自适应风机控制系统说明书ding

1、 ZTKX系列煤矿主要通风机自适应控制系统使用说明书重庆飞尔达机械有限责任公司2011年7月目录1概况11.1 产品特点11.2 主要功能11.3 主要用途21.4 使用环境条件21.5 型号含义22系统组成和工作原理22.1 系统的组成22.2 工作原理33系统接线43.1 通风机主电路电气控制43.2 风机主电路电源接线43.3 电动机接线方式示意图44操作方法54.1 系统控制柜面板54.2 系统的操作65系统试运行85.1 试空车85.2 试车前的检查85.3 投入使用86系统常见故障分析与排除97公司承诺97.1 公司保证97.2 公司承诺97.3 人员培训101概况1.1 产品特点

2、ZTKX系列煤矿主要通风机自适应控制系统能根据给定风量及风量检测装置、瓦斯浓度检测装置、风机故障检测装置采集到的风量大小、瓦斯浓度和故障信号通过可编程控制器、工控机、变频器、接触器自动调节风机转速和运行状况，使风机保持在给定风量下运行。在风量满足现场生产需要的情况下风机运行耗电少，效率高。当运转的风机出现故障时，能停止故障风机，发出故障报警信号并自动切换成备用风机运转。需要切换备用通风机时，系统能自动检测备用风机状态并打印出审批报表，经审批通过后可实现自动或手动切换。能对矿井总回风巷的风速进行监控，在矿井需要反向送风时能快速反向送风，确保矿山安全生产。1.2 主要功能1.2.1风量自适应控制功

3、能。实时监测风量，与给定的需求风量进行比较，如实际风量不足，则自动增加风机电机转速以增大风量至给定风量；如实际风量超过给定风量，则自动降低风机电机转速以降低风量至给定风量。1.2.2 总回风巷瓦斯浓度控制功能。判断瓦斯浓度是否超标，若未超标，则根据给定风量进行反馈控制，使通风机保持在给定风量下运行。若超标，声光报警，并在一定范围内增大风机电机转速，增加风量，直至瓦斯浓度降低到规定要求或达到通风机电机额定频率50Hz为止。1.2.3 电机过电流保护功能。当电流超过电机额定电流时，声光报警，并启动紧急自动切换功能。1.2.4 供电电源过电压、欠电压保护功能。当供电电压超过电机额定电压10%时，声光

4、报警，并启动紧急自动切换功能。1.2.5 电机超温、轴承超温保护功能。当电机定子温度或轴承温度超过标准值时，声光报警，并启动紧急自动切换功能。1.2.6 风门开关自动控制功能。当风门开关不到位时发出声光报警，此时风机不能启动。1.2.7 总回风巷风速超标声光报警功能。1.2.8 备用通风机状态监测功能。该系统具有自动和手动监测备用通风机状态的功能，系统每隔一定时间自动监测备用通风机电压并记录，如有异常则声光报警。监管部门可通过手动监测。1.2.9 运行风机与备用风机自锁功能。运行风机正常运转时，不能启动备用风机（不可同时启动）。1.2.10 人机界面。详细显示系统运行信息，并在密码保护下输入和

5、修改参数。1.2.11 手-自动反风功能。在紧急情况需要反风时，操作人员只需先按下“停止”按钮，再按“反转”按钮，即可实现反风。反风运行与正常运行之间进行互锁，确保两者运行的安全性和可靠性。1.2.12 运行风机与备用风机紧急自动切换功能。当运行风机出现故障不能继续运行时，在发出声光报警的同时，系统实施紧急自动切换功能：按顺序切断故障风机电机电源 关闭故障风机风门 判断故障风机风门是否关闭到位，没有到位，则发出声光报警；到位则开启备用风机风门 按顺序开启备用风机电机。1.2.13 运行风机与备用风机手-自动切换功能。当运行风机的运行时间即将达到矿井规定的切换时间时，系统提前7天自动输出风机切换

6、申请单，待完成一切准备工作后，只需先按运行风机停止按钮，再按备用风机的启动按钮，系统即可实施风机自动切换功能：按顺序切断运行风机电机电源 关闭运行风机风门 判断运行风机风门是否关闭到位，没有到位，则发出声光报警；到位则开启备用风机风门 按顺序开启备用风机电机。1.2.14系统模块化功能。监测功能模块系统只对通风系统的风量、风压和风速，以及运行风机和备用风机的状态进行监测，并在人机界面上显示 控制功能模块系统通过监测通风系统的风量、风压，以及运行风机和备用风机的状态，并在人机界面上显示；控制功能模块的功能包括上述3-13项功能 自适应功能模块包括上述113项功能。1.3 主要用途用于自动监测控制

7、矿井主要通风机运行，改善井下的工作条件及空气质量，确保矿山通风安全。1.4 使用环境条件a）海拔不超过1000m；b）环境温度为-15+40；c）相对湿度不超过95（温度为+25时）；1.5 型号含义Z T K X - 2自适应 配套电机功率 (kW) ；通风机 叶轮极数为2级控 制 额定电压（380V10KV）系 统 2系统组成和工作原理2.1 系统的组成 ZTKX系列矿井主要通风机自适应控制系统由主要由数据采集单元、数据处理单元、控制单元、通讯单元、执行单元、网络单元等六个部分组成，系统原理如图1所示。2.1.1数据采集单元 包括压差、负压、温度、电流、电压、振动、瓦斯等传感器或变送器的各

8、种输入接口。2.1.2数据处理单元 包括PLC（可编程控制器）主机、数字量输入模块、模拟量输入模块和温度模块等数据处理设备。2.1.3控制单元 包括上位机（工控计算机）、PLC（可编程控制器）主机、输出接口及各类自动控制执行器。2.1.4通讯单元 包括各通讯模块、通讯处理器、光缆、通讯总线、交换机等。2.1.5执行单元 主要包括由自动控制输出、高低压真空断路器（或高低压磁力起动器）、高低压保护装置、高低压联络装置、变频器和接触器等。2.1.6网络单元 包括中心交换机、服务器群和万维网接入设备等。图1 ZTKX系列煤矿主要通风机自适应控制系统构成2.2 工作原理ZTKX系列煤矿主要通风机自适应控

9、制系统能根据风量检测装置、瓦斯浓度检测装置、风机故障检测装置采集到的风量大小、瓦斯浓度和故障信号通过可编程控制器、工控机、变频器、接触器自动调节风机转速和运行状况。当运转的风机出现故障时，能停止故障风机，发出故障报警信号并自动切换成备用风机运转。对矿井总回风巷的风速进行监控，在矿井需要反向送风时能快速反向送风。由可编程控制器和工控机组成的人机交互界面，可以实现人-机信息的实时交互，操作人员可通过工控机在有密码保护的情况下设定矿井所需的风量、矿井总回风巷的断面积这两个用户参数；在系统运行过程中，人机交互界面可显示系统时间、系统运行时间、实时风量、实时瓦斯浓度、总回风巷实时风速等重要的运行参数；在

10、系统发生故障时，除了控制柜上的声光报警外，人机交互界面也同时显示系统相应的故障状态，操作人员还可在故障排除后，通过工控机将报警复位。监控系统以形象、生动、柔和的工艺画面实现对运行数据的显示、储存、打印、报警、控制，并提供通用的联网通讯协议，实现远程通讯监测的目的。并且在网络安全得以保证的情况下，能通过万维网实现跨区域的远程传输，为管理人员和生产调度提供可靠、即时的通风数据依据。变频器、接触器构成的执行单元中通过设置变频器合理的运行参数，使其接受可编程控制器输出的模拟信号的控制，从而实现对电动机变频运行，达到改变电动机转速的目的。本系统中的接触器接受可编程控制器发出的程序指令信号对风机风门的打开

11、和关闭进行控制。控制系统能根据给定风量及风量检测装置、瓦斯浓度检测装置、风机故障检测装置采集到的风量大小及瓦斯浓度和故障信号通过可编程控制器、工控机、变频器、接触器自动调节风机转速和运行状况，使风机保持在给定风量下运行，在风量满足现场生产需要的情况下风机运行耗电少，效率高。当运转的风机出现故障时，能停止故障风机，发出故障报警信号并自动切换成备用风机运转。对矿井总回风巷的风速进行监控，在矿井需要反向送风时能快速反向送风。3系统接线3.1通风机主电路电气控制图2是风机的主电路电气控制图，风机由两台变频器分别控制两台电机驱动。三相电源通过熔断器FU11，过断路器QF11接入变频器的电源输入端R、S、

12、T，变频器输出U、V、W驱动电机转动。QF11后端接有三相电压继电器KA11、KA12可检测电源是否过电压、欠电压及缺项。变频器A02、GND输出电流信号送到PLC模拟量输入端子用以检测电机回路电流。PLC模拟量输出端子输出一电压信号至变频器VS1、GND端作为电机转速指令信号，实时控制电机转速。FU11-熔断器 QF11-断路器 KA11-三相电压继电器 KA12-三相电压继电器ZR11-制动电阻（选配） ZR12-制动电阻（选配）图2 风机主电路图电气控制图（连线有细微变化）3.2风机主电路电源接线图2中L11、L12、L13接供电电源，为变频器供电。3.3电动机接线方式示意图通风机出厂时

13、已接好内部线路，用户仅需把变频器输出U、V、W接于电机U1、V1、W1接线柱上即可。 图3 电机接线示意图 “”连接方式 图4 电机接线示意图 “Y”连接方式4操作方法4.1系统控制柜面板1-电压表、电流表 2-温控仪 3-指示灯 4-系统控制按钮 5-报警蜂鸣器 6-门锁图5 控制柜面板图5为ZTKX系列煤矿主要通风机自适应控制系统控制柜面板4.1.1 电压表、电流表显示供电线路电压及电流。4.1.2 温控仪设定温度对电机和轴承进行保护，数码显示设定温度和电机及其轴承的实时温度。4.1.3 指示灯包括1个系统运转指示灯（绿色），9个故障指示灯（红色）。各报警指示灯报警信息如图5所示。4.1.

14、4 系统控制按钮启动系统、停止运行、风机反转、紧急关闭风门。4.1.5 报警蜂鸣器系统出现故障时蜂鸣器响。4.1.6 门锁用于开关前门板4.2系统的操作4.2.1系统上电 打开控制柜门，合上三相电源断路器，合上两相220V控制电源断路器，等约30秒后开启PLC（PLC位于控制柜门内下方），开启方法：打开图6所示PLC前盖，将RUN/STOP开关拨到RUN位置即可。图6 PLC外观4.2.2 系统工控机监控界面操作打开在线监控系统软件，鼠标单击按钮，选择用户名（操作员、矿长等，系统的操作权限按各级别划分）并输入密码进行登录操作；登录后，单击左控制面板区域的按钮，再单击按钮，在主显示区域将显示风机

15、运行基本参数、风机操作按钮和风量设定对话框等。系统工控机主界面如图7所示。图7 系统工控机主界面 风量的设定 单击风量设定数字框，可输入想设定的风量，按回车键确定。（注意：此操作需要具有相应的权限，如矿长、负责人等，操作员不具有该项权限。设定的风量应在通风机的允许范围内。） 总回风巷断面积设定 单击总回风巷断面积设定数字框，可输入断面积，按回车键确定。（注意：此操作需要具有相应的权限，如矿长、负责人等，操作员不具有该项权限。） 通风机的启动与停止启动1#风机：单击按钮，系统将自动打开1号风机风门、关闭2号风机风门，同时检测风门开闭状态及风机电压状态，符合要求后系统自动启动1#风机，同时在画面中

16、显示风机状态；停止1#风机：单击按钮，系统将自动关闭1#风机，同时在画面中显示风机状态；（2#风机的启动和停止参考1#风机的操作方法。）完成风机的操作后，单击，关闭风机控制窗口。 反风运行 如需反风，请先停止正在运行的风机，然后按或按钮。系统将自动进行反风操作。 风机监控 单击左控制面板区域的按钮，在主显示区域将显示系统各种监测数据。如瓦斯浓度、大气压力、空气温湿度、风量、静压、风机水平及垂直振动、前后轴承及定子温度、输出电压、输出电流等。系统监控主界面如图8所示。图8 系统监控主界面 数据管理 单击左控制面板区域的按钮，在主显示区域将显示如图所示倒换风机申请、历史数据及用户管理三个按钮。在历

17、史数据中，用户可查询1#、2#风机历史运行数据（包括风量、静压、功率、瓦斯浓度等，系统每隔一段时间会自动记录一次）及历史报警数据 ；在用户管理中，最高权限者（如矿长）能管理登陆系统的用户并下放权限（如操作员组只能进行通风机的日常操作，不能对风量及断面积、倒换风机进行设定操作；管理员组拥有系统的所有设定操作权限）。4.2.3系统控制柜界面操作（无控制功能模块或控制功能发生故障时使用） 启动 按下如图5所示启动按钮，系统开始运行，系统控制风机正常运转。运行过程中风机出现异常情况系统将自动切换，启动另一套控制系统控制备用风机运行，本机停止运行。 系统停止 如需停止按下图5中的停止按键，系统停止运行，

18、风机停转。 反风运行 如需反风，请先停止正在运行的风机然后按反转按键。 风门紧急关闭 在紧急情况下需关闭风门，请在系统停止状态下按下图5所示风门紧急关闭按键。5系统试运行5.1试运行 通风机在与井下通风系统连接之前必须试运行。5.2试车前的检查5.2.1检查系统各项功能模块接线是否正确。5.2.2检查电源连接是否正确，电压是否满足范围要求（供电电压在系统额定电压10%范围内）,三相中不可缺项。5.2.3启动风机，仔细听、看系统有无异常。5.2.4注意报警指示灯有无报警。5.3 投入使用在系统试运行正常后即可投入使用。6系统常见故障分析与排除故障现象原因分析排除方法备注系统不启动控制柜内断路器未合闸合上断路器PLC电源开关关闭将RUN/STOP开关拨到RUN位主风机与备用风机风门开闭状态错误检查电动执行机构是否工作正常；电动风门叶片组件是否有卡死现象系统在启动时发生风门开