矿井主扇风机监控系统总体设计研究

刘艳艳++赵瑞平++郭永庆

摘 要：在煤矿的生产过程中，煤矿主扇风机起到了关键性的作用，是必不可少的一个设备环节，确保煤矿主扇风机的正常运行对于煤矿整体的稳定性都有着非常重要的影响意义。在煤矿主扇风机工作的过程中，通常情况下，必须确保24小时都有专门人员进行负责，对设备的运作情况加以及时详细的了解。基于此，为了提高生产效率，降低工人的工作量，增强煤矿安全生产的安全系数，有必要通过监控软件对主扇风机运行现场进行实时监测控制，因此对软件系统的设计显得尤为重要。

关键词：矿井主扇风机 监控系统 总体设计

中图分类号：TP274.2 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）01（b）-0092-01

在煤矿生产过程中，煤矿主扇风机的设置是确保工作安全稳定开展的重要基础。所以做好风机的安全检测工作，保证风机设备的正常运行是至关重要的一个工作环节。针对这一问题，设计合理的检测控制系统是十分必要的，能够有效的对风机实施控制以及完成日常、历史运作的记录工作。因此，应当选择合理的控制方法来对风机进行控制[1～2]。

根据目前国内外技术发展现状，风机监控系统主要有以下四种形式。

1 以人工为控制核心的监控系统

因为在不少的地方风机是一直保持在工作状态的，24小时都必须维持在正常运行的情况狭隘，所以，针对风机所设置的场所，需要安排专门的人员负责设备的操控工作，对风机的运作情况展开实时的掌握，确保故障问题发生的时候能够在第一时间发掘并采取合理的措施予以解决。

通过以上这种方式，安排专门的负责人员进行风机的操控工作，会造成一定的人力浪费，尤其是在夜间负责的工作人员，由于精力有限，所以经常会出现不能在第一时间精确判断出故障问题所在的情况，从而生产环节的安全性无法得到保障。不过在我国，因为这一工作方式所需要的成本投入较低，所以依旧得到较为普遍的存在。

2 以单片机为控制核心的监控系统

这一系统将单片机设定成控制核心，总体的组织框架见图1。整个系统所选择的是三层集散形式。由检测元件（传感器）对风机工作状态数据进行采集，经各种变送器后，送入测控模块进行处理，完成风机的实时监测、保护与控制，并通过RS485总线与中央管理计算机通讯，以实现集中监控和管理。

这一系统在控制器的问题上，选择了单片机，是具备一定的优势特征的。最直接的就是单片机本身的价格较低，所需要投入的资金费用较少。并且采取了模块形式的架构组织方式，每一个台风机都配备了独立的系统加以管理，因此，每一设备之间都是单独运行的，当某一设备发生故障的时候，其他设备依然可以保持正常的工作状态。不过这一系统设计同时也存在一定的缺陷，RS485总线不能完成数据传送的高效性，并且网络整体运行的安全稳定性得不到应有的保障。因此，这一监控系统在很多风机一起运行的情况下并没有得到广泛的应用。

3 以工控机为控制核心的监控系统

这一组织形式的在安全可靠性能上较为突出。不过在实际的成产过程中，由于工控机通常不会放置在风机的周围附近，从而造成信号传输过程中所需要经过的距离变大，从而使信号受到外界干扰，在实际测量的时候会有一定偏差，所以也没有得到较广泛的应用。

4 以PLC（可编程逻辑控制器）为控制核心的监控系统

这一系统将可编程逻辑控制器设定成控制核心，PLC借助数字量模块以及模拟量模块来完成流程环节，针对信号实施辨别，并输出相对应的指令信息，从而完成对系统整体的控制。

由于PLC具有较高的可靠性和抗干扰性，同时采用了PLC支持的通讯方式来连接控制设备和监控设备，这使系统的可靠性得到提高，因而是目前较为常见监控方式。许多矿山设备已选用了PLC来代替比较重要的设备控制。PLC是当前具有创新意义的控制设备，在这一设备系统中，借助先进的科学技术把多项技术进行了有效的结合，体现出性能较强、应用灵活多变、安全稳定性能较强、环境融入性能较强、程序编制简略、操作简单等优势特征。

5 结论

通过对四种系统控制方案的比较和选择，本设计最终确定选用PLC做为CPU的检测控制系统。借助对系统信号的搜集这一渠道完成对风机设备的有效控制。

参考文献

[1] 张永艳.煤矿主扇风机在线监控系统[J].电气技术与自动化，2011，40（5）：139-141.

[2] 马志军.矿井风机在线监控系统的研究与设计[J].电脑知识与技术，2012，8（12）：2898-2900.endprint