ACS4000压风机智能控制系统在三河尖煤矿的应用

ACS4000压风机智能控制系统在三河尖煤矿的应用

李强;杨传名

【摘要】自我矿投产以来,压风机房一直为全天候值班制度,现有五台美国英格索兰公司生产的型号为 MM200-2S-HV 的螺杆式空气压缩机作为供风源.其技术参数如下：冷却方式为风冷,容积容量为38.8m3/min,排气压力为0.85Mpa,额定功率为200Kw.正常3台运行,2台备用,24小时不间断向井下供风.为了响应集团公司二十推项目的实始,经技术论证、采购材料,确定采用英格索兰公司的 ACS4000智能控制系统来完成这个任务.其原理是通过在压风机房安装集控和可视化系统,根据井下用风量和风压确定开机数量,按顺序,自动对5台空压机进行加载、减载和开机、停机.在机电科值班室调度员可进行压风机房的监测监控,实现无人值守.

【期刊名称】《科技风》

【年(卷),期】2012(000)023

【总页数】1页(P124-124)

【关键词】压风;智能控制系统;无人值守

【作者】李强;杨传名

【作者单位】徐州矿务集团公司三河尖煤矿,江苏徐州 221613;徐州矿务集团公司三河尖煤矿,江苏徐州 221613

【正文语种】中文

压缩空气作为动力源广泛用于采矿、石油、化工等行业，主要用于风镐、喷浆机、

气动装岩机等风动机械。风动与电力相比，优势在于风动机械不会产生电火花，因而特别适用于含有瓦斯、煤尘的场所，且风动机械的过载性能远比电力的好，特别适合负荷变化大、冲击强度高的机械。但压缩空气作为动力的成本很高，系统总效率为30%～40%，如何提高设备的效率，节约运行费用，达到节能减排，保证操

作人员安全，成为管理人员首要考虑的问题。

1 系统组成

1.1 视频显示部分

视频显示部分共安装有四个摄像头，分别安装在机房外的五台风包右上方、配电室、机房压风机组的两侧，可以全面覆盖整个机房的区域，四个摄像头一同来采集这些视频信号经过硬盘录像机存储并经光电转换器调制为光信号，经压风机房至机电调度室的光纤传给机电调度室的显示终端进行全天候现场实况显示。并且可以随时调取近一个月内的视频监视影像。

1.2 硬件配置

在每台机组对应的高压柜内安装了一对电压电流变送器，用来对机组的运行的电气状况进行取样，实时显示在调度室机组控制界面。每台机组的排气口处安装有一个压力传感器和一个温度传感器，用来采集机组的工作效率和运行情况。在压缩空气的入井管道上也安装了一个压力传感器，用来监视井下管网的工作压力，经服务器内部运算比较后来判定对机组的控制方法。主控制部分为一台ACS4000智能控制系统，通过Inrellisys智能控制端口对各机组进行控制，来完成起动、停机、故障保护、加载、减载等控制任务。ACS4000智能控制系统共设8路控制端口，其中五路分别对应一台压缩机组，另三路为备用端口，以应对增加机组等情况。

在机电调度室内安装有主控服务器和二台显示器，一台为视频监视用，显示压风机房各地点的视频图像，可时刻对其进行察看。另一台为机组控制界面，显示各机组的运行状况，即运行状态（运行、停止、减载），高低压部分的工作电压、电流，

主管道压力，各机组的排气压力，排气温度，以及故障报警显示及查询等，并且用户登录后可以对所有机组进行起动、停止、联控投入和切除，以及压力设定、切换逻辑等操作。

1.3 软件设置

ACS4000装置能够控制多级空气压缩机加荷和卸荷，目的是为了保持空气压缩机的压力固定在用户设定值或者接近此值。这是一种基于微机，独立操作式装置，其安装和电源装置都与压缩机分开。ACS4000装置有各种操作模式：自动式或者用户手动式，可以根据具体压缩空气系统的情况进行调节以适合用户需要。

通过ACS4000装置传感器的传感控制来响应系统空气压力的变化，按照用户选定的运行顺序，ACS4000装置增加或者减少空气压缩机的运行台数。采用英格索兰的iFIX智能控制软件，也可通过?ACS4000智能控制系统自带的触摸屏进行各项运行参数的设定，并设密码保护，如果不知道密码，就无法对系统进行操作，彻底解决人为破坏和一切误操作。集控系统对机组的开机的优先等级作了动态分配，每24小时进行一次切换，其优先顺序为第一天1#→2#→3#→4#→5#，第二天切换为2#→3#→4#→5#→1#，第三天为3#→4#→5#→1#→2#，第四天为

4#→5#→1#→2#→3#，第五天为5#→1#→2→#3→#4，第六天重新开始下一个循环。确保每台机组的时间基本相同，以延长压缩机组的使用寿命。其设定工作压力下限为6.0kg/m 3，即当系统压力低于6.0kg/m 3时，增加运行机组，工作压力上限为7.0kg/m 3，即当系统压力高于该设定值时，机组开始减载。上限报警压力为7.5kg/m 3，下限报警压力为5.5kg/m 3，当管道压力超过设定置时，ACS4000智能控制系统发出报警，并将信号传给机电科调度室，在显示屏上显示报警信号和故障现象，只有人工复位方可消除报警（故障排除后），即故障闭锁功能，防止机组带故障运行造成事故。

2 应用效果

2.1 减少岗位人员

集控系统运行后实现无人值守，可节约人工6个/天。

2.2 减少机组运行台数节约电能

集控系统运行前每班至少运行3台机组，生产高峰期为4台，最多要5台机组同

时运行，（人工监控停机不及时压力会上升到7kg/m 3以上）造成电能浪费及机

组损耗，且过高的压力会使风动工具转速过快，振动增大，会造成损坏、折断钻具，甚至对职工造成伤害。压力过低，风动工具会出现旋转速度过慢，且无力，影响正常生产（生产职工会打电话通知开机，因此，在高压区运行的时间很多）。集控运行后，正常运行二至三台机组，平均每天减少一台运行机组。

2.3 节约机组维保费用

可缩短机组冷却液、空气过滤器、油过滤器等部件的更换周期，以冷却液为例：英格索兰公司规定的冷却液的更换周期为二年，但我们的机组切换不及时，每台机组出现运行时间不均衡的现象，有的机组会出现长时间运行，而有的机组运行时间很短（但冷却液变质仍需更换，因冷却液变质，机组就会报警保护，停止运行），造成冷却液更换周期缩短，没能得到有效利用。在投入智能控制系统后，冷却液得到最大使用效果，预计每年可节约22桶冷却液，同时减轻了职工的劳动强度，延长机组的使用寿命。

［参考文献］

[1]庄礼贤.流体力学.中国科技大学出版社,2009.

[2]张景松,陈更林.流体机械.中国矿业大学出版社,2010.

[3]陈正科等.煤矿安全生产技术参考资料.煤炭工业出版社,2002.