梁家煤矿副井压风机的改造及自动化控制

２．４
自动控制和轮换工作
系统控制设计选用了西门子Ｓ７—３００型ＰＬＣ为控 制主机，该机为模块化结构，由ＰＬｃ机架、ＣＰＵ、电源、 通讯等模块构成。ＰＬＣ自动化控制系统根据压风管路 压力的高低、设备运行的数量、设备运行时间等因素， 建立数学模型，合理调度压风机运行，自动准确发出 启、停压风机的命令。控制５台压风机运行。（见图
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１年第ｌ期
粱家煤矿副井压风机的改造及自动化控制
杨明法，孙君，王宝刚
（龙矿集团粱家煤矿，山东龙口２６５７００）
摘要粱家煤矿副井压风机是１９９０年投入使用的．采用的是永净活塞武压风机．随Ｊ蕾使用年限的延长，设备的效率降低，维护量加大，加上
部分配件厚厂家己不再生产，给维护工作带来一定的圃难，因此改造为高效率的螺杆压风机．并结合当前工业控制快速发展，栗用ＰＩＪｃ对整个 压风系统进行拉制．达到无人值守的要求。 关键词螺轩压风机集中控制 中图分类号ＴＤ蚪３＋．２ ＰＬｃ控框图
胡健（两门子Ｓ７—３００ＰＩ．ｃ应用教程）机械工业出版社２００７．２
２．５冷却风道的改造 采用风冷式压风机一个缺点就是压风机排出的热 风积聚在室内，造成室内温度较高。热量被压风机循
万方数据
态显示，并将数据传送到集控中心，进行玟时监测及报
警显示。系统通过检测管路压力和其它参数，控制五 台压风机的自动开启，轮流工作。系统通过触摸屏以 图形、图像、数据、文字等方式，直观、形象、实时地反映 系统工作状态以及电机工作电流、电机温度、轴承温 度、管路压力、开关柜状态等参数。
２．３
数据自动采集与检测
环吸收，造成设备超温跳闸，不能正常运行。为此，每 台压风机加工一个单独的风道，将排出的热风经风道 排至室外，减低室内温度，保证机体的运行。 ３系统的特点 （１）具有自动控制功能，能够实现自动开、停压风 机，实现压风机的自动运行，实现无人值守。 （２）控制系统修改程序方便、灵活。便于系统的变 更和控制功能的增加和减少。 （３）能够实现远程控制，在触摸屏上动态监控压 风机的运行状况，实时显示压力、温度、电流、电压等参 数，超限报警，故障画面自动弹出，故障点自动闪烁。 具有故障记录，历史数据查询等功能。 （４）系统具有通汛接口功能，ＰＬＣ可同时与触摸屏 及地面监测监控主机通讯，传送数据，交换信息，实现 遥测、遥控功能。 （５）安装方便：螺杆式压风机是利用主、副转子相 互啮合的原理进行空气压缩的。压风机在压缩过程中 没有剧烈震动，因此螺杆式压风机不需要特定的基础， 只要普通的水泥地面即可，减少了安装工程量。 （６）可靠性强：从整体上看，螺杆式压风机活动部 件较少，不需要经常更换易损件，可靠性非常高。 ４经济效益比较 （１）人工费用低：活塞式压风机需配备专门的司 机和维修工，而螺杆式压风机有自身控制系统，并且能 够实现集中控制，无须专门的司机看管，只要定时巡视 即可，减少了９个岗位工。年节省人工费２９．７万元。 （２）效率高：活塞式压风机由于余隙容积的存在， 每一个工作行程都有多余的功损耗，效率低，而螺杆式 压风机的效率要高出１８％一２５％。以梁家煤矿目前使 用的４０ｍ３／ｍｉｎ压风机比较：年运行８０００ｈ，电机功率 ２５０ｋｗｈ，每ｋｗｈ电０．５７元，则每台每年可节约电费 ２０．５２万元。 （３）由于螺杆式压风机可靠性高、设备维护简单、 故障率低，因此投入的维修材料费用低，从目前运行的 ５个月看，每个月可节省材料费１．２万元；同时减少了 活塞式压风机每年的大修费用，估计一年可节省维修 费约１０．８万元。 参考文献：
设备选型方面的论证 螺杆式压风机分水冷和风冷两种类型。 水冷式螺杆压风机的优点：维护费用相对低，不会
２０００×２３００×３９００肿），决定在不影响供风的情况下
采用第二种方案，即每台车分别改造。 ２系统介绍 ２．１螺杆压风机 ＳＥ螺杆式压风机是喷油单级双螺杆压缩机，空气 压缩是靠装置于机壳内互相平行啮合的阴阳转子的齿 槽之容积变化而达到。主机（机头）转动进行空气压 缩，通过喷油对系统进行冷却，主机（机头）排出空气 和油的混合气体经过粗、精两道分离后，混合气体中的 油被分离出来留在油罐中再次循环使用．洁净的空气 进入冷却器进行冷却后排出送人井下。
文献标识码Ｂ
梁家煤矿副井压风机房是１９９０年建成的，采用的 是Ｌ５．５和４Ｌ系列的水冷活塞式空压机。因此经调研、 研究决定对原系统，改为螺杆式压风机并实现远程控 制，达到无人值守的要求。 １改造方案的论证
１．１
检修时间集中改造三台高压柜；再改造４撑、５群车。 这种方案的优点：影响井下供风的时间短；缺点： 分散施工，整个工程拖得时间长，另外因为需要临时供 电系统，工程量加大。 根据目前井下的用风情况（最少需１１０ｍ３／ｈ）和新 的缧杆压风机的具体情况（体积比较大，４０ｍ’的为
引至室外，解决室内温度高的缺点。
１．２
改造施工方面的论证 第一种方案：改造工程分两次完成，一次集中改造
系统介绍 根据目前梁家煤矿井下掘进工作面的数量、喷浆
三台大车（包括机电一起）；一次集中改造两台小车。 这种方案的优点：集中施工，一次将压风机调试 好；缺点：施工时间比较长，影响井下的供风。 第二种方案：五台车分开改造，先改造ｌ撑一３撑的 机械部分，电气采用临时供电系统。在三台车改造完 后就基本能够满足井下供风的需要，再利用一个月度
２．２
造成机房内温度升高；缺点：对水质（硬度、ＰＨ值）要 求比较高，维护费用相对较高，整个系统的辅助设备比 较多（需要多台水泵、管路等）。 风冷式螺杆压风机的优点：系统辅助设备少，维护 简单，维护费用较低；缺点：会造成机房内室温上升。 根据梁家煤矿目前井水的水质情况，决定采用风 冷式螺杆压风机。但必须采取措施将风冷系统的排风
・收稿日期：２们０—０６—０８ 作者简介：杨明法：１９８９年毕业于山东科技大学机电专业．工程 ＿师，现任襞家煤矿机电二区区长，曾在（煤矿机电＞、‘山东焰ｌ炭科技’ 上发表论文散篇。
机的使用情况、风电钻的数量，经计算还是采用三台 ４０ｍ３和两台２０ｍ３车，其中４０ｍ’车采用６ｋＶ，２５０ｋｗ 电机直接启动的方式，２０ｍ３车采用３８０Ｖ、１ｌｏｋｗ电机 直接启动。 ４０ｍ３车的高压柜采用的是ＫＹＮ—１２，其内部采用 ＶｓＩ真空断路器，ＰＡｌ５０型微机综合保护仪，具有过 流、短路、漏电保护和无压释放，且能够动态显示开关 柜的状态，开关柜有通讯接口．能够实现远程控制。
数据自动采集与检测主要分为两类：模拟量数据 和数字量数据。 模拟量检测的数据主要有：管路压力、电机工作电 流、电机轴承温度、电机温度、排气温度；数字量检测的 数据主要有：高低压启动柜真空断路器的状态、电动阀 的工作状态与启闭位置。 数据自动采集主要由ＰＬＣ实现，ＰＬＣ模拟量输入 模块通过传感器连续检测，将变化信号进行转换处理， 主要用于监测压缩机、电机的运行状况，超限报警，以 避免压缩机和电机扬！坏。ＰＬＣ的数字量输入模块将各 种开关量信号采集到ＰＬＣ中作为逻辑处理的条件和依 据，控制排压缩机的启停。
场所有受灾人员。 （５）根据防水闸门的控制范围和水压变化等情 况，对于不受突水影响的水平或采区，在制定应急处理
措施的前提下，可适当安排生产工作。 实践证明，在严重受水威胁矿并的防水闸门硐室 设计中，该设计方案很有进一步推广应用价值。
万方数据
２０１１年第ｌ期
＾互瞧晨舛．技
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压缩机电控系统采用专用的ＰＬｃ进行控制，所有的保 护均符合《煤矿安全规程》的规定，具有排气超温保 护、风包超温保护、轴承温度检测保护、空气滤芯使用 时间监控等。ＰＬＣ自动控制及运行参数自动检测、动