主扇风机模拟操作台的研制与应用

于海洋

(潞安化工集团 王庄煤矿，山西 长治 046031)

煤矿主扇风机的任务是向井下生产作业头面连续不断地输送新鲜空气，以冲淡和排出煤岩层中涌出或在煤炭生产过程中产生的有毒、有害、有窒息性、可燃性或爆炸性的气体、粉尘等，调节井下的气候条件，创造良好的生产环境，保障井下作业职工的人身安全和健康，实现安全高效生产。

1 技术比武简介

主扇司机的岗位技能水平和处理突发事故的能力对矿井的安全稳定生产十分重要。王庄煤矿每年都积极认真地组织相关工种的技术比武活动，号召并激励相关工种的职工不断提升自身素质和岗位技能水平，同时通过技术比武甄选出能力过强、技术过硬的职工到集团的大平台上继续竞逐。

1.1 比武方式

目前，大多数煤矿主扇司机技术比武没有真正的动手实操环节。现以某煤矿技术比武为例，采用了理论知识和实操问答两种方式，采用百分制，按照理论30%和实操问答70%计分，按照分数高低排名，对成绩优异者进行奖励。

1.2 弊端分析

首先这种比武方式存在很多人为误判的因素，其次有些职工实际操作能力较强，虽能够及时、合理处理主扇突发的故障和事故，但文化水平较低、表达能力差、对问题叙述不清，同时还存在漏题、放水等问题，导致比武结果不够公平、公正，失去了通过技术比武选拔、奖励和激励人才的意义。

2 模拟操作台的研制

为解决目前主扇风机操作工技术比武中存在的问题和弊端，特研制了一种主扇风机模拟操作台装置。该装置由废旧主扇司机操作台外壳、PLC控制器、通讯模块、电脑、显示器、接触器、按钮、指示灯、小风扇等部件构成。

2.1 工作原理

主扇风机模拟操作台根据实际操作流程1∶1还原了风机的全部功能，通过按钮和旋钮以及PLC闭锁控制等功能，对操作人员的操作顺序、故障复位、设备状态反馈等工作流程的掌握情况进行考核。比如启动风机前必须将润滑泵站、冷却风机、闸瓦、工作风门启动到位风机才能启动，任一环节出错，PLC控制系统就会拒绝启动风机，能够真实还原作业现场，确保实战能力。

2.2 模拟操作台控制系统框图

模拟操作台控制系统如图1所示。

图1 模拟操作台控制系统

2.3 模拟操作台电路图

模拟操作台电路如图2所示。

图2 模拟操作台电路

3 模拟操作台功能

在模拟操作台上，可以演示实际风机运行中的各种操作，比如：

1) 模拟启动1号回路或2号回路风机；

2) 模拟操作1号回路风机切换到2号回路风机或者2号回路风机切换到1号回路风机；

3) 模拟进行反风操作；

4) 模拟进行不停机倒回路操作；

5) 模拟风机故障切换回路或变频器操作；

6) 一键启停1号或2号回路风机；

7) 一键反风操作。

同时，电脑显示器和操作台上可以显示以下内容：①1号、2号风机电压、电流；②1号、2号风机启停状态；③1号、2号风机附属设施运行状态如：冷却电机和润滑系统运行状态；④1号、2号风机风门开启状态，风门开、闭显示采用模拟量渐变，有12 s的渐变效果，使操作过程更接近实际，显示效果达到最佳；⑤1号、2号风机上闸、松闸状态；⑥1号、2号风机自动、手动模式；⑦1号、2号风机运行频率显示；⑧1号、2号风机回路各开关运行状态；⑨1号、2号风机变频器正常与否等。模拟操作台实物如图3所示。

图3 模拟操作台实物

4 综合分析

目前的技术比武通过回答的完整度和流利度来判断选手对主扇风机相关知识的储备情况，形式比较单一，不够准确，存在一部分人实际动手能力很强，但表述不清的情况。毕竟问答不同于实际操作，不能反映选手的实际操作水平。

主扇风机模拟操作台装置研制成功后，使用模拟操作台进行实际操作，模拟风机不同状况下的操作流程，能够更直观、更准确地判断选手的技能水平和心理素质。

另外，模拟操作台还有两个创新点：

1) 选手比武前，评审人员可以提前制造出变频器故障、联络柜断开、切换柜断开等故障，选手必须先排除故障后才能进行后续的风机操作，否则风机无法启动。

2) 风门开到位和关到位采用了渐变的量化模拟显示，有12 s的渐变过程，如果提前按下启动按钮，风机无法启动，使得比武演练更贴近实际，也达到了技术比武的目的。

5 结 语

模拟操作台实现了现场操作与电脑监控显示同步化、一体化，高度还原了主扇司机现实工作中的操作情景，使实操比武能真正筛选出技术水平一流、应对突发事故能力最强的职工。同时，新工人上岗、师带徒、培训讲解等环节实现了理论联系实际，通过亲自动手操作，使培训效果事半功倍，该模拟操作台具有广泛的推广使用价值。