Система автоматического управления вентилятором главного проветривания



Вентиляторные установки главного проветривания как объект автоматизации

Вентиляция занимает ответственное место в производственном процессе на шахте, так как возможность ведения горных работ, здоровье и производительность труда рабочих в значительной степени зависят от состояния проветривания горных выработок.

Механизация и автоматизация технологического процесса, увеличение мощности и глубины угольных шахт, концентрация производства и интенсификация горных работ сопровождаются значительным увеличением выделений в атмосферу вредных примесей, пыли, газа и тепла.

На режим проветривания шахты отрицательно влияет как недостаток воздуха, вызывающий повышение концентрации метана и ухудшение климатических условий в выработках, так и избыток воздуха, приводящий к повышению пылеобразования и охлаждающего действия воздушного потока, увеличению утечек и возрастанию расхода электроэнергии.

Разнообразие и сложность схем шахтного проветривания, большая длина и разветвленность вентиляционной сети, недостаточная изученность аэрогазового режима, сложность получения достоверной информации о параметрах шахтной атмосферы и ряд других специфических шахтных условий значительно усложняют разработку эффективных методов и средств борьбы с рудничным газом и пылью, высокими температурами и влажностью в горных выработках.

Вентиляторные установки главного проветривания как объект автоматизации

Система проветривания угольной шахты включает в себя вентиляционную сеть, главную вентиляторную установку, вентиляторы местного проветривания, средства контроля содержания метана в шахтной атмосфере и калориферные уста­новки.

Автоматизация вентиляторных установок в настоящее время сводится к при­менению дистанционного управления вентиляторами и устройствами реверсирова­ния струи воздуха с пульта, установленного в месте нахождения постоянного де­журного персонала, и осуществлению необходимых видов контроля работы уста­новки.

В настоящее время большинство рудничных вентиляторов оборудовано не­регулируемым электрическим приводом. Для нерегулируемого привода крупных вентиляторов с потребляемой мощностью свыше 350 кВт применяются, как прави­ло, высоковольтные синхронные электродвигатели, на напряжение 6 или 10 кВ, что обусловлено их высокими энергетическими и эксплуатационными характеристи­ками: высоким коэффициентом полезного действия, опережающим коэффициен­том мощности; высокой надежностью вследствие относительно большого воздуш­ного зазора между ротором и статором.

Вентиляторы средней мощности (от 100 до 350 кВт) оснащаются низковольт­ными синхронными двигателями или асинхронными двигателями с фазным рото­ром на номинальное напряжение 0,38 кВ. Для привода вентиляторов мощностью до 100 кВт применяют в основном асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором на напряжение 0,38 кВ.

При удалении вентиляторной установки на расстояние свыше 500мот диспет­черского пункта экономически выгодно вместо обычной многопроводной системы дистанционного управления, сигнализации и контроля применять телемеханиче­ские системы, позволяющие по минимальному числу линий связи передать боль­шое количество команд и с лов. Особенно выгодно использование телемеханических систем управления вентиляторами флангового проветривания в связи с значительной удаленностью их от диспетчерского пункта.

Схемы автоматизации вентиляторных установок главного проветривания должны обеспечивать дистанционное управление из помещения диспетчерского пункта и местное из машинного зала, а также возможность работы вентиляторов в автоматическом режиме, без постоянного обслуживающего персонала. При этом схема должна обеспечивать автоматические контроль и регистрацию всех основных параметров работы вентиляторной установки и автоматическую световую и звуковую сигнализацию при возникновении аварийных ситуаций.

Аппаратура автоматизации должна обеспечивать: частичное регулирование производительности вентиляторов путем поворота лопаток направляющего аппарата; реверс вентиляционной струи без остановки вентилятора; автоматическое включение резервного агрегата при выходе из строя работающего.

Аппаратура автоматизации должна обеспечивать полное защитное отключение вентиляторной установки в следующих случаях: при коротких замыканиях и перегрузках в электрической сети, а также замыканиях на землю; при асинхронном режиме работы синхронного двигателя; при затянувшемся пуске двигателя; при отключении напряжения питания на время более 10 с, при наложении тормоза во время работы вентилятора; при нарушениях режима работы в системе маслосмазки вентиляторов; при повышении температуры подшипников двигателя и вентилятора.

Система блокировок схемы автоматизации должна исключать:

— одновременную работу двух вентиляторов, если это не предусмотрено технологической схемой, самопроизвольный запуск электропривода вентилятора; включение вентилятора при несоответствующем выбранному режиму положения ляд в воздушных каналах;

— включение электроприводов ляд и шиберов во время работы вентилятора;

— задание двух видов управления одновременно; перестановку ляд при работающем двигателе.

Система автоматизации должна обеспечивать непрерывный контроль поло­жения ляд и шиберов, направляющего и спрямляющего аппаратов, депрессии и производительности вентилятора, температуры подшипников электродвигателя и вентилятора, положения тормоза, тока ротора и статора приводного двигателя, на­пряжения питания электропривода.

Установка вентиляторов главного проветривания должна обеспечивать:

— не­прерывную и бесперебойную подачу в шахту необходимого количества воздуха; возможность регулирования производительности при наличии резерва ее не менее 20 от наибольшей подачи;

— переход с работы одного вентилятора на другой и при необходимости их совместную работу;

— возможность опрокидывания вентиляцион­ной струи за время не более 10 мин при сохранении дебита не менее 60% от нор­мального;

— необходимый контроль параметров режима работы;

— устойчивую и эко­номичную работу при простоте и удобстве эксплуатации.

Аппаратура автоматизации вентиляторов главного проветривания должна обеспечивать:

— возможность использования ее для различных типов вентиляторов и схем проветривания;

— представление и расшифровку информации о причинах аварий; автоматическое включение резервного агрегата при аварийном останове или выходе из строя работающего;

— частичное регулирование производительности вентилятора дистанционным поворотом лопаток направляющего аппарата;

— высокие технико-экономические показатели при эксплуатации; простоту в обслуживании при профилактических осмотрах и ремонтах и вы­сокую ремонтопригодность.

Источник

Основные положения по автоматизации управления проветриванием шахт и рудников

Задача автоматизации управления проветриванием шахт и рудников сводится к подаче в шахту (рудник) такого количества воздуха и установлению такого его распределения по выработкам, при котором обеспечивается заданная производительность очистных и подготовительных работ при соблюдении требовании правил безопасности и санитарно-гигиенических норм при оптимальном режиме работы вентиляторных установок.

В общем случае решение этой задачи возможно на базе создания единой централизованной системы управления проветриванием шахты с использованием управляющей вычислительной машины. В настоящее время комплексная задача управления проветриванием шахты решается поэтапно и пообъектно. Выделяются следующие основные объекты и исследуются проблемы:

1. Вентиляторы главного проветривания (ВГП). Задачи и методы их автоматизации, регулирование производительности и депрессии (разницы давлений воздуха входящего и исходящего потоков вентилятора). Исследование статических и динамических свойств вентиляторов как звена САР, пути повышения надежности и безопасности их работы.

2. Горный участок. Его статистические и динамические
характеристики как объект регулирования концентрации метана на
исходящей струе.

3. Участковые контролирующие и регулирующие устройства. Их
конструкции, статические и динамические характеристики как звена
САР, режимы работы.

4. Локальные системы проветривания. Их связь с системой
автоматизации проветривания шахты. Регулирование вентиляторов
местного проветривания.

Читайте также:  Msi gl72 6qd вентилятор

Многие из указанных проблем получили практическую реализацию на шахтах страны или находятся в стадии теоретических исследований и опытной проверки.

Наибольшие успехи, достигнуты при решении задачи управления вентиляторными установками. Отечественной промышленностью за период развития автоматизации вентиляторных установок освоено серийное производство следующих типов аппаратуры: АВГП-5, УКВГ, АШВ-3, АДШВ, ЭГВГП-2, УКАВ-2 и др.

Аппаратура автоматизации управления ВГП должна удовлетворять следующим основным требованиям.

1. Обеспечивать надежную работу без постоянного присутствия
обслуживающего персонала.

2. Предусматривать возможность трех видов управления:

дистанционно — автоматизированного, выполняемого диспетчером или оператором с пульта управления, который должен находиться на поверхности шахты в диспетчерском пункте или в помещении одной из постоянно обслуживаемых стационарных установок;

дистанционно — автоматизированного из машинного зала, анало­гичного управлению от диспетчера;

местного индивидуального, деблокированного с места установки механизмов (для проведения ремонтно-наладочных работ).

3. Переход с одного вида управления на другой не должен вызвать
остановки работающего вентиляторного агрегата.

4. Допускать реверсирование воздушной струи и переход с одного
вентилятора на другой при закрытом направляющем аппарате без
остановки вентиляторного агрегата (если это разрешается по технологии
работы вентилятора, например, для центробежных вентиляторов).

5. Обеспечивать аварийное отключение вентилятора при:

коротких замыканиях и нарушениях изоляции по отношению к «земле» в силовых цепях;

исчезновении более чем на 10 с напряжения на станциях управления;

неисправности в системе охлаждения приводных двигателей (при принудительном их охлаждении);

перегреве подшипников электродвигателей и вентиляторов;

несимметричных режимах работы двигателей и их длительной перегрузке;

несостоявшемся или затянувшемся пуске;

выпадении синхронного двигателя из синхронизма или неполном ходе ступеней реостата в цепи ротора асинхронного электродвигателя после окончания пуска;

прекращении протока масла через подшипники или понижении давления в маслосистеме;

действии тормозных устройств во время работы агрегата.

6. Обеспечивать подачу светового и звукового предупредительных сигналов при неисправностях, которые не вызывают необходимости аварийного отключения работающего вентилятора. Например, при предельной производительности или депрессии вентилятора.

7. Обеспечивать возможность аварийной остановки вентилятора обслуживающим персоналом из машинного зала при любом виде управления.

8. Обеспечивать блокировки, запрещающие:

одновременную работу двух вентиляторов на шахтную сеть, если не используется их параллельная работа, а также реверсирование воздушного потока без остановки вентилятора (кроме случая, изложенного в п. 4;

повторное или самопроизвольное включение привода вентилятора после оперативного или аварийного отключения без последующей команды на пуск и до устранения причин, вызвавших аварийное отключение;

одновременное применение различных видов управления агрегатом;

включение электродвигателей лебедок ляд и шиберов (перекрытий, заслонок, задвижек) при работающем вентиляторе, кроме случая, изложенного в п. 4;

пуск вентилятора при несоответствующих выбранному режиму работы положениях ляд в вентиляционных каналах.

9. Обеспечивать контроль:

депрессии и производительности вентилятора самопишущими приборами и устройствами, сигнализирующими на пульт управления об отклонении этих параметров от заданных значений;

температуры подшипников электродвигателя и вентилятора;

протока и давления масла в системе маслосмазки;

положения ляд и лопаток направляющего или спрямляюще-направляющего аппаратов.

10. Обеспечивать сигнализацию, отражающую:

в машинном здании (световую или блинкерную):

аварийное отключение вентилятора с расшифровкой причины отключения;

работу в нормальном или реверсивном режиме;

ввод в работу резервного насоса системы смазки;

повышенную температуру под­шипников электродвигателей и вентиляторов.

на пульте диспетчера (световую):

включение и отключение вентилятора;

работу в нормальном или реверсивном режиме (по положению переключателя на пульте);

аварийное отключение вентилятора (без расшифровки причины) с дублированием звуковым сигналом;

неисправность, не требующую аварийной остановки вентиляторного агрегата с дублированием звуковым сигналом.

11. Обеспечивать независимость электроснабжения рабочего и резервного вентиляторных агрегатов. Схемы не должны содержать общих элементов, выход из строя которых может вызвать неуправляемость или отключение обоих агрегатов.

Следующая ступень автоматизации управления вентиляторами
должна решать проблему автоматического изменения производительности и депрессии вентиляторов в соответствии с заданным алгоритмом.

Перечисленным требованиям удовлетворяет и аппаратура УКВГ.

Принцип работы аппаратуры

На рис. 1 приведена упрощенная принципиальная электрическая схема аппаратуры УКВГ, которая получила наиболее широкое распространение на шахтах СССР и ряда стран СЭВ (совета экономической взаимопомощи) и реализует большинство предусмотренных требований.

Перед пуском вентилятора необходимо выбрать его номер и режим работы («Реверс» или «Норма») на пульте диспетчера ПД. Режим выбирается переключателем SA4 (точка у переключателя обозначает позицию, в которой контакты замкнуты) подачей «плюса» выпрямителя UZ1 на провод 7 или снятием его. Если «плюс» подан, срабатывает реле K13 в станции управления СУ по цепи: плюс UZ1, провод 7, контакт K12, реле K13, диод VD8, переключатель SA1, минус UZ1.

Реле К13 своими контактами включит приводы ляд и поставит их в режим нагнетания («Реверс»). Если на провод 7 не подан плюс UZ1, ляды установлены на всасывание («Норма»).

Рисунок 1 – Принципиальная схема аппаратуры УКВГ

Номер вентилятора выбирается переключателем SA3 включением в цепи провода 4 диода VD11 или VD12 на ПД. Чтобы запустить вентилятор (например, № 2), диод VD11 необходимо соединить с проводом 4. При этом включится реле K9 по цепи: точка 1 T1, провод 4, диод VD11, провод 5, диод VD1, контакт KM1F масляного выключателя, управляющего двигателем вентилятора, контакт K10, реле K9, переключатель SA1, точка 3 T1. Реле K9 включит лебедку, которая перекроет канал неработающего вентилятора. Одновременно реле K9 подготовит цепь включения реле K11, которое своим контактом включает пускатель KM2, а он двигатель вентилятора, № 2.

Реле К11 включается при нажатии диспетчером пусковой кнопки SB6 на пульте ПД. Цепь включения реле K11: точка 3 трансформатора T1, переключатель SA1, диод VD2, контакты KM2F, K9, реле К11 кнопка SB6, провод 4, точка 1 Т1.

Аналогично включается вентилятор № 1. Для остановки вентилятора необходимо нажать кнопку «Стоп» SB7 пульта. При этом включается реле отключения K12, которое своим контактом включит реле K7, а последнее отключит пускатель KМ2, Реле K7 можно также включить кнопкой SB5, расположенной на станции СУ.

Схема УКВГ допускает местное управление, которое вводится переключателем SA1 (позиция М). В этом случае пускатели KМ1 и KМ2 включаются кнопками SB1, SB2 на станции СУ, а отключаются кнопкой SB5.

По характеру индикации на пульте ПД диспетчер может следить за состоянием вентиляторной установки.

Лампы HL3 («Вентилятор включен») и HL4 («Вентилятор отключен») включаются контактами KM1F и KM2F в цепи диодов VD6 и VD7 станции СУ.

Лампа HL2 («Снижена производительность») включается кон­тактами PS1 и PS2 дифференциальных манометров через диоды VD9 и VD10.

Лампа HL1 («Перегрев подшипников») включается контактами аппарата контроля температуры АКТ через диоды VD3 и VD4.

Читайте также:  Вентилятор электрический газ 31105

Кроме свечения ламп при соответствующих нарушениях вклю­чается звонок НА1 контактом реле сигнала K14. Сигнал квитируется диспетчером с помощью переключателя SA5.

Защита двигателей вентилятора осуществляется аппаратами фильтровой зашиты АФЗ, контакты которых включаются в цепь отключающей катушки масляных выключателей.

На рис. 2 приведена схема расположения различных датчиков контроля в автоматической вентиляторной установке главного проветривания.

Рисунок 2 – Схема расположения датчиков контроля в автоматической вентиляторной установке:

1 – давления масла; 2 – температуры подшипников; 3 – температуры обмоток электродвигателя; 4 – положения тормоза; 5 – положения направляющего и спрямляющего аппаратов; 6 – положения ляд; 7 – давления воздуха;

8 – расхода воздуха; 9 – протока масла; 10 – температура масла

Контроль температуры осуществляется на основе аппаратуры АКТ-2 конотопского завода «Красный металлист» или КТТ-1 константиновского завода. В аппаратуре АКТ-2 используется явление срыва генерации при изменении индуктивности колебательного контура в результате на­грева ферритового сердечника, который помещается в зоне контроля.

Аппаратура КТТ-1 работает на принципе изменения активного сопротивления терморезистора КМТ-1 при его нагреве.

Контроль давления и расхода воздуха осуществляется диффе­ренциальными манометрами различных типов. Дифманометры применяются в комплекте со вторичными приборами двух моди­фикаций: ДМИ-Р – расходомеры и ДМИ-Т – тягомеры (напоромеры).

Контроль давления масла осуществляется при помощи электроконтактных манометров типа ЭКМ.

Контроль положения ляд выполняют взрывозащищенные вы­ключатели ВКВ-380 или магнитные выключатели ВМ-4-65.

Описание стенда

На принципиальной схеме панели стенда введены следующие обозначения:

K1, K2 – аппараты контроля температуры подшипников электродвигателей вентиляторов № 1/ № 2;

K3, K4 – дифманометры (PS1 – расходомер, PS2 – тягомер (напоромер);

K5, K6 – аппараты фильтровой защиты электродвигателей вентиляторов № 1/ № 2;

K7 – реле отключения электродвигателей вентиляторов;

K8 – реле пуска электродвигателя вентилятора № 1;

K9, K10 – реле защиты, самоблокирующиеся при срабатывании аппаратов фильтровой защиты, отключающие неисправный вентилятор и предотвращающие его пуск до устранения неполадки;

K11 – реле пуска электродвигателя вентилятора № 2;

K12 – реле пуска привода ляд для перевода их в режим нагнетания («Реверс»);

K13 – реле режима реверсирования воздушной струи;

K14 – реле аварийного сигнала на ПД;

K15 – реле пуска привода ляд для перевода их в режим всасывания («Норма»);

KM1, KM2 – пускатели электродвигателей вентиляторов № 1/ № 2;

SA1 – переключатель выбора местного или дистанционного управления;

SA2 – переключатель выбора пускаемого вентилятора на СУ;

SA3 – переключатель выбора пускаемого вентилятора на ПД;

SA4 – переключатель перехода в режим реверсирования воздушной струи;

SA5 – переключатель квитирования звукового сигнала;

SB1, SB2 – кнопки пуска электродвигателей вентиляторов № 1/ № 2 на СУ;

SB5.1, SB5.2 – кнопки отключения электродвигателей вентиляторов № 1/ № 2 на СУ;

SB6 – кнопка пуска электродвигателя выбранного вентилятора на ПД;

SB7 – кнопка отключения электродвигателя выбранного вентилятора на ПД;

SB8, SB9 – кнопки отключения реле защиты K9/ K10 после устранения неполадки по срабатыванию АФЗ1/ АФЗ2;

SQ1, SQ2 – концевые выключатели перевода ляд в режимы нагнетания («Реверс»)/ всасывания («Норма»);

HL1 – лампа «Перегрев подшипников»;

HL2 – лампа «Снижена производительность»;

HL3 – лампа «Вентилятор включен»;

HL4 – лампа «Вентилятор отключен»;

HL5 – световая индикация работы вентилятора № 1;

HL6 – световая индикация работы вентилятора № 2.

Содержание работы

1. Изучить основные положения по автоматизации управления проветриванием шахт и рудников.

2. Изучить принцип работы аппаратуры УКВГ.

3. Исследовать работу схемы в следующих режимах:

– при дистанционном управлении вентиляторами, включая реверсирование воздушной струи, имитацию и устранение аварийных ситуаций;

– при местном управлении с имитацией и устранением аварийных ситуаций.

4. Составить блок-схему алгоритма управления вентиляторной установкой.

5. Составить логические выражения условий возбуждения элементов схемы. При этом рекомендуется начинать с простейших условий и через них вывести условия пуска и остановки вентиляторов – HL5.S = KM1F.S, HL5.R = KM1F.R и HL6.S = KM2F.S, HL6.R = KM2F.R. Принять за логический нуль положения переключателей: «Местное управление», «Вентилятор № 1», «Норма».

Контрольные вопросы

1. В каких случаях должно происходить аварийное отключение вентилятора согласно требованиям к аппаратуре автоматизации управления ВГП?

2. Контроль температуры каких элементов осуществляется в вентиляторной установке? На чем основан принцип действия применяемой контролирующей аппаратуры?

3. Как диспетчер может устранить неисправность «Снижена производительность»?

4. Опишите назначение элементов K12, K13, SQ1, SB8.

Содержание отчета

Отчет должен содержать:

– описание функций, выполняемых схемой управления, с конкретными указаниями элементов, обеспечивающих выполнение этих
функций;

– блок-схему алгоритма управления вентиляторной установкой. Дать краткое описание блок-схемы алгоритма;

– логические выражения условий возбуждения элементов схемы;

– выводы по работе.

Рекомендуемая литература

1. Гаврилов П.Д., Гимельшейн Л.Я., Медведев А.Е. Автоматизация производственных процессов. – М.: Недра, 1985. – 215 с.

2. Бедняк Г.И., Ульшин В.А. и др. Автоматизация производства на угольных шахтах. – К.: Техника, 1989. – 272 с.

3. Автоматизация и автоматизированные системы управления в
угольной промышленности / Под общ. ред. В.Ф. Братченко. – М.: Недра, 1976. – 383 с.

4. Проектирование бесконтактных управляющих логических устройств промышленной автоматики / Грейнер Г.Р., Ильяшенко В.П., Май В.П. и др. – М.: Энергия, 1977. – 384 с.

Контрольные задания для СРС[1-4]

1. Ознакомиться с краткими теоретическими сведениями и подготовить ответы на контрольные вопросы.

2. Изучить соответствующий раздел курса, рассматривающий средства автоматизации вентиляторных установок главного проветривания.

Источник

Автоматизированная вентиляторная установка главного проветривания шахты

· регистрация всех событий, происходящих на контролируемом объекте: текущее включение и выключение агрегатов и механизмов, изменения режимов работы агрегатов, отклонения режимных параметров технологического процесса и состояния оборудования от нормативных значений.

Цель создания системы:

· обеспечить работу вентиляционной установки без присутствия постоянного дежурного персонала;

· обеспечить соблюдение технологической дисциплины, безопасности эксплуатации и сохранность технологического оборудования;

· сократить простои вентиляторной установки и стабилизировать режим проветривания шахты;

· уменьшить затраты на реализацию функций централизованного диспетчерского контроля за счет применения новейших средств вычислительной техники и телекоммуникаций, информационных технологий;

· многоуровневое (с требуемой степенью детализации), отображение информации оперативному и диспетчерскому персоналу.

2. Характеристика объекта диспетчерского контроля и управления

Объектом диспетчерского контроля и управления является автоматизированная вентиляторная установка главного проветривания шахты, включающая в себя:

1.1. Два осевых вентилятора ВОД-40М, имеющих реверсивное исполнение и укомплектованных, каждый:

· двумя масляными выключателями 6 кВ для включения главного привода в нормальном режиме работы вентилятора (всасывающий режим) и в реверсивном режиме;

Читайте также:  Вентилятор для бп 140мм 2pin

· автоматической системой управления электроприводом вентилятора;

· электромеханическим приводом поворота лопаток направляющего аппарата;

· электромеханическим приводом поворота лопаток спрямляющего аппарата;

· маслостанцией с двумя маслонасосами для циркуляционной жидкой смазки подшипников вентилятора;

· электрогидравлическим колодочным тормозом;

1.2. Комплекс средств реверсирования и переключения воздушного потока, состоящий из:

· отсекающей (противопожарной) ляды;

· переключающей ляды в подводящем канале;

· трех лебедок для перемещения ляд;

1.3. Релейно-контакторные системы включения и переключения вспомогательных электроприводов:

· поворота лопаток направляющего и спрямляющего аппаратов каждого вентилятора;

· рабочего и резервного маслонасосов каждого вентилятора;

· колодочного тормоза каждого вентилятора;

· лебедок отсекающей и переключающей ляд, ляды диффузора;

· включения/выключения масляного выключателя нормального режима проветривания каждого вентилятора;

Источник

Система автоматического управления вентилятором главного проветривания

Промышленные АСУ и контролеры, №8/2010

ГромовВ.С., Лапшин В.Р.

Важной компонентой горнодобывающего предприятия является система жизнеобеспечения людей непосредственно находящихся в шахте, расположенной на расстоянии от поверхности на сотни метров. Бесперебойная подача объёмов чистого и свежего воздуха с производительностью 300-400м³/с и депрессией в 3500-4000Па в шахты глубокого залегания является одной из важных производственных задач на действующих шахтах. Всё это приводит к созданию при действующих рудниках достаточно мощных по потреблению электрической энергии вентиляционных установок для, так называемого главного проветривания удалённых от поверхности горных выработок. Причём такие установки могут размещаться как на поверхности, так и под землёй в местах старых выработок.

Поскольку шахты эксплуатируются несколько лет, зачастую и десятки лет, от подобного оборудования требуется сохранение работоспособности в течение всего производственного цикла жизнедеятельности шахты, что обеспечивается методами резервирования аппаратуры для оперативной замены или ремонта в случае отказа, а также контролем, диагностикой состояний важных параметров установок таких как температуры подшипников двигателей и вентиляторов, давление масла в гидроприводящих механизмах, наличие недопустимых вибраций, контроль фаз и т.д. для упреждения отказа и принятия своевременных мер по профилактике оборудования.

С целью обеспечения надёжности бесперебойного проветривания обычно строят две вентиляторные установки основную и резервную, причём последняя находится в горячем резерве, чтобы сократить время на переход резерва в рабочее положение. Поскольку это время перехода критично для жизнедеятельности, смена позиций должна производиться автоматически и за минимально короткое время. Применяют различные схемы смены позиций: одна из них связана с механическим перемещением установки с резервной на рабочую позицию. Данная схема перехода с резервной позиции в рабочую как показывает опыт является более сложной, требует большего времени, менее надёжна из-за движущихся частей, хотя и является весьма оригинальной и привлекательной. Такая структура вентустановки главного проветривания была реализована при участии ЗАО «РТСофт» немецкой фирмой “Howden Ventilatoren GmbH” в р-ке Беларусь на новом калийном руднике «Краснослободский» вблизи г. Солигорск.

Однако только резервированием вентиляторов проблему надёжности решить нельзя. Система управления вентилятором тоже подвержена отказам и при схеме жёсткой привязки к «своей» вентиляторной установке при отказах приводит к необходимости менять позиции вентиляторных установок в целом. На практике авторы реализовали схему горячего резервирования управляющих контроллеров системы управления предложенную фирмой SIEMENS на базе контроллеров S7-H400. При этом дублировались не только контроллеры, но и интерфейсные связи с аппаратурой нижнего уровня. С целью экономии этих связей и повышения помехоустойчивости авторы применили технологию распределённого ввода/вывода на базе удалённых станций ЕТ-200M и запараллеленной промышленной шины PROFIBUS DP. При этом для связи контроллера с модулем ввода/вывода использовались индивидуальные промышленные шины PROFIBUS DP и, таким образом, отказ одного из контроллеров Н400 или рабочей промышленной шины переводит резервный контроллер в активный режим, что обеспечивает автоматический подхват управления вентиляторной установкой без переключений на резервный комплект технологического оборудования. В такой схеме любому контроллеру из 2-х доступно управление любой из 2-х вентиляторной установки.

На следующем более высоком уровне применяются два дублированных Автоматизированных Рабочих Места (АРМ) на базе ПЭВМ, Эти АРМ сидят на общей оптоволоконной сети промышленной ETHERNET и соединены по ней с контроллерами. В процессе эксплуатации только одно АРМ находится в режиме управления, другое –только в режиме мониторинга. В случае необходимости АРМ-ы могут по указанию оператор меняться своими функциями. В случае выхода из строя двух АРМ система продолжает функционировать под управлением встроенного в систему пульта оператора в виде программируемого пульта OP77A (SIEMENS) с дисплеем на базе LCD.

На рисунке показаны структура системы, сохраняющей живучесть при одиночных отказах входящих в неё составных частей. Не трудно видеть, что такая схема за счёт дублирования отдельных частей и организации перекрёстных связей обеспечивает несколько вариантов рабочих конфигураций.

Приведённый подход применим и в других системах надёжного жизнеобеспечения. Например, в системах вентиляции автодорожных тоннелей, где в экстремальных случаях система вентиляции должна быть готова и работоспособна обеспечить дымоудаление или удаление опасных для здоровья концентраций газов, чтобы не допустить отравление находящихся в тоннеле людей.

Рис.1 Структурная схема Системы Управления Вентилятором Главного Проветривания Краснослободского рудника

Источник

АВТОМАТИЗАЦИЯ УСТАНОВОК ГЛАВНОГО ПРОВЕТРИВАНИЯ ШАХТ

Подача воздуха для проветривания горных выработок шахт производится при помощи мощных вентустановок. Как правило, они расположены на поверхности земли и подают воздух в шахтные выработки через вентиляционный ствол.

Температура подаваемого в шахту воздуха должна быть не менее +2 градусов, поэтому в холодное время года воздух прогревается при помощи калориферных установок, расположенных на входе в вентканал вентилятора.

Помимо вентустановок в машзале располагаются системы управления, высоковольтное оборудование, пульты управления и компьютер (АРМ) оператора.

Всё это оборудование работает в едином комплексе, который управляется системами САУ в автоматическом режиме.

01
Воздушные заслонки. Они закрыты, когда идет нагрев воздуха, проходя через калориферные установки для подачи в шахту. Воздушные заслонки открыты при реверсивном режиме работы вентилятора, либо в теплое время года, когда нагрев воздуха не требуется.

02
По вентиляционному стволу воздух подается в шахтные выработки для соблюдения необходимых норм концентрации взрывоопасных веществ и обновления воздушной смеси в выработках.

03
Помещение оператора. Отсюда производится управление и контроль за работой вентустановок. Все данные от системы САУ приходят на Автоматизированное рабочее место оператора (компьютер – АРМ), где ведется архивация данных и индикация текущих параметров вентустановки. Также, данные по работе вентустановки передаются в общий диспетчерский пункт шахты

Источник

Adblock
detector