СИСТЕМА АВТОМАТИЗАЦИИ ВЕНТИЛЯТОРНОЙ УСТАНОВКИ ГЛАВНОГО ПРОВЕТРИВАНИЯ

Полезная модель относится к технике проветривания горных выработок, в частности к системам автоматизации вентиляторных установок.
Известна система автоматизации вентиляторной установки главного проветривания (Гаврилов П.Д. Автоматизация производственных процессов. - М., Недра, 1985, с.167-172), содержащая пост управления вентиляторной установкой, пускатели вспомогательных механизмов, датчики контроля температуры, датчики контроля состояния вспомогательных механизмов, датчики контроля параметров воздуха.
Наиболее близкой к предлагаемой полезной модели является, система автоматизации вентилятора главного проветривания на базе аппаратуры УКАВ-М (Батицкий В.А. Автоматизация производственных процессов и АСУТП в горной промышленности. - М., Недра, 1991, с.151-158), содержащая микропроцессорные управляющие устройства, посты управления вентиляторной установкой, высоковольтные ячейки двигателей вентилятора, пускатели вспомогательных механизмов, пускатели общих механизмов, датчики температуры, датчики контроля состояния вспомогательных механизмов, датчики контроля состояния общих механизмов, датчики контроля параметров воздуха. Система обеспечивает возможность автоматизированного управления шахтными вентиляторами главного проветривания при соблюдении всех нормативов безопасности, а также контроль технологических параметров работы вентиляторной установки.
Недостатками описанных систем являются низкая надежность, обусловленная применением релейно-контакторных схем, сложность и трудоемкость
монтажа, наладки и последующей эксплуатации, невозможность включения вентиляторной установки в систему диспетчеризации шахты.
Задачами полезной модели являются повышение надежности системы, существенное упрощение монтажа, наладки и эксплуатации системы, включение вентиляторной установки в систему диспетчеризации шахты.
Решение указанных задач достигается за счет того, что в описанную систему автоматизации вентилятора главного проветривания, содержащую микропроцессорные управляющие устройства, посты управления вентиляторной установкой, высоковольтные ячейки двигателей вентилятора, пускатели вспомогательных механизмов, пускатели общих механизмов, датчики температуры, датчики контроля состояния вспомогательных механизмов, датчики контроля состояния общих механизмов, датчики контроля параметров воздуха, введены рабочие станции диспетчера шахты и оператора вентиляторной установки. Кроме того, в качестве микропроцессорных управляющих устройств вместо устаревших микропрограммных автоматов предложены программируемые логические контроллеры, которые обладают большими функциональными возможностями и позволяют значительно упростить релейно-контакторные узлы и уменьшить их количество. Это обеспечивает повышение надежности системы, упрощение монтажа, наладки и эксплуатации, а подключение контроллеров к шахтной сети Ethernet позволяет включить вентиляторную установку в систему диспетчеризации.
На чертеже представлена структурная схема системы автоматизации вентиляторной установки главного проветривания.
Система автоматизации вентиляторной установки главного проветривания содержит рабочую станцию диспетчера шахты 1 и рабочую станцию оператора вентиляторной установки 2, связанные между собой и подключенные через концентратор 3 к общему контроллеру 4. Общий контроллер 4 по интерфейсу соединен с контроллерами 5 и 6 вентиляционных агрегатов. К входам общего контроллера подключены датчики параметров воздуха 7, датчики контроля состояния общих механизмов 8 и элементы управления поста
местного управления общими механизмами 9, а к выходам - магнитные пускатели общих механизмов 10 и элементы индикации на посту местного управления общими механизмами 9. К входам контроллеров 5, 6 подключены датчики температуры 11, 12, датчики состояния вспомогательных механизмов 13, 14, элементы управления постов местного управления вентиляторов 15, 16 и счетчики электроэнергии 17, 18. Выходы контроллеров 5, 6 соединены с магнитными пускателями вспомогательных механизмов 19, 20, высоковольтными ячейками двигателей вентиляторов 21, 22 и элементами индикации на постах местного управления вентиляторов 15, 16. К датчикам параметров воздуха 7 относятся датчики температуры, давления и расхода воздуха. К датчикам температуры 11, 12 относятся датчики температуры подшипников и обмоток двигателей вентиляторов. К общим механизмам относятся ляда калорифера и противопожарная ляда, к вспомогательным - отсекающие ляды, тормоза и электронагреватели (на чертеже не показаны).
Система автоматизации вентиляторной установки главного проветривания может функционировать в одном из трех режимов - два автоматизированных (управление с рабочей станции диспетчера шахты 1 или рабочей станции оператора вентиляторной установки 2) и один ручной (с постов местного управления 9, 15, 16), и работает следующим образом. После того, как выбран вид управления, номер рабочего вентилятора и режим его работы (проветривание/реверс) осуществляется запуск вентиляционного агрегата. Для первого вентилятора процесс запуска будет выглядеть следующим образом. Контроллером 5 производится проверка закрытого состояния ляд смежного агрегата по сигналам с датчиков состояния вспомогательных механизмов 14, выдача сигналов на пускатели вспомогательных механизмов 19 для открытия ляд и снятия тормозов. С датчиков состояния вспомогательных механизмов 13 на контроллер 5 поступают сигналы, подтверждающие открытие ляд и снятие тормозов. После этого контроллер 5 включает высоковольтные ячейки 21 первой и, с некоторой задержкой, второй ступеней вентилятора. После поступления на контроллер 5 сигналов «включено» с ячеек 21, вентилятор
считается запущенным. В процессе работы вентилятора датчики температуры 11 осуществляют измерение температуры подшипников и обмоток двигателей вентиляторов, датчики контроля состояния вспомогательных 13 и общих 8 механизмов осуществляют контроль состояния отсекающих ляд, тормозов, электронагревателей, ляды калорифера и отсекающей ляды, датчики параметров воздуха 7 измеряют температуру, расход и давление воздуха. Счетчик электроэнергии 17 предназначен для контроля и учета электроэнергии, потребляемой вентиляционным агрегатом. Вся информация с датчиков 7, 8, 11, 13 и счетчика 17 через контроллеры 4, 5 и концентратор 3 поступает на рабочие станции оператора вентиляторной установки 2 и диспетчера шахты 1 и предоставляется в удобной для восприятия форме. Кроме того, контроллер 5 обеспечивает аварийную сигнализацию и отключение вентиляционного агрегата в случае неисправности ляд, тормозов, электронагревателей, высоковольтных ячеек двигателей вентилятора, перегрева подшипников и обмоток двигателей вентилятора. В случае аварийного отключения рабочего вентиляционного агрегата контроллер 4 обеспечивает автоматический ввод резерва, то есть запуск вентилятора, находившегося в резерве. При выборе второго вентиляторного агрегата система работает аналогичным образом. Посты местного управления 9, 15, 16 предназначены для выполнения наладочных работ.
Предлагаемая система успешно испытана на действующей вентиляторной установке главного проветривания.
В данной системе в качестве рабочих станций диспетчера шахты 1 и оператора вентиляторной установки 2 применены персональные компьютеры типа IBM PC со специально разработанной SCADA-системой. Связь между контроллерами 4, 5, 6 осуществлялась с помощью сети Controller Link.
Опыт эксплуатации системы показал, что технический регламент работы вентиляторной установки соблюдается, работа системы удовлетворяет требованиям промышленной безопасности и обеспечивает выполнение всех заявленных выше функций.