礦井通風(fēng)系統(tǒng)承擔(dān)著向井下輸送新鮮空氣，具有通風(fēng)、降塵、降溫、除濕等作用，對保障井下安全生產(chǎn)、改善井下工作環(huán)境具有決定性作用[1] [2]。礦井主扇風(fēng)機作為礦井通風(fēng)系統(tǒng)的核心設(shè)備，卻普遍存在風(fēng)量調(diào)節(jié)難、控制精度低等諸多缺點，不利于礦井通風(fēng)工作自動化水平和可靠性水平的提高。
我公司根據(jù)煤礦的主扇風(fēng)機為參考對象，設(shè)計了一套集PLC控制技術(shù)[WinCC組態(tài)技術(shù)于一體，具備高可靠性、多功能的監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)了對主扇風(fēng)機的實時在線監(jiān)控，確保通風(fēng)設(shè)備的正常運行，尤其是實現(xiàn)了不停風(fēng)“一鍵式”自動倒機。
控系統(tǒng)實現(xiàn)了對礦井主扇風(fēng)機及其附屬功能設(shè)備運行參數(shù)、工作狀態(tài)的實時在線監(jiān)控。其主要設(shè)計功能包括：
1) 實現(xiàn)雙主扇熱備用，確保備用風(fēng)機性能穩(wěn)定；
2) 實現(xiàn)井下通風(fēng)動力不停止狀態(tài)下兩臺主通風(fēng)機的自動切換控制；
3)實時在線監(jiān)測主通風(fēng)機的風(fēng)壓、風(fēng)量、軸功率等主要性能參數(shù)，實時在線監(jiān)測配套電機的主要電氣參數(shù)，（如電流、電壓功率、功率因數(shù)等），實時監(jiān)測軸承的溫度、軸向震動，電機繞組溫度等系數(shù)。
4)在監(jiān)控中心同步顯示風(fēng)機及風(fēng)門系統(tǒng)的模擬運行畫面，監(jiān)測風(fēng)機開停信號。正反風(fēng)信號、風(fēng)門關(guān)閉信號。
5)實現(xiàn)對監(jiān)測數(shù)據(jù)的實時動態(tài)顯示存儲、查詢、打印等功能，同時具有超限報警功能。
1、不停風(fēng)倒機風(fēng)門系統(tǒng)由鋼制風(fēng)筒、立式掛網(wǎng)風(fēng)門、對空測試風(fēng)門、備用檢修風(fēng)門組成，不停風(fēng)倒機主要并滿足一風(fēng)機正常掛網(wǎng)運轉(zhuǎn)，另一風(fēng)機可進行熱備、測試和進行維修維護的需要。
2、立式掛網(wǎng)風(fēng)門和對空測試風(fēng)門應(yīng)采用自密式旋葉風(fēng)門。風(fēng)門葉片采用雙層不銹鋼316L材料，為保證葉片強度和在風(fēng)道內(nèi)的風(fēng)阻情況，葉片設(shè)計為菱形結(jié)構(gòu)，葉片菱形銳角端角度應(yīng)大于4°，并小于6°；葉片中軸采用40Cr的材料；風(fēng)門長期受到較大的負壓載荷，如門框變形則會使風(fēng)門產(chǎn)生漏風(fēng)，所以門框采用BS600MC高強度合金鋼材質(zhì)；風(fēng)門密封選用三元乙丙 P型和B型密封，氣密性好、耐熱、耐臭氧、耐老化、耐酸堿、耐化學(xué)藥品、抗疲勞、吸震、電絕緣等性能的中空發(fā)泡橡膠，風(fēng)門關(guān)閉時應(yīng)密閉性好，漏風(fēng)率小于1%。
3、自密式旋葉風(fēng)門采用BERNARD單回轉(zhuǎn)電動執(zhí)行機構(gòu)，其驅(qū)動方式為電動、手動兩用，開閉靈活、快速、準確、可靠，且使用方便，開啟/關(guān)閉時間在40秒內(nèi)，風(fēng)門系統(tǒng)帶傳感器，顯示風(fēng)門啟閉狀態(tài)。自密式旋葉風(fēng)門使用齒輪齒條傳動，其傳動結(jié)構(gòu)應(yīng)布置在門框內(nèi)部，保證不受外部條件影響。對空風(fēng)門可在進行性能測試時，逐步調(diào)節(jié)風(fēng)門大小，可自動或手動對風(fēng)阻進行調(diào)節(jié)，保證風(fēng)機性能測試曲線的測試。
4、風(fēng)門在不拆卸門框情況下進行檢修，如更換密封條，行走部件等；風(fēng)門制作強度和剛度能滿足長期運行下均不能變形和翹曲，緊固件不能松動；齒條與執(zhí)行器的連接機構(gòu)能靈活運轉(zhuǎn)，且在帶負荷情況下無卡澀或咬蝕；行走齒條和驅(qū)動齒輪等運動構(gòu)件須做表面硬化處理，硬化厚度不低于8δm；密封條保證使用使用壽命不小于五年。為保證風(fēng)門現(xiàn)場安裝，在設(shè)備的起吊位置設(shè)起吊耳，并有明顯起吊標志。
5、監(jiān)控系統(tǒng)選用2套西門子S7-300系列PLC控制，并配備上位機，通過操作臺按鈕對通風(fēng)機起、停進行操作，2套PLC系統(tǒng)形成雙機熱備；計算機可對通風(fēng)機各種運行參數(shù)和信號的數(shù)據(jù)采集，儲存、分析和判斷，自動對風(fēng)機的電氣故障、機械故障和性能故障的三類故障進行分類，針對致命性故障和非致命性故障給出處理的專家建議，預(yù)先報警、直至做出相應(yīng)的控制，確保風(fēng)機運轉(zhuǎn)更加安全可靠。
6、系統(tǒng)中模塊均采用熱插拔方式，用戶可以在不停機的狀態(tài)下對系統(tǒng)中的組件進行更換；系統(tǒng)采用高端上位計算機，可通過計算機查看風(fēng)機的中文參數(shù)和故障查詢。風(fēng)機的監(jiān)控系統(tǒng)可與礦綜合自動化平臺連網(wǎng)，實現(xiàn)信號上傳，和接受遠方（調(diào)度室）下行的控制命令。
7、風(fēng)機切換模式滿足根據(jù)不同廠家風(fēng)機、風(fēng)門布置、以及高開柜的選型做針對性的非標設(shè)計，均能保證在風(fēng)機切換期間，井下通風(fēng)不停，瓦斯不超限，并且控制切換的關(guān)鍵參數(shù)通過后臺機開放給用戶可微調(diào)，并且給出調(diào)整后的模擬效果預(yù)測
