矿井智能化控制系统新产品简介

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2021年10月19日发布

        智慧矿山建设中涉及的矿井智能化控制产品很多，我们公司智能化研发部门最近推出了一列的控制系统新产品，主要应用于主通风机、压风机、瓦斯抽放、皮带机电控、矿井供电、井下水泵、闸间隙在线控制等方面：

主要特点：

1、双plc控制系统，实现主通风机的控制和参数监测完全独立。

2、两套冗余的人机界面监控系统，一套触摸屏，一套独立计算机，同时对两套主通风机进行监测监控。

3、实现一键自动快速启动，风机启动过程中涉及的高低压供电、风门关启、变频器启动、风机加速等过程全部采用顺序逻辑控制，大大缩短风机启动时间。

4、实现一键自动倒机，当需要正常倒机时，不需对风门、配电系统、变频控制系统进行单独操作，只需操作一个按钮，备用风机的风门启动和变频启动自动完成。

5、、实现变频故障时的自动工频旁路启动。

图1  主通风机在线控制模型 

主要特点：

1、控制系统具有远程、就地、联控、分控四种工作方式；联控状态下可以自动顺序开启水管电动球阀、冷却水泵、空压机；自动顺序关闭（或停止）空压机、冷却水泵、电动球阀等；

2、控制系统能够设定压缩空气总管路的压力（压力下限、上限压力、报警压力），温度（下限、上限、报警）；

3、采用顺序、比较控制技术，采用移峰填谷——当总管路的压力小于设定压力时，先启动累计运行时间最短的那台压风机；当总管路的压力大于设定压力时，先停止累计运行时间最长的那台压风机。使压风机组的每台设备使用寿命做到均衡化。

图2  主压风机在线控制系统模型

主要特点：

1、监测上采用插入式威力巴流量计量、激光甲烷监测、巡检式温度监测、高防护等级等技术的产品来实现，确保技术在安全性、准确性、可靠性、实用性等方面都能很好地实现。

2、冷却水、瓦斯管道阀门采用电动方式控制，可满足集控、分控多种控制方式。

3、控制上主要采用混合可编程技术实现控制，配套的人机交互控制设备上采用触摸屏柜子来实现多功能显示和触控。实现系统的经济、可靠、高效地控制。

图3  瓦斯抽放在线监控系统模型

主要特点：

1、两台变频器采用共用直流母线设计，其整流器采用2组二极管三相桥式整流电路进行整流并联运行形成12脉动波形，逆变器主回路采用三电平方式。

2、两套变频器采用主从控制方式，从而实现两台电机的功率平衡。

3、能实现一键启动、停车，自动化程度高，操作简单，降低操作人员劳动强度。

4、具有集控、分控、检修等多种模式，满足不同开车要求。

图4   主斜井皮带电控原理图

图5  主斜井皮带电控系统模型

主要特点：

1、遥测功能：实时监测井下6～10kV及以下供电系统的电压、电流、有功功率、电量等电力参数。

2、遥信功能：实时反映井下开关的分、合闸状态，包括正常、事故遥信变位。

3、遥控功能：井下开关断路器或接触器的遥控分、合闸操作。

4、遥调功能：电网电压等级、开关运行参数远方整定修改，远方保护定值召唤、整定修改。

5、保护功能：采用全数字交流直接采样技术，抗干扰能力强，动作准确可靠。短路保护采用突变量启动技术，动作速度快，能可靠捕捉各种短路故障。

6、选择性接地（漏电）保护采用独特的有功、无功综合判据，动作可靠、准确。高压部分适用于中性点不接地、消弧线圈接地系统；低压部分可实现纵向、横向选择性保护。

7、保护测控单元中的保护部分功能独立，而且保护功能不依赖通讯网，网络瘫痪与否不影响保护正常运行。

8、系统开放性、扩充性好，可灵活组网。

9、 系统上位机具有历史曲线打印、报表、查询和图形绘制等功能。

10、保护测控单元兼有就地设置、显示、控制以及数据查询功能。

11、 配合变电所的工业电视系统的视频图像，实现无人值守；

12、支持控制室计算机监控系统的远程控制功能。

       图6  矿井供电系统模型

主要特点：

1、PLC控制程序采用模块化结构，系统可按程序模块分段运行。该程序结构具有清晰，简捷，易懂，便于模拟调试，运行速度快等特点；

2、 系统可自动实现水泵的轮换工作，延长了水泵的使用寿命；
3、可手动，自动启动或停止水泵的运行，以及开关闸阀和控制闸阀的开度进行流量控制；
4、系统根据水仓水位，涌水量，电网负荷确定开，停水泵时间及水泵的数量；
5、PLC自动检测水位信号，根据水位高低，自动投入和退出水泵运行参数，合理地调度水泵运行；
6、具有对电机过热，过载的保护功能和水泵压力，流量的监测功能。可实时监测，显示水仓水位，流量，电压，电流，压力，真空度，温度，闸阀开度等一系列参数；根据水仓水位自动启动泵房设备，规范起动顺序；
7、根据用电峰谷段和水仓水位，自动选择水泵的起动数量；
8、检测使用率低的水泵优先起动，均衡各台水泵的使用率；
9、可实现多种控制功能：自动控制、手动控制、检修控制等；
10、具有网络功能，留有以太网接口，可直接与全矿综合自动化网络相连；
11、可以通过屏幕直观的了解设备各个观测点的运行数据；
12、采集泵房中的进出口压力、流量、液位、真空度、水仓液位等；
 13、采集电机轴承温度、定子绕组温度；由电机厂家预埋的PT100热电阻进行检测，也可外配；
14、控制、储存、显示、报警、网络上传、远程检测、打印报表等功能；
15、在地面上位机上可分别对每台水泵的运行电耗、工作时间等进行统计，便于管理人员及时掌握每台水泵的工况，也可优先起动高效泵实现节能最大化；
16、系统具有真空泵和射流引水排真空装置双套设备的控制及切换功能。

图7  井下水泵控制系统模型

主要特点：

1、采用高精度传感器如压力、位移、偏摆、闸盘温度等参数进行实时监控。

2、采用分散式数据采集提升机闸瓦和制动盘之间的距离，根据提升机的闸盘的数目每台主机可配传感器的路数为8路、12路、16路、20路、24路、32路。

3、当系统采集某一个间隙值大于设定参数时，能进行声光报警，并闭锁下次开车。

图 8 闸间隙在线监控系统模型

  （本稿件由中矿传动市场部整理编辑，经中矿传动技术支持团队审核授权发布！）

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