煤礦主通風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速及控制監(jiān)控系統(tǒng)

煤礦主通風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速及控制監(jiān)控系統(tǒng)概述煤礦巷道通風(fēng)系統(tǒng)，在煤礦的安全生產(chǎn)中起著至關(guān)重要的作用，由于煤礦開采及掘進(jìn)的不斷延伸，巷道延長(zhǎng)，礦井所需的風(fēng)量將不斷增加，風(fēng)機(jī)所用功率也將加大；四季的交替，冷熱的變化，所需的風(fēng)量也需不斷調(diào)節(jié)。變頻調(diào)速以其優(yōu)異3二、變頻節(jié)能原理率因數(shù)、節(jié)電顯著和應(yīng)用范圍廣泛等諸多優(yōu)點(diǎn)方式，可以實(shí)現(xiàn)以下幾個(gè)功能：眺生產(chǎn)成本;使用壽命;動(dòng)化運(yùn)行程度，安全生產(chǎn)。變頻調(diào)速控制系統(tǒng)利用變頻調(diào)速來(lái)實(shí)現(xiàn)風(fēng)量（風(fēng)壓）調(diào)節(jié)，代替擋風(fēng)板等控制方式，不但可以節(jié)約大量的電能，而且可以顯著改善系統(tǒng)的運(yùn)行性能。曲線（1）為風(fēng)機(jī)在恒定轉(zhuǎn)速n1下的風(fēng)壓一風(fēng)量（H—Q）特性，曲線（2）為管網(wǎng)風(fēng)阻特性（風(fēng)門全開）。假設(shè)風(fēng)機(jī)工作在A點(diǎn)效率最高，此時(shí)風(fēng)壓為H2,風(fēng)量為Q1,軸功率N1與Q1、H2的乘積成正比，在圖中可用面積AH2OQ1表示。如果生產(chǎn)工藝要求，風(fēng)量需要從Q1減至Q2，這時(shí)用調(diào)節(jié)風(fēng)門的方法才目當(dāng)于增加管網(wǎng)阻力，使管網(wǎng)阻力特性變到曲線（3）,系統(tǒng)由原來(lái)的工況點(diǎn)A變到新的工況點(diǎn)B運(yùn)行。從圖中看出，

風(fēng)壓反而增加，軸功率與面積BH1OQ2成正比。顯然，軸功率下降不大。如果采用變頻器調(diào)速控制方式，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速由n1降到n2，根據(jù)風(fēng)機(jī)參數(shù)的比例定律，畫出在轉(zhuǎn)速n2風(fēng)量（Q-H）特性，如曲線（4）所示?？梢娫跐M足同樣風(fēng)量Q2的情況下，風(fēng)壓H3大幅度降低，功率N3也隨著顯著減少，用面積CH3OQ2表示。節(jié)省的功率^N=（H1-H3）XQ2,用面積BH1H3C表示。顯然，節(jié)能的經(jīng)濟(jì)效果是十分明顯的。由流體力學(xué)可知，風(fēng)量與轉(zhuǎn)速的一次方成正比，風(fēng)壓H與轉(zhuǎn)速的平方成正比，軸功率N與轉(zhuǎn)速的三次方成正比。采用變頻器進(jìn)行調(diào)速，當(dāng)風(fēng)量下降到80%時(shí)，轉(zhuǎn)速也下降到80%，而軸功率N將下降到額定功率的51.2%，如果風(fēng)量下降到60%,軸功率N可下降到額定功率的21.6%,當(dāng)然還需要考慮由于轉(zhuǎn)速降低會(huì)弓【起的效率降低及附加控制裝置的效率影響等。即使這樣，這個(gè)節(jié)能數(shù)字也是很可觀的，因此風(fēng)機(jī)采用轉(zhuǎn)速控制方式來(lái)調(diào)節(jié)風(fēng)量，在節(jié)能上是個(gè)有效的方法。理論分析和實(shí)測(cè)都證明用人為增加通風(fēng)阻力（關(guān)小閘門）的方法調(diào)節(jié)風(fēng)量會(huì)造成電能的浪費(fèi)，是不可取的。而大型煤礦的服務(wù)年限大多在幾十年以上，投產(chǎn)初期到井田穩(wěn)定開采一般在十年以上，因此在主扇風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)上余量會(huì)特別大，在才目當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)主扇風(fēng)機(jī)一直處在較輕負(fù)載下運(yùn)行。如果煤礦主扇風(fēng)機(jī)還采用檔板調(diào)節(jié)，只會(huì)造成能源浪費(fèi)、增加生產(chǎn)成本。可是采用變頻調(diào)速改變風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的方法調(diào)節(jié)風(fēng)量，不但節(jié)能效益顯著，而且還有減少機(jī)械磨損延長(zhǎng)機(jī)械使用壽命的效果。三、系統(tǒng)技術(shù)說(shuō)明按照系統(tǒng)設(shè)計(jì)中各部分功能來(lái)劃分，將系統(tǒng)分為三大部分，即為：＞供配電系統(tǒng)?10KV高壓配電系統(tǒng)

?380/220V低壓配電系統(tǒng)?交流系統(tǒng)?直流系統(tǒng)＞變頻調(diào)速系統(tǒng)完成對(duì)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)、保護(hù)功能，根據(jù)風(fēng)量與瓦斯?jié)舛葘?shí)現(xiàn)PID閉環(huán)控制，實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)自動(dòng)調(diào)速運(yùn)行；并具有重載啟動(dòng)、過(guò)載能力強(qiáng)、保護(hù)功能完善等諸多優(yōu)勢(shì)。驅(qū)動(dòng)部分還另設(shè)置旁路柜，在變頻器出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，可自動(dòng)將風(fēng)機(jī)切換至工頻運(yùn)行，保證井下通風(fēng)正常，安全生產(chǎn)。＞無(wú)人值守控制及在線監(jiān)控系統(tǒng)；控制及在線監(jiān)控系統(tǒng)中采用可編程控制器PLC作為主控器，上位機(jī)配備工控機(jī)及組態(tài)軟件完成系統(tǒng)操作與監(jiān)控，PLC采用雙機(jī)熱備方式，任意一套控制器出現(xiàn)問(wèn)題，另一套可以快速響應(yīng)投入運(yùn)行；控制部分采集現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備及傳感器的返回信號(hào)，并根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)工況要求，通過(guò)編程的方式實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)運(yùn)行的授權(quán)遙控、現(xiàn)場(chǎng)集中、就地手動(dòng)等控制方式，使風(fēng)機(jī)系統(tǒng)達(dá)到智能運(yùn)行，能自動(dòng)切換風(fēng)機(jī)，自動(dòng)反風(fēng)，實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守。并實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中各設(shè)備的實(shí)時(shí)參數(shù)檢測(cè)、歷史數(shù)據(jù)查詢，相關(guān)重要參數(shù)的定期報(bào)表輸出，使操作人員對(duì)每臺(tái)設(shè)備的狀況充分了解，維護(hù)人員對(duì)設(shè)備的運(yùn)行情況有據(jù)可查。礦井主通風(fēng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)完成以下自動(dòng)控制和監(jiān)測(cè)功能：?主通風(fēng)機(jī)正常狀態(tài)下的開、?？刂?。?主通風(fēng)機(jī)定期輪換控制。?礦井發(fā)生事故需返風(fēng)時(shí)的倒轉(zhuǎn)反風(fēng)控制。?風(fēng)門絞車控制?？刂骑L(fēng)門電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)風(fēng)門的開閉，并監(jiān)測(cè)到位信號(hào)；

自動(dòng)調(diào)節(jié)控制程序具有倒換風(fēng)機(jī)預(yù)警、定時(shí)反風(fēng)預(yù)告、風(fēng)量調(diào)節(jié)預(yù)報(bào)三類程序?？刂骑L(fēng)機(jī)電機(jī)高壓起動(dòng)柜的分合閘，控制和保護(hù)變頻器和整流變壓器，并監(jiān)視其故障保護(hù)狀況。監(jiān)測(cè)風(fēng)機(jī)電機(jī)的軸承溫度、繞組溫度信號(hào)。監(jiān)測(cè)風(fēng)機(jī)的主軸承溫度、振動(dòng)位移、喘振信號(hào)。顯示、記錄所檢測(cè)的各個(gè)溫度值，繪制曲線，并提供歷史數(shù)據(jù)的查詢。根據(jù)靜壓、壓差檢測(cè)信號(hào)，繪制靜壓、風(fēng)量、風(fēng)速和效率曲線，并提供歷史數(shù)據(jù)