智能控制技术在煤矿主通风机的研究应用.pdf

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1、·40·煤矿机电2015年第3期郝慧学．智能控制技术在煤矿主通风机的研究应用[J]．煤矿机电，2015(3)：40-41．doi：10．16545／j．cnki．emet．2015．03．014智能控制技术在煤矿主通风机的研究应用郝慧学(山西煤炭运销集团长治分公司，山西长治047100)摘要：为提高煤矿主通风机控制系统运行的可靠性、安全性，降低操作人员的劳动强度，研究了智能控制技术在主通风机的应用，即把冗余控制技术的高可靠性、模拟仿真技术的直观性以及故障自诊断技术的方便性进行有机结合。该通风机系统通过实际运行，提高了主通风机

2、控制系统的运行可靠性，为煤矿的安全生产打下了坚实基础。关键词：智能控制；冗余控制；模拟仿真；故障自诊断；专家数据库中图分类号：TIM41+．2；TP277文献标识码：B文章编号：1001—0874(2015)03—0040一02StudyandApplicationofIntelligentControlTechnologyforMineMainVentilatorHaoHUixue(ChangzhiBranchCompanyofShanxiCoalTransportationGroup，Changzhi047100，Chi

3、na)Abstract：Inordertoimprovethereliabilityandsafetyofthemainventilatorcontrolsystemincoalmine，andreducethelaborintensityoftheworkers，researchestheintelligentcontroltechnologyinthemainventilator．Thehighreliabilityoftheredundancycontroltechnology，theintuitiveofthesim

4、ulationtechnologyandtheconvenienceofthefaultself-diagnosiscombinestogether．Throughtheoperation，thereliabilityoftheventilatorcontrolsystemimprovesandlayasolidfoundationforsafetyproductionincoalmine．Keywords：intelligentcontrol；redundancycontrol；simulation；faultself-d

5、iagnosis；expefldatabase0引言图1所示。煤矿主通风系统的可靠性和安全性直接关系到煤矿的生产安全。随着智能控制技术逐渐成熟，且冗余控制技术的高可靠性、模拟仿真技术的直观性、故障自诊断技术的方便性，使之应用在煤矿主通风机上成为现实。1冗余控制技术冗余控制技术是智能控制技术的基础，其特点是可靠性高。根据现场实际情况，对比了西门子$7-300软冗余系统和$7-400H硬冗余系统，前者低成本，但主、备系统切换时间相对较长，而后者切换速度快、主备CPU中的数据完全一致，通过技术比较选择了$7-400H硬冗余系统，其

6、系统基本配置如图1S7-400H硬冗余系统基本配置图1．1主要结构$7-400H冗余系统包括两个独立机架，每个机2015年第3期煤矿机电·41·架上均安装有各自的CPU模块、电源模块、同步模块及各种I／O模块，主要用来耦合两个CPU的同步模块，通过光缆互连作为CPU之间的冗余链接，实现两个上层和下层同步模块的分别互联。冗余PROFIBUSDP作为主站，与现场分布式I／O基站ET200M的连接，可方便主站和基站的数据交换；操作站和工程师站用于组态、编程和画面监控的人机界面，选择了西门子软件STEP7。1．2工作原理$7-400

7、H冗余系统正常运行时，机架0和机架1上的PLC控制系统互为冗余，其主、备CPU始终处于RUN模式，同步执行用户程序。CPU之间无切换时间，它们互相执行检查，实时比较主、备CPU中的数据，当发现有差异时，即报告错误，退出冗余运行模式，并输出声光报警信号提示系统故障，提醒操作人员进行处理，此时由正常的CPU成为主站在单模式下继续工作，切换过程平稳且切换期间不会丢失任何信息(主从切换时间<100ms)。该系统支持在线编程和热插拔技术，即在运行状态下维修时，可在线修改程序和随意插拔所有部件，维修后程序下载时只考虑单个CPU，下载后程

8、序可通过光纤和同步模块自动拷贝到另一个CPU中，维护结束后系统自动进入冗余状态。该系统采用西门子专利的事件同步方式进行同步，即在保证同步有效性的同时又不会增加CPU的运算负担，避免了因单个CPU故障造成系统瘫痪引起主通风机停止运行等事故，大大提高了主通风机控制系统的安全性、运行可靠性。2模