探討軸流式通風(fēng)機(jī)在線監(jiān)測與自動控制系統(tǒng)的改造

孫笑聲

摘要：本文軸流式通風(fēng)機(jī)風(fēng)門的切換為人工操作電控箱啟動絞車牽引風(fēng)門進(jìn)行切換，風(fēng)機(jī)啟動方式為高開柜直接啟動。為解決老式軸流式通風(fēng)機(jī)操作程序繁瑣，對照標(biāo)準(zhǔn)要求存在不足與缺陷，對在線監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行改造。

關(guān)鍵詞：軸流風(fēng)機(jī)；監(jiān)測自動控制；改造應(yīng)用

風(fēng)機(jī)在線監(jiān)測系統(tǒng)為KJZ-2型，雖然投運(yùn)以來一直運(yùn)行穩(wěn)定，但不具備自動控制、數(shù)據(jù)上傳、網(wǎng)絡(luò)通訊接口等擴(kuò)展功能。本文闡述了通風(fēng)機(jī)在線監(jiān)測與自動控制改造的情況。該系統(tǒng)采用了液晶觸摸屏和PLC可編程控制器組成的監(jiān)控系統(tǒng)，完善了原有監(jiān)測系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)及報(bào)警和保護(hù)功能，實(shí)現(xiàn)通風(fēng)機(jī)的一鍵啟停及自動切換，保障風(fēng)機(jī)的可靠運(yùn)行。

1風(fēng)機(jī)在線監(jiān)測及控制系統(tǒng)存在的問題

主扇風(fēng)機(jī)目前只能實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)溫度、電參數(shù)、振動、性能特性等的監(jiān)測，不具備控制功能，風(fēng)機(jī)啟動、停止、倒換風(fēng)機(jī)過程全部由人工操作實(shí)現(xiàn)，操作可靠性低，存在諸多安全隱患。

（1）主扇風(fēng)機(jī)為老式軸流風(fēng)機(jī)，采用人工手動進(jìn)行風(fēng)機(jī)啟、停、倒換控制，操作程序繁瑣，可靠性低，啟動時(shí)風(fēng)機(jī)操作時(shí)間較長，當(dāng)運(yùn)行風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)很難在規(guī)定的時(shí)間范圍內(nèi)順利切換到備用風(fēng)機(jī)，安全隱患大。現(xiàn)有在線監(jiān)測系統(tǒng)只監(jiān)測電機(jī)電流、電壓、功率和啟停信號，不具備自動控制功能，雖對風(fēng)機(jī)開關(guān)柜進(jìn)行了技術(shù)改造，但風(fēng)機(jī)集中控制系統(tǒng)還沒有建立，與上述風(fēng)機(jī)集中控制系統(tǒng)要求第1、2條不符。

（2）現(xiàn)有風(fēng)門設(shè)備老化陳舊、關(guān)閉不嚴(yán)，在倒風(fēng)機(jī)時(shí)需要人工動手剎車，停止后需重新啟動，倒機(jī)時(shí)間長，安全隱患增加，與上述風(fēng)機(jī)集中控制系統(tǒng)要求第1、2、3條不符。

（3）現(xiàn)有風(fēng)門控制和關(guān)閉到位情況通過人工實(shí)施和判定，控制可靠性低，判斷時(shí)間長且容易失誤，與上述風(fēng)機(jī)集中控制系統(tǒng)要求第3條不符。

2風(fēng)機(jī)在線監(jiān)測及控制系統(tǒng)改造方案

2.1改造方案根據(jù)多方調(diào)研和現(xiàn)有在線監(jiān)測系統(tǒng)的實(shí)際情況，提出改造方案。利用現(xiàn)有在線監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測數(shù)據(jù)，增加一套控制系統(tǒng)，完成監(jiān)測控制功能，確保設(shè)備的可靠性。

（1）在原有在線監(jiān)測系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)上還需完善以下功能：①風(fēng)機(jī)開、停狀態(tài)；②風(fēng)門狀態(tài)；③風(fēng)機(jī)正反轉(zhuǎn)信號；④風(fēng)機(jī)開關(guān)柜合、分閘狀態(tài)及故障信號。

（2）報(bào)警和保護(hù)功能①數(shù)據(jù)超限聲光報(bào)警；②通風(fēng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)或故障時(shí)，報(bào)警并提示啟動備用風(fēng)機(jī)。

（3）控制功能

①通風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)分為就地控制、觸摸屏控制二種方式，具有優(yōu)先級、級別依次降低。系統(tǒng)可按預(yù)先編制的程序在電腦終端發(fā)送相關(guān)控制命令，各控制命令以開關(guān)量信號下傳相關(guān)控制系統(tǒng)，由相關(guān)電控系統(tǒng)實(shí)施控制操作。

②監(jiān)測控制柜內(nèi)安裝在線監(jiān)測所需元器件，一方面將監(jiān)測數(shù)據(jù)上傳觸摸屏顯示所有參數(shù)，另一方面將控制命令通過中間繼電器與通風(fēng)機(jī)電控柜的遠(yuǎn)控系統(tǒng)聯(lián)動，實(shí)現(xiàn)通風(fēng)機(jī)的集中控制。

③通風(fēng)機(jī)高壓電控柜設(shè)操作選擇開關(guān)或按鈕。當(dāng)選擇手動時(shí)，通風(fēng)機(jī)及其附屬設(shè)備由各自的就地控制按鈕起動、停止；當(dāng)選擇集中控制時(shí)，通過監(jiān)控觸摸屏進(jìn)行相關(guān)操作。系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)用戶切換功能，用于設(shè)置普通用戶和管理員的切換。

2.2系統(tǒng)組成及功能實(shí)現(xiàn)

由觸摸屏和三菱PLC可編程控制器及數(shù)據(jù)采集組成的監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用485通訊模塊，實(shí)現(xiàn)電氣開關(guān)合閘和線路情況監(jiān)控的自動化。全系統(tǒng)由主控機(jī)（液晶顯示器）、PLC采集系統(tǒng)、指令系統(tǒng)、測量系統(tǒng)和動態(tài)畫面顯示系統(tǒng)構(gòu)成。監(jiān)控觸摸屏作為主機(jī)和管理機(jī)，對現(xiàn)場各設(shè)備運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集、管理、集成和歷史數(shù)據(jù)存儲。并對風(fēng)機(jī)運(yùn)行及切換流程以畫面和數(shù)字方式顯示和報(bào)警，與此同時(shí)用戶可以實(shí)時(shí)對系統(tǒng)進(jìn)行管理、報(bào)表生成，并可通過485通訊接口將有關(guān)數(shù)據(jù)上傳至其他的中心數(shù)據(jù)服務(wù)器上。用戶可以根據(jù)現(xiàn)場情況設(shè)定開關(guān)的啟、停及進(jìn)行故障檢測等。通過液晶觸摸屏可對投入運(yùn)行的設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)和參數(shù)監(jiān)視，并有各種報(bào)警、故障顯示等功能。操作界面全部通過漢字菜單進(jìn)行多畫面的切換。

3風(fēng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的集成化自動化

3.1風(fēng)機(jī)手動和自動兩種控制方式

（1）當(dāng)風(fēng)機(jī)控制打到手動控制時(shí)，選擇按鈕選擇其中一臺風(fēng)機(jī)，按順序依次按下風(fēng)門打開，抱閘打開，風(fēng)機(jī)啟動按鈕，按順序啟動風(fēng)機(jī)。按順序依次按下風(fēng)機(jī)停止，風(fēng)門關(guān)閉，抱閘關(guān)閉按鈕，按順序停止風(fēng)機(jī)來操作控制方式。

（2）當(dāng)風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)打到自動控制時(shí)，選擇按鈕選擇其中一臺風(fēng)機(jī)，按下自動啟動按鈕按順序啟動其中一臺風(fēng)機(jī)，當(dāng)風(fēng)機(jī)運(yùn)行超時(shí)或出現(xiàn)故障時(shí)自動切換到運(yùn)行風(fēng)機(jī)按順序停機(jī)，而另一臺風(fēng)機(jī)自動啟動的過程。此操作通過PLC自動完成，自動化和集成化程度高，維護(hù)簡單，確保時(shí)時(shí)都有一臺風(fēng)機(jī)處于工作狀態(tài)，一臺風(fēng)機(jī)處于停止備用狀態(tài)。

32風(fēng)機(jī)的切換過程

例如：主通風(fēng)機(jī)由1號機(jī)自動切換至2號機(jī)按下切換按鈕，1號風(fēng)機(jī)開關(guān)柜真空斷路器分閘，1號電動機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，延時(shí)15s后，1號風(fēng)機(jī)電動機(jī)對輪電動抱閘裝置緊閘，同時(shí)2號風(fēng)機(jī)電動抱閘松閘，當(dāng)松閘狀態(tài)燈顯示為綠色后，1號風(fēng)門絞車啟動下放關(guān)閉風(fēng)門。當(dāng)風(fēng)道下方接近開關(guān)或霍爾傳感器判斷風(fēng)門關(guān)閉到位后，1號風(fēng)門絞車停止運(yùn)轉(zhuǎn)。2號風(fēng)門絞車啟動上提開啟風(fēng)門，當(dāng)風(fēng)門上方接近開關(guān)或霍爾傳感器判斷風(fēng)門開啟到位后，2號風(fēng)門絞車停止運(yùn)轉(zhuǎn)。2號風(fēng)機(jī)高開柜真空斷路器合閘，2號風(fēng)機(jī)電動機(jī)啟動，風(fēng)機(jī)切換完成。

3.3顯示功能上位機(jī)觸摸屏監(jiān)控畫面由故障狀態(tài)顯示畫面，風(fēng)機(jī)實(shí)際模擬顯示運(yùn)行和圖表及故障報(bào)警畫面組成，利于工作人員的日常監(jiān)測與操作。

結(jié)語：

通過對東風(fēng)風(fēng)井風(fēng)機(jī)在線監(jiān)測及集中控制系統(tǒng)的改造，是風(fēng)機(jī)運(yùn)行更加合理、穩(wěn)定。完善了風(fēng)機(jī)自動控制系統(tǒng)，簡化了操作程序，風(fēng)機(jī)的切換過程控制在200s以內(nèi)，符合安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化基本要求，大大提高了通風(fēng)及的自動化水平。

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（作者單位：浙江江銅富冶和鼎銅業(yè)有限公司）