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【智能控制论文】煤矿通风机智能控制方法探析摘要:为全面推进智慧矿山建设，促进煤矿智能化发展，华为的5G技术已经率先引入中国煤矿，在井下500m就能够进行视频连线。矿井通风系统是煤矿安全建设的重要组成部分，煤矿中通风机的正反转的控制方法也有了很大的变化，由基本的继电器控制到PLC控制到如今能够利用远程智能遥控开关实现对通风机的远程控制。本文就是对煤矿中通风机正反转的各种控制方法进行比拟分析，并选择最优方案在实际煤矿中展开应用。关键词:通风机;三相沟通异步电动机;红外遥控开关;GPS;手机;5G技术煤矿中因瓦斯聚集所引起的爆炸安全事故问题时有发生，那么在险情出现时，怎样快速地开启通风装置?降低瓦斯浓度呢?能够采用远程智能控制的方法，对通风机进行远程的实时控制，这样在井下发生险情时，井上工作人员就能快速做出响应。本文对煤矿通风机远程控制的种类和方法进行分析比拟，并总结优缺点，知足煤矿智能化发展的要求。1煤矿通风机的控制电路及原理煤矿通风机一般分为两种:主风机和局部通风机。日常情况下正转向矿井内输送新鲜空气，碰到险情时会反转排出有害气体，有效控制险情。三相沟通异步电动机是通风机的主要动力设备，所以对通风机的控制实际上就是对三相沟通异步电动机正反转的控制。11三相沟通异步电动机正反转的原理图利用时间继电器接触器控制的三相沟通异步电动机正反转原理设计如图1所示1。12工作原理三相沟通异步电动机要在正转基础上实现正反转控制，需要在连续控制电路上并联一条反转支路，并通过调换任意两相电源的相序实现反转，而且要在正反转支路中参加电气互锁，确保沟通接触器工作正常。电机拖动控制系统中，要想可靠调换三相沟通异步电动机的相序，在接线经过中，要使两个沟通接触器的进线端保持一致，在沟通接触器的出线端进行相序的调整2。2利用PLC控制煤矿通风机的正反转PLC控制主要是采用梯形图来进行实现的，梯形图是PLC中广泛应用的编程设计语言，功能强大，指令清楚，易于实现。相比传统的继电器接触器控制电路，更能清楚地对控制对象进行描绘，经过比拟直观、明晰明了，且广泛应用于很多复杂电路中。PLC控制的三相沟通异步电动机正反转控制电路的外部接线图如图2所示3。在图2中，我们使用两个启停电路分别控制电机的正转和反转。按下正转启动按钮SB3，X1打开，其常开触点闭合，KM2的线圈得电并自锁，电动机开场正转运行。按下停止按钮SB1，X2打开，常闭触点打开，KM2线圈断电，电动机停止运行。3利用遥控开关控制通风机的正反转现以某品牌的HKC1型号的无线遥控开关为例，来讲明红外线无线遥控开关对通风机正反转的远程控制。这种开关按钮简单、易操作、而且功耗低、抗干扰能力强。开关如图3所示。31工作方式(手动/遥控)该开关主要采用红外线远程控制，具有手动和遥控两种控制方式，用户能够通过遥控器远程启动、停止设备。开关信号由两个磁保持继电器输出，能够知足要控制的设备或电机开关或通、断转换的要求，而且能够进行相关知识的学习。该开关主要有下面三种工作形式:自锁、点动、互锁(按下正转按钮，KM1常闭辅助触点闭合，线圈得电，电动机开场正转;按下反转按钮，KM1常闭辅助触点闭合，线圈得电，电动机开场反转。这样就能保证KM1接触器与KM2接触器在同一时间只要一个线圈得电，所以电气互锁又叫接触器联锁。)32工作原理该遥控开关的工作原理就是将遥控输出并联在三相沟通异步电动机接触器继电器正反转控制线路上来实现遥控控制。4利用GPS远程开关控制通风机的正反转以FYGPS型产品为代表的GPS远程智能开关，是一款多功能单/多通道的GPS远程控制器，利用智能手机APP即可实现对电源系统开关的控制，将流量卡插入主机，即可实时地实现对通风机的远程遥控4;但由于该产品使用的是GPS第2代通讯技术控制，有着延时长、传输慢等缺点。41工作方式该开关主要采用GPS远程控制，具有手动、遥控和手机远程控制三种方式，只要设备安装的位置有网络信号，手机能够正常上网，用户就能够通过手机APP远程启动和停止设备，具有定时和延时控制功能。42工作原理及接线图GPS远程智能开关控制开关其实工作原理和红外无线开关遥控开关类似，也是将GPS远程智能开关输出并联在三相沟通异步电动机正反转按钮上来实现控制，操作讲明书对于详细步骤有具体的讲明，能够参照讲明书进行操作。5利用WIFI远程开关控制通风机的正反转以YSG5型号产品为代表的基于5G技术的WiFi远程智能开关，利用5G技术的广连接、低时延、大带宽等特点，将无线信号通过互联网进行传输，实现对用电器的控制。YSG5型号的WiFi远程智能开关具有四路控制通路，每条通路有3个端子，分别为NO(常开触点)，COM(公共端)，NC(常闭触点)。如图5所示，通常情况下，像正转、反转这种启动运行，用常开辅助触点，停止运行用常闭辅助触点。51工作方式每路分别单独控制三相电机的正转、反转，这里我们能够用通路一控制电动机的正转，通路二控制电动机的反转。能够通过手机APP、遥控、手动等多种方式实现控制功能，知足不同情况所需，能够根据需求设置设备的工作时间段4。手机下载“阿里云智能APP，主账号可通过APP共享给多部手机同步控制，实现多人、多地协同控制，降低工作风险，排除安全隐患。52工作原理及接线图智能开关的电源端接在三相电源的V，W两相，智能开关的通路一代替SB2，将智能开关通路1的NO端接1，COM端接2，这样就能够实现用智能开关的通路1控制三相电机正转。反转控制也是同样的方法，将智能开关的通路2来代替开关SB3就能够实现。如图6所示。6各种控制方式的优缺点分析61传统继电器接触器控制优点:工作安全可靠，线路明晰明了，能知足一般电机控制的要求。缺点:继电器接触器控制需要使用很多组件，线路连接复杂，不易操作，同时出现故障时检修难度较大。62PLC控制优点:利用PLC实现对通风机的正反转控制，电路构造比拟简单，控制方式比拟灵敏，安全可靠，运行效果好，能够适应煤矿企业智能化发展的需求。缺点:对维修人员要求较高，技术人员必需要对PLC控制电路的知识比拟熟悉，要具备相应的专业知识和技能，因而维修成本较高。63红外无线遥控开关控制优点:可在有限距离上实现遥控控制，相比传统继电器接触器控制，控制方式愈加灵敏。红外信号不受墙壁等的影响，能够在100m内实现遥控控制。缺点:该产品主要通过红外线技术传输信号，但由于红外线传输距离较短，无法实现超长距离控制。64GPS远程智能开关控制优点:使用该智能开关时，只需使用手机流量，就可利用手机APP实时地远程遥控，可同时给多人使用，不受时间和距离的限制，解决了遥控的单一性，而且通过手机能够实时反应电器当时的工作状态。缺点:该产品使用的是GPS第2代通讯技术控制，延时长、传输慢。而且主要将流量卡插入主机，就可实现利用互联网对通风机的远程控制，只是需要支付相应的费用。65基于5G技术的WIFI远程智能开关控制优点:5G通信技术传输速度高、延迟时间短，功率损耗小，所以该开关使用经过中不受距离的影响，能有效地降低工作风险，排除安全隐患，实现多人多地快速协同控制。只要手机有信号就能够进行控制，不需要插卡，可根据需要采用手机APP、遥控、手动等多种控制方式，知足不同情况的需求，可有效降低煤矿中的安全风险，为煤矿安全保驾护航。缺点:该开关利用5G技术传递无线信号，由于对互联网知识要求高，涉及到的知识点比拟复杂，后续的维修会有些不便。本文主要介绍了当前比拟流行的煤矿通风机正反转的控制方法，通过对各种方法的优缺点的分析和比拟，结合当前煤矿生产智慧化建设的要求，5G技术已成为煤矿智能化升级转型的关键，因而利用基于5G技术的WIFI远程智能开关控制煤矿通风机正反转将逐步成为趋势，能够有效地减少煤矿安全事故的发生，大大提高煤矿生产的自动化和智能化水平，还能节省大量的电能，具有较高的经济效益。