDZ-10-No-32型對旋軸流風機，風門采用電動蝶閥自動開啟、關閉。每臺風機配兩臺電機，電機額定電壓10kV、額定電流30.7A、額定功率355kW。為保證本控制系統的先進性和通風機運行的可靠性，我們機房內的所有設備均采用PLC控制每個子控系統。選用西門子S7-200PLC作為控制核心，使風機運行電流、電壓、三相定子溫度、電機X、Y振動、排風靜壓、風機流量、風機全壓等得到實時監控。監控系統針對不同的故障有不同形式的報警，對一些不影響通風機正常運行的故障，監控系統只作用于報警，不影響通風機安全運行。為節約成本在現場集控的基礎上又將主通風機PLC接入工業環網，使之能在自動化集控中心進行遠程監控。

人工倒換風機要操作高壓開關柜，為了防止觸電要戴絕緣手套，穿絕緣靴，站在絕緣臺上方能操作。而且操作人員要非常熟練操作步驟，如果操作中出現錯誤會造成一定的影響。特別是主通風機是為礦井提供新鮮空氣的重要設備，一點失誤都不容出現。通常要一人操作一人監護，操作一步再確認一下，再操作下一步，費時又費力。人工倒換一次風機的時間大約是6分鐘，反風大約是3分鐘。如果操作過程中出現意外，時間會更長。目前國內主通風機倒換大多都是切倒進行的，停風最多不能超過10分鐘，超過這個時間就不安全了。下面就向大家介紹一下這種新型的倒換風機技術。

2 技術研究方案的確定

原主通風機監測系統為SIEMENS S7-200系列PLC，上位監控為WINCC軟件。系統連接采用西門子S7-200 PLC專用的OPC服務器——PC ACCESS，自動化集控中心通過PC ACCESS協議讀取風井運行參數，上位機采用Proficy IFIX軟件。在此基礎上修改主通風機的PLC程序并進行調試，增加控制主通風機的程序，為有效控制成本，不再更改現場上位機監控，直接通過PLC傳輸至井下工業環網，再由工業環網上傳至集控中心。數據傳輸至集控中心后，通過KEPServerEx軟件將數據轉換至IFIX數據庫，再優化上位機監控畫面，實現對主通風機一鍵切倒及反風的控制。此方案成本最小化，若一旦集控中心數據中斷無法進行一鍵切倒及反風時，不影響立即采用就地人工操作，現場監測系統、操作和遠程控制系統相對獨立，有效確保通風系統安全可靠地運行。

3 倒換流程

在滿足倒換風機的情況下，集控中心值班員開始操作：進入主通風機運行組態主界面，點擊登錄。彈出對話框輸入用戶名和密碼，登錄后進入主通風機控制畫面。點擊“自動切倒風機”按鈕，風機開始自動倒換。自動倒換風機流程：關閉在用風機2級電機→關閉在用風機1級電機→關閉在用風機蝶閥，同時開啟備用風機蝶閥→在用風機蝶閥關閉41秒后再用風機換相柜正轉停止、備用風機換相柜正轉啟動→開啟備用風機1級電機→開啟備用風機2級電機。一鍵倒換風機完畢后觀察在用風機排風靜壓，1、2級電機電流正常后，退出操作登錄。

4 反風操作

為確保一年一度的反風演習能安全高效地進行，新鄭煤電公司也對風機控制PLC做了一套反風操作程序。操作如下：現場人員將正在運行的風機一級電機、二級電機、蝶閥、換相柜關閉，確認1#、2#風機蝶閥、換相柜、電機風葉處于停止狀態。開始操作：進入主通風機運行組態主界面，點擊登錄。彈出對話框輸入用戶名和密碼，登錄后進入主通風機控制畫面。點擊“反風操作”按鈕，彈出對話框，操作員選擇1#或2#反風啟動按鈕，風機開始自動反風。一鍵反風流程：開啟反風風機蝶閥→開啟風機換相柜反轉啟動→開啟風機2級電機→開啟風機1級電機。觀察風機排風靜壓、風機流量，1、2級電機電流正常后，退出操作登錄。

5 結論

自新鄭煤電公司主通風機遠程監控系統實現一鍵切倒后，風機倒換時間由以前的5分鐘減少到80秒，時間縮短4.6分鐘。反風時間由以前的3分鐘減少到61秒，時間縮短將近2分鐘。減少了井下停風時間。同時主通風機優化操作工序，實現一鍵切倒及反風，提高了礦井通風系統的運行安全性、可靠性和礦井抗災能力，提高了煤礦主通風機的自動化管理水平。消除了人員操作存在的隱患，降低了職工勞動強度，符合“少人多安，無人則安”的原則，為以后減人提效、無人值守奠定了堅實的基礎。