試論自動化技術(shù)在煤礦通風中的應(yīng)用

陳醉

摘要：煤礦通風系統(tǒng)是否安全可靠，直接關(guān)系到煤礦能否安全、高效運轉(zhuǎn)。將現(xiàn)代自動化技術(shù)應(yīng)用于煤礦通風工作之中，不僅能有效提升煤礦通風效果，還能實現(xiàn)煤礦通風系統(tǒng)自動化、無人化的運轉(zhuǎn)，更能提高煤礦的生產(chǎn)效率和安全系數(shù)?；诖耍P者將本文命名為《試論自動化技術(shù)在煤礦通風中的應(yīng)用》，首先探討了基于TCP/IP協(xié)議設(shè)計的通風自動化系統(tǒng)在煤礦通風中的應(yīng)用；然后分析了通風變頻自動化系統(tǒng)在煤礦通風中的應(yīng)用，最后對全文進行簡單的總結(jié)。旨在與同行交流，不斷提高煤礦通風系統(tǒng)自動化程度，確保煤礦安全有序高效運轉(zhuǎn)，并促進我國煤礦業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：自動化技術(shù)煤礦通風系統(tǒng)應(yīng)用

中圖分類號：TD72 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）08（b）-0096-01

我國既是煤炭生產(chǎn)大國，又是煤炭消耗大國。煤礦能否安全、高效地運轉(zhuǎn)直接關(guān)系著我國經(jīng)濟發(fā)展的快慢，既關(guān)系到人們能否正常的生活，又關(guān)系到所有煤礦從業(yè)人員的生命財產(chǎn)安全。其中，煤炭通風系統(tǒng)的作用主要就是將有害氣體排出，并源源不斷地注入新鮮空氣，從而確保煤礦安全高效地運轉(zhuǎn)。當前。我國一些煤礦的通風系統(tǒng)還以人工維護的方式為主，不僅浪費了人力資源，而且工作效率也還有待提高。如果將自動化技術(shù)應(yīng)用于煤礦通風系統(tǒng)之中，加上人工輔助管理的方式，就能在節(jié)約維護成本的同時還能提高通風系統(tǒng)的安全性能。由此可見，就自動化技術(shù)在煤礦通風中的應(yīng)用進行探討具有十分重要的意義?；诖?，筆者做出以下幾點分析。

1探討基于TCP/IP協(xié)議設(shè)計的通風自動化系統(tǒng)在煤礦通風中的應(yīng)用

1.1 系統(tǒng)工作原理

該系統(tǒng)結(jié)合煤礦環(huán)境惡劣的現(xiàn)狀，分別采取了分層和分散以及冗余的設(shè)計方法，得出煤礦自動化通風系統(tǒng)所需的硬件配置和總體的結(jié)構(gòu)框架，并利用光纖傳輸技術(shù)、以太環(huán)形網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和多機備用來提高通風自動化系統(tǒng)的可靠性，再借助VC++與組態(tài)軟件，從而設(shè)計出煤礦自動化通風系統(tǒng)的主分站軟件，以此提升煤礦通風的安全和可靠度。

1.2 系統(tǒng)主要功能

一是現(xiàn)場手動操控功能，即可以不經(jīng)過分站控制器，完全通過人工操控系統(tǒng)外部硬件，實現(xiàn)風機的啟動、暫停和停止；二是半自動操控功能，即人工現(xiàn)場操控遠程系統(tǒng)的主分站，有針對性的選擇風機的啟動、暫停和停止；三是自控功能，即系統(tǒng)通過現(xiàn)場采集對風機的狀態(tài)信息實施分站，以決定風機的自動化啟動、暫停、停止，達到礦井生產(chǎn)的需求；四是“三遙”功能，即遙測和遙信以及遙控功能。遙測功能主要是對現(xiàn)場通風系統(tǒng)風機的風量、風壓和瓦斯?jié)舛纫约半姍C的速度、溫度、電壓、電流和功率等數(shù)值進程遠程測量，并傳遞給系統(tǒng)主機，遙信功能則是遠程采集風機、風門和電機現(xiàn)場開關(guān)的狀態(tài)量，并傳遞給系統(tǒng)主機；遙控功能則是負責實施遠方系統(tǒng)主機的操控命令；五是數(shù)據(jù)顯示功能，即能對監(jiān)測到的遠方和本地的信號數(shù)據(jù)實時顯示；六是故障記憶功能，即故障自動發(fā)生之后自動記錄故障發(fā)生的相關(guān)數(shù)據(jù)信息；七是自動報警功能，即只要系統(tǒng)監(jiān)測值超過預(yù)設(shè)的極限值，不管是在遠方還是本地系統(tǒng)都能自動報警；八是冗余功能，即在系統(tǒng)局部出現(xiàn)故障之后，盡可能的維護整個系統(tǒng)安全有效的工作；九是拓展功能，即能在需要增加監(jiān)控分站時，確保能隨時與系統(tǒng)相連接。

1.3 煤礦通風系統(tǒng)實現(xiàn)自動化的運轉(zhuǎn)

應(yīng)用這一系統(tǒng)之后的煤礦自動化通風系統(tǒng)主要由地面集控中心和工業(yè)以太環(huán)形網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控及信息集成分站三部分構(gòu)成。主站借助以太網(wǎng)實現(xiàn)系統(tǒng)分站數(shù)據(jù)的實時交換，自動化系統(tǒng)分站則負責接收和執(zhí)行系統(tǒng)主站的指令。

2通風變頻自動化系統(tǒng)在煤礦通風中的應(yīng)用分析

2.1 實現(xiàn)煤礦通風系統(tǒng)變頻自動化的基本前提和原理

實現(xiàn)煤礦通風系統(tǒng)變頻自動化，必須基于改造原有設(shè)備的前提之下。其原理是：將原控制柜與變頻控制柜相并聯(lián)，借助變頻器操控風機，以實現(xiàn)變頻與工頻雙回路操作系統(tǒng)的控制，并采取“一拖二”、“一用一備”的操作系統(tǒng)方式用于操控主通風機，最終實現(xiàn)變頻與工頻之間的自動切換。該系統(tǒng)主要是運用2臺自動化的變頻器，并分別由一臺自動化的變頻器操控，再將原有的風門控制閥箱撤銷，可編程系統(tǒng)控制器由變頻自動化系統(tǒng)控制柜直接操控，達到煤礦通風的需要。

2.2 煤礦通風系統(tǒng)變頻自動化的改造技術(shù)

煤礦通風系統(tǒng)變頻自動化的改造，首先應(yīng)將監(jiān)視并控制分布式集控系統(tǒng)和遠程通信系統(tǒng)的接口聯(lián)網(wǎng)，達到遠程監(jiān)視與控制的目的，并能在微機監(jiān)控上實現(xiàn)啟動和監(jiān)控主通風機的任意一臺電機及運行實況；其次，在改造過程中，應(yīng)在自動化的變頻柜上設(shè)置能自動和手動的兩種風量調(diào)控方式，并能在電機風量自動調(diào)節(jié)的情況下，能根據(jù)指定風量，實現(xiàn)自動化的調(diào)控變頻器，并輸出變頻器運行的頻率，實現(xiàn)頻率與風量的自動化閉環(huán)操控；最后，經(jīng)改造的煤礦通風系統(tǒng)，既要具備過流、過壓、電源缺、過載和欠壓的聲光報警功能，又要實現(xiàn)自動性的保護功能以及頻率的顯示、運行狀態(tài)的指示和電源顯示的功能，更能在故障發(fā)生第一時間自動發(fā)出報警信號以及各種參數(shù)在各控制系統(tǒng)內(nèi)得到即時顯示的功能。

2.3 煤礦通風系統(tǒng)變頻自動化改造效果

煤礦通風系統(tǒng)的變頻自動化改造，其效果主要有：一是實現(xiàn)原工頻和變頻相互閉鎖的控制，借助PIE變頻控制技術(shù)進行全程控制，控制通風機的方式主要有自動、微機和就地控制方式，但大都選用自動化的方式運行，這樣變頻器一旦出現(xiàn)故障就能立即切換至主通風機；二是通風機實現(xiàn)柔性啟動，能從0～50Hz就系統(tǒng)電網(wǎng)進行適時、合理的調(diào)整，在減少機械之間相互掌機的同時降低電動機的運轉(zhuǎn)溫度和噪音，進而延長電動機的使用年限；三是具有較好的節(jié)電效果，節(jié)電率高達37%，這些節(jié)約的電費為企業(yè)實現(xiàn)經(jīng)濟效益最大化的同時也保證了煤礦安全高效的生產(chǎn)。

3結(jié)語

總之，將自動化技術(shù)在煤礦通風中的應(yīng)用具有十分重要的意義。但也是一份十分系統(tǒng)、復(fù)雜的工作。為確實提高煤礦通風系統(tǒng)的自動化水平，我們在注重提升專業(yè)技能的同時還應(yīng)堅持節(jié)能環(huán)保、以人為本的基本原則，確保煤礦安全、有效、高效地運行。

參考文獻

[1] 莢勝豐.特大型礦井通風系統(tǒng)合理性研究[J].中小企業(yè)管理與科技（上旬刊），2011，（8）.

[2] 田浩，李良松.目前我國礦井通風現(xiàn)狀分析[J].中小企業(yè)管理與科技（上旬刊），2011，（8）.

[3] 趙建盛.論煤礦通風中自動化技術(shù)的應(yīng)用[J].中小企業(yè)管理與科技（下旬刊），2011，（10）.