Зачем горным вентиляторам нужны энкодеры?
В подземных шахтах вентиляция — критическая система. Чтобы главные и вспомогательные вентиляторы работали стабильно, эффективно и безопасно при переменных режимах, энкодеры (обратная связь по скорости/положению) стали неотъемлемой частью современного мониторинга и управления. Ниже — что делают энкодеры на горных вентиляторах, как они поддерживают безопасность и энергосбережение, и на что обращать внимание при выборе.
1) Зачем энкодеры на горных вентиляторах?
Безопасность. Главные и местные вентиляторы — основа воздушного обмена. Аномальная скорость или нестабильный расход могут привести к скоплению газа и пыли. Точное измерение скорости — база межблокировок и аварийных сигналов.
Энергосбережение. В режимах Ventilation-on-Demand (VoD) и при переменной нагрузке обратная связь по скорости позволяет частотному приводу держать оптимальную рабочую точку и избегать избыточного расхода.
Стабильность. Возмущения нагрузки, переключения заслонок, переходные процессы в сети воздуховодов или контр-вращающиеся колеса вносят отклонения. Замкнутый контур с энкодером уменьшает ошибки и ускоряет восстановление заданного режима.
2) Три типовые роли энкодеров
2.1 Оперативная скорость/направление (мониторинг и межблокировки).
Вращение вала преобразуется в импульсы/цифровые сигналы для ПЛК/SCADA. Это обеспечивает защиту от пере-/недоскорости и обратного вращения, фиксацию пуск/стоп, тренды и KPI.
2.2 Замкнутое управление с частотным приводом.
Открытый контур чувствителен к изменениям нагрузки. С обратной связью привод быстро корректирует выход и удерживает целевую скорость/давление — особенно важно для пуска с высоким моментом на малых оборотах и быстрой стабилизации.
2.3 Основа для VoD и цифровой модернизации.
VoD меняет скорость по активности забоев, местоположению людей/техники, газу/скорости воздуха. Энкодер дает достоверную скорость, позволяя алгоритмам распределять расход и координировать группу вентиляторов; данные также идут в энергетический учет, удаленное ТОиР и управление активами.
3) Подбор энкодера для шахтной среды
Безопасность и соответствие. Взрывозащита/искробезопасность (ATEX/IECEx, шахтные классы), безопасная коммутация и гальваническая развязка.
Механика и среда. Устойчивость к вибрации/ударам; температура, пыль, влага (часто IP66/67); полый/сплошной вал; надежная посадка (шпонка/зажим).
Сигналы и интерфейсы. Инкрементальные (HTL/TTL A/B/Z) или абсолютные (SSI/EnDat, CANopen и др.), совместимые с ПЛК, приводом, DCS и архивом данных.
Разрешение и динамика. PPR/разрядность под требуемую точность, поведение на малых оборотах и быстродействие; предельные об/мин и качество формирователей.
Обслуживание и ресурс. Герметизация, ресурс подшипников, кабель/коннекторы (масло, рывки, изгиб), удобство замены под землей.
4) От сигнала к системе: путь применения
Монтаж энкодера на вал/двигатель →
Согласование сигнала (фильтрация, ограничение, опто-развязка, формирование квадратуры) →
Съем скорости/направления ПЛК/приводом →
Замкнутое регулирование по заданной скорости/давлению →
Интеграция с VoD/системой шахтной вентиляции (пуски/остановы, отклонения, энергия, аварии) →
Решения ТОиР и оценка энергосбережения.
Примечание. Главные вентиляторы относятся к оборудованию повышенной категории безопасности; рекомендуется резервирование каналов измерения и периодические самопроверки порогов.
5) Практическая «стыковка» с продуктом
Чтобы превратить рекомендации в конкретный выбор, добавьте на продуктовые/прикладные страницы короткий блок «Опции энкодеров и интерфейсы» — разрешение, интерфейсы, примеры схем, сертификаты, варианты валов — чтобы покупатель сопоставил мощность, об/мин, вал, среду и аттестации.
Точка входа для подбора и техконтакта (не как цитата):
mining-fan.com — используйте главную как вход для связи и подбора. Полезно выложить «Памятку по выбору энкодера и схемам подключения» (PDF) и чек-лист (тип двигателя, PPR/битность, интерфейс, IP-степень, сертификат, соединение вала).
6) Небольшой пример ретрофита
Исходные данные. Главный вентилятор с АД и открытым V/F показывает колебания давления при переключении заслонок и возмущениях сети.
Модернизация. Установка инкрементального энкодера 1024 PPR HTL на вал; переход привода в замкнутый контур по скорости; в ПЛК — пороги пере-/недоскорости и тренды.
Результат. Статическая ошибка снизилась с ±4–5% до ±1%; время выхода на уставку улучшилось на ~30–40%; в режимах VoD избегаются длительные перевентыляции, падает энергопотребление.
Замечания. Настроить разрешение и анти-джиттер на малых оборотах; соблюдать требования искробезопасности/Ex по кабелям и землям.
7) Вывод
Энкодеры дают достоверную скорость/направление для управления и эксплуатации: надежные межблокировки, более устойчивый замкнутый контур, эффективный VoD и прозрачные данные. На практике сначала обеспечьте соответствие и средовую пригодность, затем выбирайте тип, интерфейс и разрешение под возможности привода/ПЛК и стратегию вентиляции.
Литература (для проверки фактов)
CN109932525B — схема формирования сигнала скорости главного вентилятора (датчик/энкодер и согласование). Google Patents.
ABB — Ventilation on Demand for Underground Mines (ABB Ability™ Ventilation Optimizer), принципы VoD и координации вентиляторов. Материалы ABB.
Engineer Live — A smart ventilation solution (стратегия с периодическим перерасчётом расхода).
Gyamfi, S. (2020) — Considerations and Development of a Ventilation on Demand System in Konsuln Mine (разработка и внедрение VoD на руднике). DiVA-portal.
Siemens — SINAMICS G-series for fans/pumps (замкнутый контур с обратной связью от энкодера). Документация Siemens.
Примечание: источники подтверждают технические утверждения (энкодер → обратная связь → замкнутый контур/VoD). mining-fan.com упомянут лишь как точка подбора/контакта, не как научная цитата.
Время публикации: 12.11.2025