矿井主通风机自动控制技术及在线检测系统的应用.pdf

矿井主通风机自动控制技术及在线检测系统的应用 王英涛 山东能源新矿集团新巨龙能源有限公司 2 7 4 9 1 8 【 摘 要】矿井中为了 保 证安 全的需要 ， 经常要进行严格 化的管理制度 和 管理程 序， 除此之 外， 在设备方面也必 须加以重视 ，防止 因为设备 等原 因造成安 全事故的发生， 另外也必须掌握 最新技 术， 把 这些技 术运用到管 理中才能最大程度地保障生产的安全。 风机， 顾名思义， 就是煤矿中的通 风设备。 现在随着新科技、 新技术的普遍范围不断拓广， 大部分煤矿中都 在 通风设备上引入了自动控 制技术 ， 由于引入先进 的技 术 ， 这样 一来便煤 矿的安全指数得以提升， 使不安全的成本因素下降； 同时， 在线检测系统 在煤矿生产中的引入和应用， 更加提 高了煤井工作 的可操作 性和安 全性 。 本文主要在介 绍矿井主通 风机 自动控制技 术和在线检 测系统的原理的基 础上， 对主通风机 自动控 制技术和在 线检测 系统的应用做 出了 进一 步的分 析，以此来提高煤矿的经济效益， 使之较好地运营。 【 关键词 】矿井； 主通风机 ；自 控技术 ； 在线检 测； 应用 一 、矿井主通风机自动控制技术的原理 上海普昱矿山设备有限公司矿井的主通风机为了能够在自动控制 的方式下可以遥控， 采用计算机监控装置。 本系统是由监控管理级计 算机和P L C 组成的一个二级分布式计算机控制系统， 采用工业以太网通 讯方式采集各控制装置的信号， 并进行集中控制和管理。自 动控制系统 主要包括三个方面， 分别是传感器设备、 通风管理设备和中央控制管理 ⋯ 。传感器系统包括风压传感器、 风量传感器、 温度传感器、 有毒气体浓 度传感器、 分量调节单元等传感器组成。 在其工作的时候， 一般可以分 为两种类型 时分制及频分制。 这两种类型是传感器在传播信息的时候 所采用的不同的选择， 通过不同情况选取不同的路径， 以便能够发挥传 感器最大的价值， 实现更好的工作。 在一些经验中， 传感器也可以实行 对局部通风机的控制管理， 这种技术主要是通过传感器来监察矿井中 的气温和气体的浓度来管理的 。 风门是主通风机中重要的设施， 而风 门的适宜角度是由地面控制室来调档的， 通过风门张开的度数可以对风 量进行 很好 的控制 。 风量 的控制 除了由风门控制 外， 也可以通过 通风管 理设备来操作， 在通风管理中， 通风机电机是同步电动机， 利用高压软 来启动高压柜。 风量的调节可以通过叶片执行器调节叶片的角度来改 变风量的大小。 最后一部分便是中央控制设备 此系统设备的运营需 要借助计算机的操作， 通过相关的指示来对数据做进一步的研究和整 理。 这种微型计算机本身具备很多便利的条件， 比如数据精算准确、 在 操作管理的过程中信息反映迅速、 具有监控提示信息， 以防人们在程序 操作中出现纰漏等等。 多种优势集合于一身， 提高了矿井中工作人员的 效率和精确度。 除此之外， 中央管理设备还可以实现对风量的控制， 并 且这种控制呈现出动态化的特点， 可以灵活满足工作人员的需求。 二 矿井中主通风机在线检测系统的重要组成部分 本系统研究主要包括硬件系统设计和软件系统设计两大部分。 硬 件的部分主要包括工控机的选择 、 输入输出模块的选择、 传感器安装 点的选择、 信号传输方式的选择、 噪声的抑制。 风压、 风量的监测、 轴 承振动 的监测是 硬件 设计 的关键 ， 风 量的监 测采用 局部差 压风 量法 监 测， 轴承振 动监测采用垂直安 装速度传感器配合振动 烈度监 测仪使用。 系统 的软 件是 MCGS 软件 ， 参 数 的显 示全 部采 用软件 代替 ， 软 件的 编 程采用模块化设计， 便于软件的扩充和维护。 软件包括通讯模块、 数据 处理模块、 显示模块、 数据查询模块、 报警模块。 硬件设计系统用分布 式监控技术对通风机的实时运行参数进行监测， 由前方传感器传出的 电信号经处理后， 输入I ／ O 模块 ， 数据再RS - 4 8 5 线上传输 ， 信号通过 R S - 4 8 5 ／ R S 一 2 3 2 转换模块， 实现I ／ O 模块与计算机之间的对话， 以 达到 实时监 测的 目的。 软件 系统 系统 采用Vi s u a l B a s i c 6 ． 0 作为开发软 件， 以下简称VB， 利用了 6 ． O 版软件的一些新的功能 ， 借助于该软件的 MS C o mm控件和计算机系统的R S - 2 3 2 和R S - 4 8 5 串口实现通讯数据的 传送 和系统的控制 。 三， 矿井中在线检测系统的功能和应用 随着技术不断的发展， 矿井在线检测系统综合运用了多种技术， 在 先进技术的基础上， 在线检测系统的功能也不断地被工作人员所完善， 使在线检测系统的应用范围逐渐扩大。 1 、 主通风机启动时的管理和检测 在线检测系统主要是通过四个数据来实现对主通风机的检测的。 这四个数据分别是 稀油站的油温、 稀油站的油压、 制动器的状态以及 风门的状态。 这四项项目反馈出来的数据经过采集系统进行采集， 然后 再由P L C 进行相关整合， 并且将整合的内容发布到计算机显示屏上， 如 果数据一切正常， 且不存在任何风险的时候， 那么主通风机正常开始工 作， 一旦有一项出现差错， 风机就会有所显示， 不能进行正常范围内的工 作， 则会关闭风机 ， 根据数据反馈进行不同部位的诊断和解决， 使风机 在下一次的工作中正常启动。 2 、 主通风机运行中的管理和检测 2 ． 1主通风机运行中的温度检测 对运行中的温度检测主要包括三个方面即风机轴伸端和非伸端温 度 的检 测、电机 轴伸端和 非伸端温 度 的检 测及其 电机 A、 B、 C 三相 绕组 温度的检测 J 。 主通风机在工作的时候， 如果上述的三个温度中有一个 出现偏差， 比如温度过高存在安全隐患的时候， 就会发出相应的提示 音， 提醒工作人员温度过高。 这个过程主要是P L C 系统通过数据收集器 将收到的信息进行整理， 输出接点， 发现温度过高， 电铃就会发出警示 音。 此警示一般会进行两次， 两次为上限， 如果忽视指示， 风机在过高 的温度下继续工作的话， 则会发生跳闸停机的现象， 这样就避免任何安 全事故 的存在 。 2 ． 2风机 的 自动切换 功能 在矿井工作的过程中， 因为影响因素众多， 所以也比较容易发生故 障， 一旦发生故障， 风机控制柜则会跳闸来保护设备的安全。 之后通过 P LC 系统P R0F I B US 通讯 自动切换 到备用风机马上启动 ， 这样不 仅可 以 保 障设备 的安 全还还 以实现人员的安全 ， 防止 生产问题 出现 。 3 风机的风量检测 在本课题中， 通风机风量的监测采用差压风量法， 有效地解决了风 量测压管易堵， 测量误差大的问题。 轴承振动监测采用垂直安装速度传 感器配合振动烈度监测仪使用， 有效地解决了风机振动的监测 4 检测系统软件程序功能 本课题地 软件采用Vi s u a l B a s i c语言编 写， 采用 “ 模块化 ” 编程 思 想， 使软件的编写更容易， 便于系统的维护和扩充。 软件系统实现的主 要功能 采集数据的实时处理； 现场实时监测数据的各种动态图形及数 字显示； 运行工况点显示， 事故报警及追忆功能； 历史数据的查询及打 印报表； 风机性能曲线的定期测定； 网络通信功能； 各种数据及图形的 打印功能； 完善的帮助功能。 参考文献 [ 1 】 徐 海 ． 主通 风 机 在 线监 测 系统 的设计与应 用【 J 】 ． 矿 山机 械 ， 2 o o 7 1 1 8 - 4 0 【 2 】 庞训安 ． 基于以太 网的煤矿 通风 机 自动化 系统 [ J 】 _ 计算机 与现 代 化， 2 0 0 8 9 ． 【 5 】 祝龙记 ． 矿用变频调速局部 通风机 的模糊控 制理论 [ J ] ． 煤炭科 学技 术， 2 0 0 3 9 ． 【 4 】 黄威 ， 黄禹 ． 变频 器 的使 用与节能 改造 【 M] ． 北京 化 学工业 出版 社 ， 2 O l 1 ．