煤矿主扇风机改造方案.

监测系统
2020/12/14
监测系统
谢谢观赏！
2020/11/5
30
❖ 半自动方式——当系统运行发生故障时，发出故障报警信号。系统由正常运行到应急运行方式 转换过程中需要人员参与解锁，同时系统对联锁状态进行监视。（推荐方式）。
❖ 手动方式——手动方式下，系统的起停控制不受联锁条件制约，因此只能用于调试等极端情况 下使用。
有准备切换
2020/12/14
1号风机向2号风机正常切换过程中，当1号风机停机之前，预先启动2号风机。此时，若2号 风机和相关变频器所有状态都正常时，再停1号风机。当1号风机停机后，2号风机风门打开， 可以快速启动2号风机。
内数据库中保留一个月或指定适当的时间跨度，也可拷贝到磁盘长期保存 ❖ 在线测量与处理的风机运行参数的历史数据报表形式查询显示和打印 ❖ 越限报警 ❖ 测试风机性能和绘制风机性能三大特性曲线。
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监测系统
2020/12/14
监测系统
2020/12/14
监测系统
2020/12/14
2020/12/14
序号
名称
1
底板
2
5A电源模块
3
CPU模块
4
8路AI模块
5
4路AO模块
6
32点DI模块
7
32点DO模块
8
MMC存储器卡
9
前连接器
10
微断
11
接口开关电源
12
接口继电器
主控柜配置
型号 6ES7390-1AF30-0AA0 6ES7307-1EA00-0AA0 6ES7313-6CE01-0AB0 6ES7331-7KF02-0AB0 6ES7332-5HD01-0AB0 6ES7321-1Bl00-0AA0 6ES7322-1Bl00-0AA0 6ES7953-8LG11-0AA0 6ES7392-1AJ00-0AA0
1# 变 频
ACS550
2# 变 频
ACS550
2#进线
单刀双掷开关
2#风机工频
3# 变 频
ACS550
4# 变 频
ACS550
KM1
M 1#
KM2
M 2#
KM3
M 3#
KM4
M 4#
运行模式
2020/12/14
本系统提供了四种不同的正常 运行及应急运行方式。
1#进线
单刀双掷开关
1#风机工频
2#进线
系统基本功能
2020/12/14
❖ 在线测量与处理的风机运行参数的集中定位显示，以指定的时间间隔刷新 ❖ 在线测量与处理的风机运行参数的实时曲线图形显示，便于观察一小时内（或其它指定长度）各种不同
参数的变化趋势； ❖ 在线测量与处理的风机运行参数的历史曲线图形显示和任意历史时刻的数据查询。历史数据可在计算机
煤矿主扇风机改造方案.
目录
2020/12/14
1
概述
2
标准与规范
3 4
系统组成 低压配电柜
5
变频柜
6
监控PLC系统
7
控制台
8
在线监测系统
概述
2020/12/14
❖ 概述 煤矿主通风机采用两台FBCDZ54-6-NO18对旋防爆轴流式风机，通风方式为抽出式，采用 YBF2-315L2-6型电动机，功率132KW，额定压力888-3354PA，额定电压380伏，额定风量 40.2-89.4M3。由供电电源有两台Sj200/6/0.38变压器共给。
1#风门关到位 1#系统停止运行
第一步：起动2#油站 第二步：2#变频器上电 “电机运行就绪”指示“亮”
第三步：设置参数 2#系统热备成功
2#系统热备状态起动
第一步：起动2#电机散热风机 第二步：2#系统风门开 2#风门开到位
第三步：2#系统电机起动 2#系统起动成功
1#系统—2#系统切换成功
监控PLC系统
2020/12/14
供电电压 频率 功率因数 效率 输出电压范围 频率控制 电机控制软件 转矩控制
速度控制
变频器技术参数
380 至480 V, +10/-15% 48……63 Hz 0.98 >98% 0……额定 0…… 500 Hz 矢量控制 开环 <10 ms 额定转矩 闭环 <10 ms 额定转矩 开环 ± 5%额定转矩 闭环 ± 2%额定转矩
2020/12/14
系统结构
上位机监控系统
风机部分监控信 号
低压柜 低压柜
主控柜PLC
操作台PLC
变频柜
ABB
ABB
变频柜
ABB
ABB
切换柜
切换柜
电机
2020/12/14
柜体构成
变频柜 变频柜 切换柜 变频柜 变频柜 切换柜 主控柜 低压柜 低压柜
低压配电柜
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❖ 低压配电系统引自原系统两台 Sj200/6/0.38变压器，向主通风机提 供低压电源，同时经过一台380/220V 隔离变压器以及不间断电源UPS向变频 器和PLC主控系统提供控制电源。
序号 名称 1 空开 2 单刀双掷刀开关
3 接触器 4 小型断路器 5 电流表 6 电压表 7 电流互感器 8 转换开关 9 按钮 10 指示灯 11 安装附件
型号 CM1-400 DZ-400 CK1-400 PL7-3P-10A
APT APT APT
备注
变频柜
2020/12/14
❖ 变频器选用ABB公司ACS550型变频器 ▪ FlashDrop ▪ 助手型控制盘 ▪ 用于降低谐波的专利技术：变感式电抗器 ▪ 矢量控制 ▪ 专为恶劣环境设计的涂层板 ▪ 内置C2类EMC滤波器（第一环境）作为标配 ▪ 内置的Modbus现场总线及多种内部安装的总线 适配器 ▪ UL, cUL, CE, C-Tick 及GOST R认证 ▪ RoHS 认证
备注 SIEMENS SIEMENS
SIEMENS
SIEMENS
SIEMENS MOLLER OMRON SIEMENS
在线监测系统
2020/12/14
❖系统简介 本系统以国家标准“通风机空气动力性能试验方法”和煤炭行业标准“煤矿用主要通风机
现场性能参数测定方法”为依据，应用工业计算机检测技术和独特的专有研究成果对矿用大型通 风机的运行状态进行连续在线测量与处理，以多种方式提供通风机运行状态的各种数据，保障通 风机的安全运行和方便通风机的性能测试，并为多种功能扩充提供方便的条件。在线测量与处理 的风机运行参数包括风机入口静压、全压、风速、流量，电机的轴承温度、定子绕组温度，电机 功率和总功率，风机效率，正反风信号和风机入口温度等。系统采用国内先进的工控组态软件， 测控功能齐全，画面、曲线、报表丰富多彩，方便现场操作人员使用和技术维护。
开环 电机额定滑差 20% 闭环 电机额定速度 0.1% 开环 100% 转矩阶跃< 1% s 闭环 100% 转矩阶跃< 0.5% s
2020/12/14
序号 1 2
名称 变频器 接触器
3
小型断路器
4
电流表
5
电压表
6
电流互感器
7
按钮
8
指示灯
9
PROFI-BUS通讯卡
变频柜配置 型号 ACS550 PL7-3P-10A
单刀双掷开关
2#风机工频
模式一 模式二 模式三 模式四
1# 变 频
ACS550
KM1 KM2
2# 变 频
ACS550
3# 变 频
ACS550
KM3 ZQ1 KM4 KM5 KM6 ZQ2
4# 变 频
ACS550
KM7 KM8
M
M
1#
2#
M
M
3#
4#
切换方案
2020/12/14
❖ 全自动方式(方案一)——系统根据运行状态，自动完成由正常运行到应急运行方式的切换，整 个过程不需要人员参与。自动实现切换开关、风机的连锁动作。（鉴于风机运行的特殊性，不 推荐此方式）
这种方式可以大大缩短两台风机的切换时间，并且降低由于2号风机潜在故障导致切换失败的 风险。提高通风系统可靠性。
2020/12/14
有准备切换
2#系统具备上电条件
1#系统停止运行
第一步：启动系统切换 第二步：1#变频器控制电机减速
电机速度小于200转/分钟 第三步：1#系统风门开始关闭 第三步：1#电机冷却风机关闭
4路AO模块
6
32点DI模块
7
32点DO模块
5
断路器
6
继电器
7
接触器
8
按钮
9
指示灯
司机台配置
型号 6ES7313-6CE01-0AB0 6ES7331-7KF02-0AB0 6ES7332-5HD01-0AB0 6ES7321-1Bl00-0AA0 6ES7322-1Bl00-0AA0 PL7-2P-10A HH52P-24D 3TF APT APT
PL7-2P-10 S-100-24
备注 SIEMENS SIEMENS SIEMENS SIEMENS SIEMENS SIEMENS SIEMENS SIEMENS SIEMENS MOLLER MEANWELL ORMON
2020/12/14
序号 1
名称 S7-300 CPU
4
8路AI模块
5
标准与规范
2020/12/14
❖ 如无特殊说明，本电控系统设计方案满足以下标准和规范： ▪ 电控系统设计标准： 《矿山电力设计规范》GB50070-94 新版《煤矿安全规程》 2004年版 ▪ 电控系统制造标准： IEC标准 ▪ 电控设备检验标准：《低压电器电控设备》 ▪ 安装验收标准： 《电气装置安装工程盘、柜及二次回路接线施工及验收规范》GB50171-92 《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》GB50168-92
2020/12/14
名称 低压配电柜 变频柜 主控柜 切换柜 司机台 上位机 风机在线监控
系统组成
型号 400A ACS550 S7-300 PLC 400A S7-200 PLC IBM 可选
数量 2 4 1 2 1 1 1
备注 1#风机与2#风机电源进线与配电
变频器安装配置 系统PLC控制 运行模式切换 系统操作 系统监控 在线监控
ACS550
4# 变 频
ACS550
KM3 ZQ1 KM4 KM5 KM6 ZQ2
KM7 KM8
M
M
1#
2#
M
M
3#
4#
方案二
2020/12/14
1#进线
❖ 使用单刀双掷开关代替接触 器切换回路。该方案电路较
单ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ双掷开关
为简单，半自动模式切换， 能够减少4个接触器，2个 1#风机工频 断路器，使系统故障点减少。 但是方案不能自动切换风机， 且切换时间较长。
2020/12/14
❖ 系统采用两套PLC分别控制两台风机。 ❖ 系统设置三种启动方式
▪ 自动方式 ▪ 联锁条件下的手动方式 ▪ 非联锁（检修）条件下的手动方式 ❖ 为避免外部信号干扰影响系统的正常运行，本系统的设计具备完善的防干扰措施 ❖ 系统实现如下功能 ▪ 保护功能：对过载、短路等故障设置保护。 ▪ 控制功能：根据实际需要进行分合闸，以保证安全生产。
1#进线
2#进线
❖ 采用接触器（即：
KM1~KM8）和断路器 （ZQ1、ZQ2）均为可控
单刀双掷开关
器件，能够实现回路自动切 换和有准备切换方式。本方 1#风机工频
案中使用的断路器和接触器
较多，控制较为复杂。
单刀双掷开关
2#风机工频
1# 变 频
ACS550
KM1 KM2
2# 变 频
ACS550
3# 变 频
APT APT ABB
备注 ABB SIEMENS
MOLLER
2020/12/14
变频器主回路切换
煤矿主通风机为一用一备设计，完全保留原工频运行方式（工频回路加接触器予以控制）。本方案 采用变频装置与主通风机互为冗余的配置方案，进一步提高了系统的可靠性。
这里提供两种切换方案待选。
方案一
2020/12/14