PLC控制技术在矿用通风机上的应用

基于PLC的矿井通风控制系统的设计

作者：程莉

来源：《消防界》2020年第12期

摘要：井下空气参数的控制是矿井开采、掘进行业不可获取的部分，尤其在对瓦斯的含量需要重点调控的工作场所，矿井内的空气流通条件以及瓦斯气体浓度是对在矿井内作业人员的生命安全起决定性作用的。PLC是把微型处理器当作中枢使用的数字化调控的工业上专门使用的处理器，即便是处于条件非常差的作业环境中，依然能够工作。

关键词：通风控制;火灾隐患;调控系统

一、课题的背景及意义

矿井通风的作用是把新鲜的外界空气源源不断地传送到井下，由此提高矿井内空气中氧气的含量，同时把矿井产生的有害气体排出来。因此，矿井通风是矿井生产过程中一个尤为重要的环节，在矿山的初步建设和运营中起着非常重要的作用。

矿井的通风系统还关系着矿井的消防能力。火灾燃烧时形成火风压，容易引起局部风流状态紊乱，甚至造成整个通风系统风流状态混乱。矿井火灾会使井下污染区域内的人员被烧伤、中毒或窒息，会对矿井的人员和设备造成极大的损害，也会造成巨大的经济和社会损失。良好的通风系统能有效减少火灾隐患和避免火灾事故的发生，且能抑制火势蔓延。所以，合理地选择评价矿井通风系统对矿井的生产与安全工作至关重要。

本调控系统采用调控变频调速器，把电网供应的常规频率的交流电改变为多个频率特性进行输出，可以做到对交流电机的无级调速。为了对矿井风机进行智能控制，变频控制系统选用开环控制，该装置可设定任意频率控制电机转速;但若变频调控系统设计成闭环模式时，会根据控制命令和反馈的信息的动态变化，自主获得适合的电机调控频率。

二、国内外发展现状

近年来，煤矿产能的扩大和生产的集约化已成为趋势。矿山设备水平迅速提高，系统得到简化，但是依然存在许多已经挖掘很长时间的老矿，系统很复杂，和许多新矿井的生产能力相比，具有比较高的集中度，给矿井作业系统带来了新的安全隐患。

针对煤矿风机自动化控制系统的设计

系统以工业控制plc为核心，主要由信号测取装置和传感（变送）器、上位机及通讯装置及其他设备组成。采用了先进的计算机技术，功能强大，智能化程度高保证了风机的安全，高效、稳定运行。可以对各种影响安全生产的情况实现及时报警。

plc、变频器、离心风机、自动控制

【中图分类号】td63+5文献标识码：b文章编号：1673-8005（2013）02-0030-01

1、引言

煤矿矿井通风系统是煤矿矿井安全生产的重要组成部分，煤矿矿井通风系统能否正常工作与矿井内工作环境条件、生产效率、安全生产密切相关。随着我国政府对各行各业安全生产监管力度的不断加强，尤其对煤矿安全生产的要求越来越高，对煤矿矿井通风系统进行技术改造，提高其运行稳定性、可靠性、节能降耗等势在必行。

2系统的总体设计

本论文设计的风机控制系统主要是风机风量的调节中引入变频器对风机风速的调节，据所需风量和风压大小通过变频器来调节风机的转速在节能和提高风机效率方面优点突出；系统采用plc和变频器与空气压力变送器配合使用，使系统控制的安全性、可靠性大大提高，也使风机运行的故障率大大降低，不仅节约了电能，而且还提高了设备的运转率。为满足矿井通风系统自动控制的要求，系统的具体设计要求如下： 2.1本系统提供手动/自动两种工作模式，具有状态显示以及故障报警等功能。

2.2模拟量压力输入经pid运算，输出模拟量控制变频器。

2.3在自动方式下，当井下压力低于设定压力下限时，两组风机将同时投入工作运行，同时并发出指示和报警信号。

2.4模拟量瓦斯输入，当矿井瓦斯浓度大于设定报警上限时，发出指示和报警。当瓦斯浓度大于设定断电上限时，plc将切断工作面和风机组电源，防止瓦斯爆炸。

2.5运用温度传感器测定风机组定子温度或轴承温度，当定子温度或轴承温度超过设定报警上线时，发出指示和报警信号。当定子温度或轴承温度超过设定风机组转换温度界线时，plc将切断指示和报警信号并自动切断当前运行风机组，在自动方式下并能自动接入另一台风机组运行，若在手动方式下，工作人员手动切换。

基于PLCS7-300的煤矿风机实时监控系统开发

摘要:从提高煤矿通风机工作能力的角度出发，分析了基于西门子PLCS7-300（PC13C）和西门子G130变频器的远程智能通风机监控系统，系统通信模式采用了成熟的RS485总线协议。详细介绍了监控系统的组成与功能，分析了系统网络通信设计、风机驱动设计、变频器参数设置、上位机和下位机监控程序功能等主要系统设计内容。关键词:煤矿通风机；监控系统；PLCS7-300；G130中图分类号:TP273；TD72文献标识码:A文章编号:1008-8725（2013）02-0023-03DevelopmentofCoalMineVentilatorReal-timemonitoringsystemBasedonPLCS7-300MAWen-hui1，FANYong-tai1，CHENHui-ming2（1.HebeiSchoolofScienceandTechwologyEngineering,Baoding071000,China;2.People'sLiberationArmy66165Force,Baoding071000,China）Abstract:Acoalmineventilatorreal-timemonitoringsystemwasdesignedbasedonSiemensPLCS7-300andtransducerG130inordertoimprovetheworkingabilityofcoalmineventilator.TheRS485busagreementwasapllicatedintnecommunicationmodeofthesystem.Introducedtheventilationsystemoftheprisonequippedwithfunction,thispaperanalyzesthenetworkcommunicationsystemdesign,fandriverdesign,frequencyinverterparametersetting,PCandalowerlevelcomputermonitoringprogramfunctionmainsystemdesigncontent.Keywords:coalmineventilator;monitoringsystem;PLCS7-300;G130

ＰＬＣ在煤矿主通风机控制中的应用研究　应用技术　

啊Ｉ　

周茂盛　

（淮南矿业集团朱集煤矿）　

［摘　要】煤矿通风系统中的阻力和所需的风量是经常变化的，有时相差较大，尤其是煤矿的前期和后期。本文对ＰＬＣ在煤矿主通风机控制中的应用进行　

研究分析。　【关键词】ＰＬＣ煤矿主通风机控制　

中图分类号：Ｘ７５２　文献标识码：Ａ　文章编号：１００９—９１３Ｘ（２０１０）１９—０３Ｉ７－０２　

１概述　ＰＬＣ是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装　

置。朱集矿扇风机房安装２台豪顿风机厂生产、制造的ＡＮＮ一３３９２／Ｉ６００Ｂ型　大型轴流扇风机，拖动电机为ＡＢＢ电机功率为３９００ＫＷ，一用一备，风量调节是通　

过叶片执行器调节风叶的角度，达到调节风量的目的。叶片角度调节范围是　

（１５。～５２。），风机直接起动：扇风机的控制采用合肥万邦自动控制工程有限　

公司集成、生产、制造的ＨＷＢ一２Ｏ０２分散型控制系统。该控制系统采用两　套相互独立的ＡＢ　ｃｏｎｔｒｏｌＬ０ｇｉｘ５００Ｏ系￣ＯＰＬＣ现场控制站，即每台扇风机设一　

套现场控制站。由于风机是煤矿关键及其重要的设备，其运行的好与坏直接　

关系到煤矿的安全生产和经济效益，每套现场控制站又设一套手动控制系统。　当ＰＬＣ故障时，可转换为手动控制。并在控制室配置了二套操作站，操作站与　

现场控制站采用高速以态网进行通信，对现场控制站送来的数据进行分析、　

处理、控制和管理，并留有接口供远传数据共享。　

２控铜系统组成　针对矿用风机其重要性，吸收先进的控制理念，并针对通风机运行的特点，　

将系统做到安全、可靠、经济、操作方便。即该控制系统采用了由Ｐ　Ｌ　Ｃ　

组成的二级分布式计算机集散式控制系统，对通风机运行的过程进行检测、　

显示、控制、保护、报警和管理。朱集矿扇风机房计算机监控系统（以下　简称为计算机监控系统）是由可编程控制器（以下简称为下位机）和操作站（以　

下简称为上位机）两部分组成。下位机采用ＡＢ　ｃ０ｎｔｒｏ１Ｌｏｇｉｘ５００Ｏ系列ＰＬＣ，