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風機變頻加裝預警裝置

文檔作者：劉計明文檔來源：山西陽煤集團坪上公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年10月09日
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風機變頻加裝預警裝置
劉計明
（山西陽煤集團坪上公司，山西陽泉045000）
摘要在使用BPJ1-110 變頻開關過程中，發(fā)現(xiàn)該產(chǎn)品存在維修難度大、返修率高、故障點難確定、
開關硬件故障率高，由于操作繁瑣或開關本身故障造成停機率高，從而造成無計劃停風事故頻發(fā)，導
致瓦斯?jié)舛瘸蓿o安全生產(chǎn)帶來了極大安全隱患，為了提高檢修質(zhì)量，及時發(fā)現(xiàn)運行中開關故障，針
對BPJ1-110 變頻開關在檢修過程和使用過程中加裝了聲光報警裝置，能夠及時的發(fā)現(xiàn)事故點，做出
報警并提示工作人員，大幅降低了事故發(fā)生率。
關鍵詞風機；變頻；預警裝置
中圖分類號： TP273 文獻標志碼：A 文章編號：1009-0797（2016）06-0069-02
1 前言
井下風機控制使用BPJ1-110 變頻開關， 該設
備采用可編程控制器及自回饋制動變頻器，驅(qū)動風
機調(diào)速運行。長期以來，由于該設備實驗不成熟，造
成在井下運行不穩(wěn)定， 主/ 副機切換經(jīng)常出現(xiàn)故障
[1]，長時間運行無故障停車/ 偷停等諸多故障，出現(xiàn)
故障后不能及時發(fā)現(xiàn)處理，有時不懂的工人盲目亂
操作，給井下生產(chǎn)造成安全隱患，對正常生產(chǎn)造成
影響，而且增加檢修維護的壓力和成本支出?？傮w
來說該產(chǎn)品存在維修難度大、返修率高、故障點難
確定、開關硬件故障率高，由于操作繁瑣或開關本
身故障造成停機率高，從而造成無計劃停風事故頻
發(fā)，導致瓦斯?jié)舛瘸蓿o安全生產(chǎn)帶來了極大安
全隱患，為了提高檢修質(zhì)量，及時發(fā)現(xiàn)運行中開關
故障， 針對BPJ1-110 變頻開關在檢修和使用過程
中加裝了聲光報警裝置， 能夠及時發(fā)現(xiàn)事故點，做
出報警并提示工作人員，大幅降低了事故發(fā)生率。
2 加裝預警裝置
2.1 軟、硬件
根據(jù)該變頻裝置運行原理， 結(jié)合其運行情況，
利用變頻器內(nèi)自帶部分元件， 引進聲光報警裝置，
設計研發(fā)了煤礦風機用隔爆兼本質(zhì)安全型雙電源
雙變頻調(diào)速聲光報警和紅外傳感器裝置[2]。該裝置
簡單易懂，實現(xiàn)了無人值守主/ 副機自動切換、主、
副機任意單機啟動時語音報故障、有相關人員靠近
時紅外傳感器自動報警提示請勿操作等功能。該裝
置主要由以下幾部分組成硬件部分：
（1）輸出本質(zhì)安全型電源：輸入AC36V，輸出
DC12.5V，1.3A。
（2）人體熱釋紅外傳感器：礦用本質(zhì)安全型，額
定工作電壓DC12V，額定工作電流≤10mA，有效感
應最大距離5m，有效感應最大角度90°。
（3）多功能語音模塊：可重復燒寫，USB 下載接
口，通過按鍵、高低電平、脈沖、RS485/232 信號等方
式觸發(fā)語音播放，板載25W 大功率功放系統(tǒng)。
（4）礦用隔爆兼本質(zhì)安全型聲光報警器：工作
電壓：DC12V， 額定功率10W， 最大輸出電流
770mA。
軟件部分：
（1）音頻文件：通過文字- 語音軟件進行獲取
三段語音信號。
（2）風機變頻器PLC 程序的修改：要求變頻器
煤礦現(xiàn)代化2016年第6期總第135期
Adding Early Warning Device on Fan Frequency Conversion System
Liu Jiming
（Pingshang Company of Yangquan Coal Industry Group co.,LTD Shanxi Yangquan 045000）
Abstract： In using of BPJ1-110 frequency switch,we found problems that the switch diffcult to maintain,with high maintain rate and high accident
rate.Because of the complex operation of swatch or the equipment failure cause the high rate of ventilation system closing off without
planing,which led the gas exceed the limit cause great hiding danger of safe production.In order to improve the maintenance quality and find
out the malfunction of switch during the operation,this thesis put forward adding early warning device,which can find out fault point and making
alarm therefore reduce the rater of accident occur.
Key word： ventilation system,fan frequency conversion,early warning device
·69·
萬方數(shù)據(jù)
正常時，故障信號斷開；發(fā)生任何故障時，故障信號
閉合，輸出給多功能語音模塊。
通過制定本次革新的實施方案后， 分工明確、
責任到人。
（1）技術區(qū)長提供技術指導。
（2）技術組長主持設計研發(fā)。
（3）由技術人員設計電路圖，編寫程序，接線安
裝，安裝完成后進行現(xiàn)場測試。
2.2 原理
（1）系統(tǒng)組成：本語音報警系統(tǒng)由聲光報警器、
語音板、紅外探頭、本安電源組成。
（2）工作原理：本系統(tǒng)的輸入電源由風機變頻
器輸出的AC36V 提供， 給本安電源供電后輸出
DC12V。輸出的本安12V 提供給聲光報警器、語音
板、紅外探頭供電。當有人員靠近風機變頻器時，紅
外探頭輸出信號給語音板，語音板把音頻報警信號
傳遞給聲光報警器，報警系統(tǒng)發(fā)出語音信號：“進入
風機變頻區(qū)域，請謹慎操作”。當風機變頻器主機發(fā)
生故障時，輸出一個閉合信號，進入語音板，語音板
把音頻報警信號傳遞給聲光報警器，報警系統(tǒng)發(fā)出
語音信號：“主風機故障，請盡快恢復”。當風機變頻
器副機發(fā)生故障時，輸出一個閉合信號，進入語音
板， 語音板把音頻報警信號傳遞給聲光報警器，報
警系統(tǒng)發(fā)出語音信號：“副風機故障，請盡快恢復”。
該系統(tǒng)的工作原理圖人圖1 所示。
圖1 系統(tǒng)工作原理圖
2.3 改造安裝調(diào)試
方案制定后，我們進行了改造安裝調(diào)試
（1）風機變頻需增加1 個本安電源。
（2）將電源切換繼電器輸出AC36V 連接到新增
本安電源電源輸入，需電源線1.0mm2 長1m。
（3）將新增本安電源輸出連接到接線端子排，
需電源線1.0mm2 長0.4m。
（4）主、副風機變頻器PLC 輸入、輸出側(cè)（1 個
輸入點，1 個輸出點） 往各自九芯端子上引線
0.5mm2 風機變頻器的主、副PLC 各0.8m。
（5）在風機變頻器接線腔內(nèi)控制線端子排到主
副變頻九芯端子上引線0.5mm2 0.4m， 下載PLC 程
序及人機界面程序。
（6）安裝紅外熱釋探頭一個，連接紅外熱釋探
頭電源到風機變頻接線腔電源，連接紅外熱釋探頭
信號輸出到風機變頻接線腔控制信號輸入端子。
（7）連接聲光預警裝置電源到風機變頻接線腔
電源，連接聲光預警裝置信號輸入到風機變頻接線
腔控制信號輸出端子。
2.4 經(jīng)濟效益
該設計通過加裝聲光報警裝置可以避免人員
誤操作、并能在第一時間了解主副開關存在的安全
問題，避免了因開關故障出現(xiàn)的停風現(xiàn)象。這種裝
置可以推廣應用到一些重要的開關、移變上，保護
開關防止誤操作。具有很強的推廣性。
該設計技術每年能為礦井節(jié)約配件成本60 萬
元，并大大減少了因風機停機的停產(chǎn)事故，節(jié)約生
產(chǎn)成本120 萬元，共計節(jié)約生產(chǎn)成本180 萬元
3 結(jié)束語
改裝置安裝完成后， 在井下使用效果良好，據(jù)
統(tǒng)計自從安裝改裝置后風機開關的事故少了，也消
除了因風機故障而停風的現(xiàn)象。得到了有關領導的
一致肯定，并進行了大批量安裝。在一開始安裝試
用階段，一些隊組人員對該設備不了解，安裝后該
設備一有人經(jīng)過就會發(fā)出報警聲，隊組人員剛開始
有些抵觸。但是使用一段時間后看到該裝置的帶來
的好處就開始接受了。在設備的推廣階段要對使用
人員提前進行培訓，這樣更有利于新設備、新裝置
的推廣。另一方面也培養(yǎng)鍛煉了礦井機電技術人員
的科研與創(chuàng)新能力，后后備技術人員的培養(yǎng)奠定了
基礎。
參考文獻：
[1] 延春明.關于煤礦井下局扇安全運行的研究及探討[J].能
源與節(jié)能，2015（5）：3-4.
[2] 張斌.巷道掘進智能通風技術研究[J].技術與市場，2014
（5）：107-108.
作者簡介：
劉計明，（1970-）男，山西陽泉，2011 年畢業(yè)于太原理工
大學本科學歷，專業(yè)：電氣工程及其自動化，從事煤礦機電工
作鍛壓工程師。
（收稿日期：2016-07-18）
煤礦現(xiàn)代化2016年第6期總第135期

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