矿井压风机自动化控制技术的研究与应用

赵旭东

（中国平煤神马集团一矿，河南 平顶山 467000）

在煤炭生产单位中，压风机作为井下重要的通风装置，其工作特点会从某种程度上对井下正常生产造成一定制约。压风机作为风动工具和设备的动力源，承担着压缩空气，并将风动力提供给井下生产的重要任务。所以，将自动化控制技术应用于矿井压风机中，能够对压风机进行有效的控制，从而提升生产效率、减少能源消耗、实现安全生产。

一、矿井压风机实现自动化控制的重要性

在煤矿生产中，传统压风机自动化程度较低，大部分由岗位职工对其控制进行开启或关闭，职工需要手动记录压风机的各项参数并将其传达到调度室，管理部门无法实时查看压风机工作或停止状态下的风压、风速、流量以及电机频率等参数，井下也无法实现稳定恒压供气。与此同时，人工操作存在不均匀磨损情况，导致设备使用寿命大幅缩短；人工维护不仅浪费人力资源，而且压风机的运行效果得不到有效保障，影响矿井安全生产。受工作温度、压力以及震动等因素的影响，压风机在使用过程中很容易出现渗漏和转子轴孔磨损的问题，岗位职工每隔2个小时就需要对设备工作状态进行一遍检查，每周需要进行一次全面检修。而将自动化控制技术应用于矿井压风机中，能够很好的实现压风机参数采集、数据处理、故障报警、远程集中控制、运行时间设定等各种功能，精确控制恒压供气，不仅达到了压风机房无人值守的目的，而且能够为井下风动工具和设备提供充足的动力，同时提高了矿井压风系统的可靠性。

二、矿井压风机实现自动化后的功能

压风机想要实现自动化控制，需要引进并安装自动化系统。根据压风系统工作原理的特点，其对稳定性和实用性具有一定的要求。在压风机自动化控制系统中，计算机和触摸屏作为重要载体，选择专业的数据归档服务器作为数据储存库。将自动化控制技术应用于矿井压风机中，就是利用信息化和智能化控制主机直接给压风机设备传送相应指令，使其保持正常运转，同时能够实时监控设备运行时的风速、风压、电机频率、变频器温度以及关停压风机后的温度、风压、流量等各项参数，并对各项指标参数设置上限，一旦出现任何异常情况能够自动报警，并采取紧急措施进行处理，使各项参数恢复到合理范围值，从而提高压风机的工作效率，减少人员配置，降低劳动强度。

三、矿井压风机中自动化控制系统的应用

（一）建立自动化控制柜。自动化控制系统包括触摸屏、空气开关、模拟量拓展块、接线端子等装置，具备多功能的模块与人机界面，不仅能够远程集中控制压风机设备和相关线路，而且能够对设备运转参数、自动控制空气压力数据等进行有效采集，一旦存在异常情况能够及时报警，并提醒工作人员修改参数指标，从而实现对压风机设备的有效控制。

（二）安装电子传感器。在压风机运行过程中，如果需要采集电流、电量、电功率、温度等数据，需要在线路或设备上安装电子传感器。一是在一级、二级气缸中安装一台压力传感器与一台温度传感器，进而对环境的可靠性、温度、湿度以及压力参数等进行有效、实时地监测；二是在供电电路中安装综合电量的开停传感器与监测设备，进而对电机的电压电流、功率、输出频率等参数进行有效地监测与采集；三是在压风机齿轮油泵排油管路以及总管口出口位置安装压力传感器，然后设计好冷水器与风包间的压力传感器，进而实时监测压风机油压与分管理压力。

（三）登录管理用户。在系统进入工作状态前，首先进行用户登录，在“用户登录”窗口选择用户名，输入正确密码后确认登录。在显示登录成功后，按照管理权限对参数进行设置，对设备进行远程管理。

（四）设置运行参数。在矿井通风系统中，风动工具和设备具有众多种类，且分布较为分散，普通矿井的压风机并非短时间内就能保证正常运行的，因此在操作前需要对压风机的顺序进行正确设置，职工要根据矿井中压风机的分布和自动化控制系统的要求设置压风机次序功能，顺序数字只能设定在1—6之间，在同一顺序设定中不能够重复相同的主备机数字；其次，设定目标压力的下限值、上限值和间隔时间，当联控系统压力低于下限或高于上限时，加载下一台机器的间隔时间；再次，设置顺序轮换时间和加载卸载时间，顺序轮换时间是联控系统执行下一个顺序的工作完毕与另一个顺利开始工作之间的时间，需要适当控制时间，防止对井下工作造成影响。

（五）接入新式压风机。将新压风机联入自动化控制系统时，首先需要对压风机的完好性进行检查，确保自动停启功能有效，压风机通讯正常；其次检查压风机选择开关处于联控状态，压风机的上下限和相关参数的设置是正确的，操作面板上压风机置于自动状态，确认按钮灯亮，可实施自动化操作。

（六）查看实时报警消息。在矿井压风系统操作过程中，一旦矿井现场出现问题，计算机系统屏幕上就会显示实时报警信息。为了能够将现场情况尽快掌握，确保现场正常生产和人员安全，管理人员需要根据现场反馈的信息及时制定针对性措施，确保问题得到有效解决。在报警信息显示窗口，不同的颜色代表不同的消息状态，红色表示报警消息出现，绿色表示报警消息离去。当现场出现问题时，只有对实时报警消息及时查看，才能够将现场情况尽快确定。

（七）运行记录查询。自动化控制系统不但能够对压风机工作状态进行控制，而且能够查询设备的工作状态和操作记录。管理人员首先需要输入设备编号，选择查询的设备，然后设置查询时间段，系统会将该时间段内设备开停的次数和运行状态显示在窗口。

四、结束语

综上所述，在煤矿生产中，压风机实现自动化控制具有时效性和可行性，不仅能够使压风机的安全系数大幅提高，而且能够使人员配置得到优化，同时能够根据管网总压力调节空气压缩机电机频率，保障压风机正常工作状态，实现了压风机房无人值守，为实现数字化矿山打下了良好基础。