【文章內(nèi)容簡介】 能性或采取綜合措施，但風(fēng)量不足時，增速調(diào)節(jié)要注意風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不要超過風(fēng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)速，以免發(fā)生風(fēng)機(jī)震動、噪音增大、軸溫升高、電機(jī)超載等問題。圖41 風(fēng)機(jī)部分性能曲線圖 調(diào)整軸流風(fēng)機(jī)葉片安裝角度軸流式扇風(fēng)機(jī)由于葉片安裝角度可調(diào)，因此當(dāng)?shù)V井需風(fēng)量發(fā)生變化時，可通過調(diào)整葉片安裝角度來滿足礦井通風(fēng)要求。但調(diào)節(jié)應(yīng)該在系統(tǒng)改造的基礎(chǔ)上進(jìn)行，不能盲日的加大葉片安裝角度。 更換電機(jī)據(jù)調(diào)查現(xiàn)在不少煤礦的主要通風(fēng)機(jī)都存在著電機(jī)與風(fēng)機(jī)不匹配即“大馬拉小車”的現(xiàn)象。一方面由于設(shè)計的原因，考慮的備用系數(shù)過多。另一方面由于生產(chǎn)布局的調(diào)整，系統(tǒng)的改變造成的。對這種情況，應(yīng)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析比較，需要更換電機(jī)的應(yīng)予以更換，以降低電機(jī)空載損耗。如雙鴨山A礦井，設(shè)備選型時選用的電機(jī)功率為800 kW。由于生產(chǎn)布局的調(diào)整，總需風(fēng)量減少，主扇所需輸人功率下降，使得電機(jī)容量過剩，經(jīng)實測40186。 葉片安裝角時電機(jī)功率僅為340 kW，即使考慮一定的備用系數(shù)及葉片安裝角增大時功率的增加值，其電機(jī)功率也只需500 kW。因此根據(jù)現(xiàn)場實際情況，系統(tǒng)改造時將電機(jī)更換為630 kW，其空載功率下降了40 kW，年節(jié)省電費(fèi)13余萬元?？梢姟按篑R拉小車”的局面應(yīng)盡快改變。 采用“子母”風(fēng)機(jī)現(xiàn)在煤礦使用的主扇和電機(jī)的選型，一般是考慮開采前期、中期和后期礦井的風(fēng)量風(fēng)壓的變化情況，“一錘定終身”，且兩個通風(fēng)機(jī)的型號是一樣的。這樣勢必造成前期風(fēng)量大、風(fēng)壓高，通風(fēng)能力過剩。建議風(fēng)機(jī)選型或改造時選用“子母”風(fēng)機(jī)，即選用一個大風(fēng)機(jī)和一個小風(fēng)機(jī)，或風(fēng)機(jī)型號一樣，所選電機(jī)在轉(zhuǎn)速或功率上有所差異，以適應(yīng)不同生產(chǎn)情況下的礦井通風(fēng)要求。運(yùn)行時以適合礦井通風(fēng)能力的通風(fēng)機(jī)作主通風(fēng)機(jī)，另一通風(fēng)機(jī)作備用，當(dāng)需要檢修時啟動備用臨時進(jìn)行通風(fēng)。5 硬件的設(shè)計 PLC類型的選用日本松下公司的FP0系列PLC，可以說是可編程控制器市場的后起之秀，F(xiàn)P0是超小型PLC，是近幾年開發(fā)的新產(chǎn)品，雖然松下電工的產(chǎn)品進(jìn)入中國市場較晚，但由于其設(shè)計上有不少獨(dú)到之處，其產(chǎn)品特點可以歸納為以下幾點：（1）豐富指令系統(tǒng)在FP0系列PLC中，即使是小型機(jī)，也具有近200條指令。除能實現(xiàn)一般邏輯控制外，還可以進(jìn)行運(yùn)動控制，復(fù)雜數(shù)據(jù)處理，甚至可以直接控制變頻器實現(xiàn)電動機(jī)調(diào)速控制。此外，F(xiàn)P0可以單臺使用，也可以多模塊組合，最多可增加3個擴(kuò)展模塊，I/O口從最小10點可擴(kuò)大到128點。（2）快速的CPU處理速度FP0系列PLC各種機(jī)型的CPU速度均優(yōu)于同類產(chǎn)品，小型機(jī)尤為突出，超小型FP0的幾ms/千步，對于大型機(jī)，處理速度會更快。FP0的運(yùn)行速度在同類產(chǎn)品中是最快的。還可讀限制50181。s的窄脈沖，即FP0有脈沖捕捉功能。（3）大程序容量FP0系列機(jī)的用戶程序容量也較同類機(jī)型大，其小型機(jī)一般都可達(dá)3千步左右，最高可達(dá)到5千步。FP0具有大容量的數(shù)據(jù)寄存器，可用于復(fù)雜控制及大數(shù)據(jù)量處理。（4）功能強(qiáng)大的編程工具FP0系列無論采用的是手持編程器還是編程工具軟件，其編程及監(jiān)控功能都很強(qiáng)。其FP0II型手持編程器還有用戶程序轉(zhuǎn)存功能。其編程軟件除已漢化的DOS版NPSTGR外，還推出了Windows版的FPSOFT，最新版的FPWINGR也已進(jìn)入市場。這些工具都為用戶的軟件開發(fā)提供了方便的環(huán)境。（5）強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)通信功能FP0系列機(jī)的各種機(jī)型都提供了通信功能，而且它們所采用的應(yīng)用層通信協(xié)議又具有一致性，這為構(gòu)成多級PLC網(wǎng)絡(luò)，開發(fā)PLC網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序提供了方便。松下電工提供了多達(dá)6種的PLC網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品，在同一子網(wǎng)中集成了幾種通信方式，用戶可根據(jù)需要選用。盡管這些網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的數(shù)據(jù)鏈路層與物理層各不相同，但都保持了應(yīng)用層的一致性。FP0可經(jīng)RS232口直接連接調(diào)制解調(diào)器。通信時若選用“調(diào)制解調(diào)器”通信方式，則FP0可使用AT命令自動拔號，實現(xiàn)遠(yuǎn)程通信[4]。 變頻器類型的選用及接線方式 選用變頻器的類型，首先要按照類型、調(diào)速范圍、靜態(tài)速度精度、起動轉(zhuǎn)矩等，然后決定選用那種控制方式的變頻器。為滿足本系統(tǒng)需要，選用富士變頻器G11S系列，它具備以下功能：（1）簡單矢量控制功能，簡單矢量控制是確保低速運(yùn)轉(zhuǎn)時仍保持高轉(zhuǎn)矩（1Hz時轉(zhuǎn)矩為150%額定轉(zhuǎn)矩）。（2）自動調(diào)諧（帶差轉(zhuǎn)補(bǔ)償）功能，此功能可以自動監(jiān)控矢量控制電動機(jī)的恒定值，并適用于2極、4極或6極的三相鼠籠式電動機(jī)。（3）速度跟蹤功能，起動變頻器時無需停止電動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)（空轉(zhuǎn)時）即可從商業(yè)電驅(qū)動運(yùn)行過渡到變頻器驅(qū)動運(yùn)行或者從突然斷電后恢復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)。（4）改進(jìn)的防止跳閘功能，在過載運(yùn)行中，當(dāng)輸出電流達(dá)到過流失速水平時，該功能可以自動降低頻率；負(fù)載恢復(fù)正常后，該功能又自動將頻率恢復(fù)到原設(shè)定值并繼續(xù)運(yùn)行；該功能還可以防止某些機(jī)械運(yùn)行中因過電流而跳閘。變頻器的接線圖如圖51所示。圖51 變頻器的接線圖 瓦斯傳感器的選擇根據(jù)設(shè)計要求，為了滿足功能需要選用CH217瓦斯傳感器，由上海無線電14廠根據(jù)瓦斯報警的特定功能和技術(shù)要求新近開發(fā)研制的一種單片低壓、低功耗、微小信號檢測報警的專用設(shè)備。它適合于煤礦開采過程中的瓦斯檢測與報警，其內(nèi)部設(shè)兩個報警通道，可發(fā)出預(yù)報和危險兩種報警信號，報警信號又分為視覺和聽覺（聲音）兩種，而以聲音信號的不同來代表預(yù)報（低濃度）和危險（高濃度）兩種報警形式。芯片內(nèi)部由小信號放大器AV，兩個信號比較器VCVC2，兩組振蕩器，邏輯編碼控制器以及驅(qū)動器組成。使用電路簡單，易于調(diào)試，安裝方便。 CH217采用全CMOS工藝制造，具有輸入阻抗高，功耗低的特點；又由于采用了最新低壓CMOS線性電路設(shè)計技術(shù)，并巧妙地將線性電路與邏輯電路組合成完整的功能系統(tǒng)，因而具有工作電壓低、滿足井下工作環(huán)境要求等特點。報警電路工作過程：瓦斯傳感器輸出信號通過CH217的118腳送入到內(nèi)部小信號放大器AV，由其將傳感器的微弱信號放大后由19腳輸出形成Vx信號， Vx通過113腳進(jìn)入兩個信號比較器VCVC2, 由VCVC2將Vx與從RPRP1上提取的預(yù)報與危險兩種基準(zhǔn)信號VL、VH進(jìn)行比較，形成報警控制信號FI(11腳)和SE(14腳)。當(dāng)Vx＜VL時，兩報警控制信號同時為低電平，說明此時瓦斯?jié)舛群艿?，沒有危險，不需要報警；當(dāng)VL＜Vx＜VH時，預(yù)報警控制信號FI為高電平，危險報警控制信號SE為低電平，說明此時瓦斯有了一定的濃度,應(yīng)進(jìn)行預(yù)報，這時CH217通過第3腳輸出頻率較低的聲音預(yù)報報警信號，同時通過2腳輸出光報警信號；當(dāng)Vx＞VH時，兩報警控制信號同時為高電平，說明此時瓦斯?jié)舛纫堰_(dá)到了危險的程度，這時CH217通過第3腳輸出頻率較高的聲音危險報警信號, 光報警信號仍然通過2腳輸出。 壓力傳感器的選擇MPX2000屬于壓阻式壓力傳感器。壓阻式壓力傳感器是利用單晶硅的壓阻效應(yīng)制成的器件。它是在單晶硅基片上用擴(kuò)散工藝制成一定形狀的應(yīng)變元件，當(dāng)受到壓力作用時，使應(yīng)變元件的電阻率發(fā)生變化，電阻變化引起電路輸出電壓發(fā)生變化。壓阻式傳感器的特點有：易于小型化、易于集成化、靈敏度高、測量范圍寬、頻率響應(yīng)寬、工作可靠壽命長、受溫度影響大。壓阻式壓力傳感器廣泛應(yīng)用于流體壓力、壓差的測量。 變送器的選擇在通風(fēng)控制系統(tǒng)中選用變送器是將礦井內(nèi)壓力傳感器的模擬信號變換成標(biāo)準(zhǔn)的電信號。從而便于PLC內(nèi)的PID調(diào)節(jié)，實現(xiàn)對變頻器的控制，使變頻器輸出相應(yīng)的頻率來控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，有效的調(diào)節(jié)礦井內(nèi)的通風(fēng)量。在整個控制系統(tǒng)中，變送器起著非常重要的作用。在本系統(tǒng)中選用由天津市奧斯克科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的SK1151系列電容式壓力變送器。SK1151系列電容式變送器是采用國外先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備，關(guān)鍵原材料、元器件、和零部件均從國外進(jìn)口，整機(jī)經(jīng)過嚴(yán)格組裝和測試。具有設(shè)計原理先進(jìn)，品種規(guī)格齊全，安裝使用簡便（規(guī)格、尺寸與原裝1151完全兼容），外形美觀等特點。最近研制開發(fā)出來的S智能系列更是一種智能式變送器，有很強(qiáng)的使用價值。目前，該系列產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、電力、食品、造紙、醫(yī)藥、機(jī)械制造等行業(yè)。同時SK1151系列電容式變送器還具有以下特點：