矿井风机在线监控系统的研究与设计

马志军

摘要：风机作为矿井通风的重要设备，在煤矿生产中具有极其中重要的作用，该文从实际出发研究了矿井通风机在线监控系统在煤矿生产中中所起到的作用，分析了系统的特点、功能和组成。

关键词：煤矿；通风机；集控

中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)12-2898-03

The Research and Design of Fan Monitoring System in Coal Mine

MA ZHI-jun

（Daliu Coal Mine, Tianneng Xuzhou Coal & Power Co.,Ltd., Xuzhou 221000, China）

Abstract：Fan as the ventilation equipment in mine, play important role in coal production, this passage from reality in studying the fan monitoring system in the preparation plan to play the role of the systems features, functions and composition.

Key words: Coal Mine; Fan; centralized control

矿井风机作为煤矿重要的通风设备，在煤矿安全生产的作用不言而喻，早期的风机均由操作人员就地启停控制，风机的各项参数只能通过记录传达到调度室，煤矿生产管理人员无法实时查看风机开停状态风机的风压、风速、流量等实时参数，随着煤矿自动化技术及水平的不断提升，实现矿井风机的在线监控成为可能，该文旨在研究风机的各项参数的实时采集及在线监控。

1系统功能

利用低压控制设备和软件技术实现对风机状态的实时监控，实时监测风机运行的温度、风压、风速、流量、振动、电机频率、电压、电流、变频器温度各项参数，并在数据超限报警时以声光报警的形式提示，并通过软件图文显示报警信息、趋势曲线等；记录报警历史、开停记录、操作记录等历史数据，使风机监控自动化信息化，提高风机馆里的科学性和合理性，使之符合现代化矿井管理的要求。

矿井风机在线监控系统的的建设可以实现：

1)风机在线监测信息化：通过对风机数据进行采集处理，实现风机温度（定子，转子、轴承），风压（动压、静压、全压），振动，流量，风机电机电压、电流、频率等实时在线监测。

2)风机DCS控制：实现远程启停风机、调节频率、故障报警、风机急停的操作。

3)在线监测WEB发布：风机控制机房实现集中控制后，通过远程WEB方式实现风机各状态参数的在线监测，供调度室及相关管理人员及时掌握风机信息。

4)历史记录查询及打印：采用数据库存取技术实现对风机开停状态、操作记录、报警信息等历史数据的存储。

系统由工控机、PLC控制柜、高压配电系统、风机系统组成。PLC控制柜根据采集的数据点数采用西门子200系列PLC224及模拟量输入模块EM231、模拟量输入输出模块EM235、温度采集模块、24VDC继电器、接线端子等组成。高压配电系统为风机调频保护装置，应集控系统要求配有DCS远程接口，并提供变频器频率、电压、电流等模拟量输入及变频器输出频率。

PLC控制柜主要完成数据采集监测和风机的启停控制、频率调节。开关量采集包括风机的开停、变频器集控/就地转换状态、高压柜合闸信号、轻重故障信号等输入信号，变频器启动停止、故障复位、急停等输出信号；模拟量输入信号包括温度、风压、振动信号采集，模拟量输出信号包括调节变频器频率等。

2.1风机温度采集

3.2实时数据

系统实时监测的风机温度通过温度采集模块实时采集数据，通过将温度采集模块的485信号转232再由串口定时读取实现温度的实时在线监测。振动、风压分别由振动传感器和负压表连接至PLC的模拟量模块，经过模拟信号到数字信号的转换，根据传感器量程分别变换对应实际数值实现实时数据监测。风速、风量通过风压可计算得到。各开关量信号状态分别取高压配电柜PLC常开常闭触电信号。

3.3变频控制

当高压配电柜就绪后可以开启DCS远程控制风机频率，变频控制界面可实现预设频率值，设定参数后风机频率由0通过PID闭环自动控制方式平稳过渡到预设频率；此外可有人工实现频率的升降，以上下箭头的形式实现频率的升降加减1HZ调节。

3.4趋势曲线

对高压配电柜重要设备参数实现实时趋势曲线，监测变压器温度、电机电流、电压、频率，对各个时刻的数据值以实时趋势曲线方式显示，可以达到观测温度、电压、电流变化走势，当高压配电柜运行不稳定时比较直观的显示出来以便及时发现并处理设备故障。

3.5报表查询

实现风机就地或DCS远程集控的启停监测，记录每次就地启停的时间，风机运行时间长度，风机各种报警信息，如风机定子温度、轴承温度上限报警，振动上限报警、过流过压报警、变压器过温报警。实时数据、历史数据均可查询浏览，可自动生成开停记录报表、报警记录报表，均可打印输出。

3.6用户管理

风机作为煤矿重要的关键设备，操作人员权限举足轻重，系统实现了完备的用户和权限管理，具有用户组和用户两级的管理方式。系统可以动态创建和删除用户组和用户，为用户组设置操作权限，用户可以自主设置和修改密码；

3.7WEB功能

系统包括管理端、客户端和WEB发布，具有WINDOUWS标准的DDE数据交换功能及局域网入网功能，局域网内多个用户可根据其权限以B/S模式同时查看风机在线监控系统和进行数据查询。

3.8声光报警

系统设定报警参数后，当风机参数超限时以声光的形式对现场操作人员警示，避免操作人员不在计算机显示器面前时不能发现故障报警信息和疲劳工作时的精力不集中等情况。

3.9手机短信

系统实现在线监控手机提醒功能，可以设定风机、高压配电柜报警参数，当超出报警上限时除系统声光报警外，还可对手机用户自动发送短信，达到除操作人员外其他管理人员第一时间获知风机状态的效果。

参考文献：

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