海域移动式压风机自动化改造与应用

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[关键词]压风机 PLC控制器 数据采集设备 远程通讯

中图分类号：TD441 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）33-0393-01

前言

煤矿企业井下生产过程中，需使用风钻、风镐等风动工具，为保证使用效率及施工进度，就要求有良好的供风系统为之提供保障，而良好的供压风系统目前完全依靠地面的大型螺杆式压风机等进行供风，因此作为矿井生产的重要环节之一，压风系统的性能好坏-直接影响到采掘迎头的生产进度。

改造背景

随着北皂煤矿海域区域开拓范围不断延伸，我矿地面压风系统已无法满足井下长距离的压风供应，海域掘进迎头供风压力明显偏低，致使风动工具效率降低，影响施工进度。为此，我们分别在海域-350大巷1#眼和4#眼附近增设了两台SM5132A型20m3移动式螺杆空压机，对海域各用风地点进行压风补充。但由于该套系统的馈电开关为手动操作，同时系统也需要人工对压力状态、运行状态、阀门关闭等进行操作，就需要我区每班安排人员进行操作，费时、费力。

改造方案

为实现海域两台移动压风机的远程自动化控制减少现场操作人员，达到减人提效的目的。我们根据矿井的实际情况首先针对海域大巷4#眼移动压风机进行自动化改造。

1、在压风机硐室增设一台PLC控制器，控制核心采用西门子S7-200PLC，并配有模拟量采集模块（8路）和以太网通讯模块。实现压风机数据的采集及控制功能。

2、完善压风机的数据采集装置，增设温度传感器、压力传感器、烟雾传感器、电压变送器及电流变送器等数据采集设备。

3、针对移动压风机的手动阀进行改造，将手动阀更换成电磁阀，使其具备控制要求。

4、完成PLC控制器与工业以太环网的连接，为以太网模块分配IP地址，使其具备远程通讯功能。

5、完成地面服务器OPC配置，实现PLC与服务器数据交互。根据控制系统设定组态变量标签，完成系统组态。

实现功能及要求

1、海域压风机控制具有就地和集控两种控制方式。

2、正常启动：无论在就地方式还是在集控方式，按‘启动’按钮即可就地或远程启动空压机，十六秒后，加载阀自动加载运行。

3、正常停机时，在按下‘停止’按钮，空压机加载阀自动卸载，二十秒后，空压机停止运转。

4、风机启动后，当供风压力达到设定值在5分钟内不降低，且电机运行电流降到卸载运行电流值5分钟内不升高，延时5分钟后，风机加卸载电磁阀动作卸载，二十秒后风机停机――空久停车。当供风压力低于下限设定值时，压风机自动启动并加载运行。

5、控制系统具有供风压力检测、主电机电压检测、主电机电流检测、供风温度检测、主电机轴承温度检测、环境温度检测、烟雾检测保护功能、主机温度超温保护等功能。

故障停机

当出现超温故障、电压过低、过流、温度超温、烟雾动作时，立即直接停机，无需先卸载。

系统布置图及 I/O点分配

根据移动压风机自动化改造的设计规划，将系统布置图及I/O点设计如下：

I/O点设计：

创新点分析：

改造后的移动压风机可实现远程集控：

1、通讯部分：在压风机硐室的PLC控制箱内配备以太环网模块，通过矿井工业环网将PLC采集的数据传送到自动化平台服务器，通过接入及组态后在信控中心监控室及调度室进行监视。

2、空压机设计的控制系统，监控整个空压机系统的控制、监测和保护，并配备通讯模块，接入自动化控制平台，实现无人值守。