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1、主通风机变频改造方案 * 目录 概述1 标准与规范2 系统组成3 低压配电柜4 变频柜5 监控PLC系统6 控制台7 在线监测系统8 * 概述 v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。 * 标准与规范 v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
2、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 * 系统组成 名称型号数量备注 低压配电柜400A2 1#风机与2#风机电源进 线与配电 变频柜ACS5504变频器安装配置 主控柜S7-300 PLC1系统PLC控制 切换柜400A2运行模式切换 司机台S7-200 PLC1系统操作 上位机IBM1系统监控 风机在线监控可选1在线监控 * 系统结构 * 柜体构成 * 低压配电柜 v 低压配电系统引自原系 统两台Sj200/6/0
3、.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。 序号名称型号备注 1空开CM1-400 2单刀双掷刀开 关 DZ-400 3接触器CK1-400 4小型断路器PL7-3P-10A 5电流表 6电压表 7电流互感器 8转换开关APT 9按钮APT 10指示灯APT 11安装附件 * 变频柜 v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Modb
4、us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 * 变频器技术参数 供电电压380 至480 V, +10/-15% 频率4863 Hz 功率因数0.98 效率98% 输出电压范围0额定 频率控制0 500 Hz 电机控制软件矢量控制 转矩控制开环 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 速度控制开环 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 * 变频柜配置 序号名称型号备注 1变频器ACS
5、550ABB 2接触器SIEMENS 3小型断路器PL7-3P-10AMOLLER 4电流表 5电压表 6电流互感器 7按钮APT 8指示灯APT 9PROFI-BUS通讯卡ABB * 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 v 采用接触器（即： KM1KM8）和 断路器（ZQ1、 ZQ2）均为可控器 件，能够实现回路 自动切换和有准备 切换方式。本方案 中使用的断路器和 接触器较多，控制 较为复杂。 * 方案二
6、v 使用单刀双掷开关 代替接触器切换回 路。该方案电路较 为简单，半自动模 式切换，能够减少 4个接触器，2个断 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 。 * 运行模式 本系统提供了 四种不同的正常 运行及应急运行 方式。 模式一 模式二 模式三 模式四 * 切换方案 v 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） v 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
7、锁，同时系统对联锁状态进行监视。（推荐 方式）。 v 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 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。 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。 * 有准备切换 * 监控PLC系统 v系统采用两套PLC分别控制两台风机。 v系统设置三种启动方式 自动方式 联锁条件下的手动
8、方式 非联锁（检修）条件下的手动方式 v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 v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。 * 主控柜配置 序号名称型号备注 1底板6ES7390-1AF30-0AA0SIEMENS 25A电源模块6ES7307-1EA00-0AA0SIEMENS 3CPU模块6ES7313-6CE01-0AB0SIEMENS 48路AI模块6ES7331-7KF02-0AB0SIEMENS 54路AO模块6ES7332-5HD01-0AB0SIEMENS 632点DI模块6
9、ES7321-1Bl00-0AA0SIEMENS 732点DO模块6ES7322-1Bl00-0AA0SIEMENS 8MMC存储器卡6ES7953-8LG11-0AA0SIEMENS 9前连接器6ES7392-1AJ00-0AA0SIEMENS 10微断PL7-2P-10MOLLER 11接口开关电源S-100-24MEANWELL 12接口继电器ORMON * 司机台配置 序号名称型号备注 1S7-300 CPU6ES7313-6CE01-0AB0SIEMENS 48路AI模块6ES7331-7KF02-0AB0SIEMENS 54路AO模块6ES7332-5HD01-0AB0SIEMEN
10、S 632点DI模块6ES7321-1Bl00-0AA0SIEMENS 732点DO模块6ES7322-1Bl00-0AA0SIEMENS 5断路器PL7-2P-10AMOLLER 6继电器HH52P-24DOMRON 7接触器3TFSIEMENS 8按钮APT 9指示灯APT * 在线监测系统 v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
11、，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。 * 系统基本功能 v 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 v 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 ； v 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 v 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 v 越限报警 v 测试风机性能和绘制风机性能三大特性曲线。 * 监测系统 * 监测系统 * 监测系统 * 监测系统 * 监测系统
