(新矿集团协庄煤矿, 山东 新泰 271221)

摘 要: 采用全数字晶闸管直流调速控制技术和计算机(可编程控制器)控制技术，采用组态王组态软件，利用冗余技术，实现主通风机自动化控制，完成主通风机的控制、保护和监测。

关键词：全数字；可编程控制器；组态；冗余

1 课题的提出

矿井主通风机的安全运转是保证矿井安全生产的重要因素。我矿七采风机电控系统是20世纪70年代产品，存在技术装备落后、稳定性差、故障点多、不节能、操作不简便、不易实现自动化控制和监控等缺点，对风机的安全运行已构成威胁。针对上述问题决定对七采风机房2台风机电控系统进行改造，实现风机自动化控制，确保风机安全运转，保证矿井的通风安全。

2 课题的实施方案

经过凋研分析比较，选用了“上海中地自动化科技有限公司”生产的KGKD1—200型励磁控制柜、低压自动化控制柜。

本方案由控制系统、监控系统、励磁及配电系统组成，其中控制系统由XFKZ—2型PLC控制柜、组合操作台组成；监控系统由2台上位机组成；励磁及配电系统由2台励磁控制柜、风门绞车就地控制箱组成。

2006年5月5日~6月25日，组织工程技术人员对七采风机励磁柜电控系统及低压控制系统进行了安装调试。

2.1 安装自动化控制系统

采用PLC集中控制，采集各风门到位信号、各传感器模拟量信号、高压开关柜开关量信号，实现自动控制。安装风门绞车就地控制箱。撤除8台旧低压开关柜，撤除倒机风门、反风风门低压配电盘。

XFKZ—2型PLC控制柜(简称控制柜)功能及技术参数：

① 控制方式：集控、检修、手动、就地。

② 输入电源等级：AC220V，50Hz，直流控制电源：DC24V／10A。

③ 内装PLC、中间继电器，监控I／O输入输出点数单台最高可达500点。

④ 设计有电源输入隔离装置、短路保护。

⑤ 设备运行状态指示。

⑥ 可编程控制器PLC。

可编程控制器是整个系统的控制核心，必须稳定、可靠、高速，采用A-B公司高性能PLC，具有极高的性价比。

2.2 安装1台直流电源柜

为了确保PLC的安全和可靠运行，为系统提供纯净稳定的电源，选用在线式不间断电源(UPS) 1个，外配1个装20 Ah电池20个的电池箱，容量6 kVA，满载持续时间1 h。交流控制电源需要相互独立的AC220V电源进线，只要检测到目前有电的进线电源断电，PLC将切换到另一路进线，以保证UPS的输入。

在线式UPS的零时间转换功能，电源切换的瞬时断电时间将变得无足轻重。考虑到万一UPS 损坏,提供1条直接从本柜进线向直流开关电源模块供电的旁路通道。

控制柜的交流电源入口处的防雷模块可以防止外部电涌的冲击对柜体内设备的损害。

直流控制电源由2块24V／10A的开关电源模块构成冗余系统，提供给PLC、智能电量表、输入输出继电器、变送器等电源。

2.3 安装了2台KGKD1—200型风机励磁柜

撤除2台125 kVA整流变压器，撤除2台200 kVA低压变压器，新励磁控制柜的主要性能如下：采用德国西门子公司原装进口的6RA7028—6DS22直流调速器，其技术参数为： 输入电压3AC400V(—20％~+15％)；输入电流90 A； 输出电压0~485 V，无级可调。

1^#风机和2^#风机各配置1台励磁柜，可自由调节输出电压的大小，方便可靠。 工作方式：用PLC柜门的选择开关选择本台风机的工作方式，分别为集控、自动、手动和检修4种工作方式。

（1） 自动方式

如果PLC柜门的“自动灯”亮，表示此PLC所监控的风机具备了自动运行的必要条件，例如电机高压启动柜、本风机的控制系数没以故障报警，泵站就地柜在自动方式，励磁控制柜在远方自动控制状态，电机高压启动柜断路器在远控待命状态，本机风门控制回路没以故障等等，如此可以进行自动方式运行。

自动方式下有2种操作方法：① 操作员在操作站的工控组态软件运行窗口，选择处于远控待命状态的风机，然后按“启动”按钮，启动此风机，按“停止”按钮，停止此风机。整个起停过程由自动运行程序控制，包括励磁检验、励磁给定等过程，此时柜门下部的手动操作按钮无效。② 如果万一以太网断开，操作员可以通过柜门上的风机“启动停止”按钮，起停处于远控待命状态的本台风机。整个起停过程由自动运行程序控制，此时柜门下部的手动操作按钮无效。

（2） 手动方式

当PLC或系统产生故障，不能进行自动运行程序控制时的应急启动方式，此时，操作员通过柜门下部手动操作按钮，如“合闸

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