煤矿主通风机检测与控制*

刘 勇 张宇翔 王梓宇

中国矿业大学徐海学院嘉园实验楼，江苏 徐州 221000



煤矿主通风机检测与控制*

刘 勇**张宇翔 王梓宇

中国矿业大学徐海学院嘉园实验楼，江苏 徐州 221000

矿井通风系统是矿井安全生产的重要组成部分，矿井通风系统的好坏，直接影响着矿井的安全生产和经济效益。因此，建立一套数字化的矿井通风机监控系统是改进目前工作状况的有效手段。

煤矿通风机；PLC；在线监控

作为世界上最大的煤炭生产国和消费国，煤矿的主通风机是煤矿生产中最重要的一个环节，主通风机通风系统工作的好坏直接关系到煤矿的安全生产，因此对主通风机工作参数状况的实时监测十分必要。

一、PLC概述

程序执行过程是PLC的工作过程。它按三个阶段依次进行，即输入处理、程序处理、输出处理，如图1.1所示。

图1.1 PLC扫描过程

二、矿井主通风机系统

在本设计方案中所有通风机有独立的通风通道，在通道中安有三个风门，地面风门、立式风门、斜风门。风门都为电机拖动，在斜风门中用电动机拖动(40KW的交流)，上下方为向上开关，利用上下的限位开关来确定风门的位置，限位开关的常开或常闭触点向PLC发出信号并切断电机供电回路，在立式风门中用电动机拖动(11KW的低压三相交流)，左右方为向上开关，不设有转速调节，利用左右限位开关来确定风门所在的位置。矿井一主一备的通风系统布置如图2.1所示：

三、主通风机自动监控系统的硬件设施

在该系统中采用的是冗余结构，有两套设备一主一备，如果当主设备出现问题之后，备用设备便可马上投入使用。

在所有内风机装配2台高压异步电动机(11KV)，三相定子和前后轴承温度传感器固定在电动机上，为了调节风量和倒换风机，所有风机风道都安配1个地面风道闸门，且所有立式风门都装配一台低压的三相交流电动机，所有旋转风门均用交流电动机(40KW)来拖动，并且将负压的气样管道，测量差压、及流体温度传感器安置于风机风道处；此外，安置2台干式变压器综合保护装置以此来确保其余设备安全地工作。

S7-300为SM321的数字量输入模块。该模块作用是连接外面的光电开关以及机械等传感器。它将外部数字量信号的电平转换为PLC内部的信号电平，有过滤输入触点抖动或外部干扰脉冲引起的错误信号的功能。S7-300为SM331的模拟量输入模块，作用是将模拟量信号转变为CPU用来处理内部数字信号，其构成部分是A/D转换器。

S7-300为SM322的数字量输出模块。S7-300为SM332的模拟量输出模块作用于将CPU传输给它的数字转化为对应成比例的电流和电压信号，从而达到协调和掌控执行机构的作用。

四、主通风机自动化监控系统的软件系统

当通风机启动后，打开通往井下的1#风门和2#风门，同时关闭地面风门。本设计的程序初始化中设定启动风机前通往井下的1#和2#风门处于关闭状态，地面风门处于开启状态。对旋式轴流主通风机的叶轮是由两个容量相同的电机来拖动的，1#风机电机旋正转时(2#风机电机反转)，旋转方向相反，为了提供足够的动力，尽快启动1#风机。

五、结论

在本文中分析了煤矿井下主通风机的系统构成，监控系统的硬件以及软件构成，并且指明了PLC对于自动检测的方法。有力地保证了主通风机设备的经济、可靠运行，在设计中将实施对象设为风机房，达到了无人值守自动化监控和管理风机房的目的，并且改善了该设备的自动化管理能力。

[1]崔卫.基于PLC控制的矿井主通风机监控系统分析与研究.第九届全国煤炭工业生产一线青年技术创新文集，2014.

* 江苏省高校自然科学研究面上项目(15KJB510033)。

TD

A

1006-0049-(2017)09-0056-01

** 作者简介：刘勇(1986-)，男，汉族，山西太原人，硕士研究生，中国矿业大学徐海学院嘉园实验楼，助理实验师，主要研究领域：电路电子。