某矿山通风机站远程监控系统的改造

文丽松

(南京银茂铅锌矿业有限公司，　江苏 南京　210033)



某矿山通风机站远程监控系统的改造

文丽松

(南京银茂铅锌矿业有限公司，江苏 南京210033)

通过对南京银茂铅锌矿井下通风系统的调查研究，发现存在风机数量多分布广散、风机控制和管理困难、维护成本高等问题。为了更好管理通风系统，利用计算机软件设计安装了一套多级机站风机远程集中监控系统，实际使用情况证明，该系统在调度监控室就能掌握风机的运行情况和参数，并且可以远程控制风机，提高通风系统的安全性能，节约电能和人力。

井下通风；多级机站；远程监控；网络通讯；节能增效

1　通风系统的现状和问题

南京银茂铅锌矿业有限公司井下多级机站通风系统有三级机站，分别是+14 m机站、-325 m机站、-475 m机站。由于各机站分布较远，原来一直采用人工手动控制，没有风机运行状态的监控设备，所以人员不在现场就不知道风机的运行情况，而且风量、风压、电机状态没有检测设备和显示，也不能根据生产情况及时调整风机的开停和风速调节，给风机管理和控制带来很大困难，既存在安全隐患也不利于节约人工成本和能源，并且在很大程度上制约了矿山井下多级机站通风系统的优越性。为了改善上述问题和缺点，需要设计实施一套风机远程集中监控系统，以此解决矿山井下多级机站通风系统控制和管理难的问题。

2　远程监控系统的设计

系统主要由4部分组成：放在调度室的主控计算机(带RS-485通讯适配器)，各级风机房的远程I/O控制柜，现场的检测传感器，基于RS-485通讯用的电缆、分线箱、中继器。系统结构原理图如图1所示。

主控计算机与各级机站采用RS-485通讯，形成计算机通讯网络，现场的检测传感器将测量到的通风巷道风量、风压、电机频率、轴承温度、电压、电流等数据送到远程I/O控制柜，机站远程I/O控制柜内安装泓格PAI-7065D和PAI-7017C模块及相应的供电线路电器元件，负责采集和处理现场的数据，并将处理后的数据通过RS-485通讯电缆传输数据给主控计算机。主控计算机接收各机站数据进行分析处理，将各机站风机的运行状态和参数在监控系统画面以图文和数值直观表现出来，并进行实时监测，同时还可以通过主控计算机对各级机站发送操作指令，通过RS-485通讯电缆传输数据给远程I/O控制柜，机站远程I/O控制柜内泓格PAI-7065D和PAI-7017C模块接收指令后经过处理再对风机进行操控。

系统监控软件是利用组态王设计开发的，在主监控画面中列出所有风机的运行状态动画图和其他功能块按钮。从主监控画面可以进入各级风机监控画面，在各级风机监控画面中有当前风机的运行状态、参数、历史数据信息、远程操作图形按钮及其他功能块按钮，可以实现对该机站风机的远程监控。主控计算机与各级机站泓格模块之间采用RS-485通讯，主控计算机作为主站，各级机站作为从站，并固定其网络地址寻址。

图1　系统结构原理

3　系统改造后实现的功能

(1) 风机的远程和本地控制功能。在监控室可以远程监控各级风机，在各级风机控制硐室，只要把机站远程I/O控制柜上的(远程/本地)转换按钮拨到本地控制，就可以手动控制当地风机。在本地控制时，远程控制失效，但监测功能正常，这样以防人员在进行检查和维护风机时，远程控制误操作带来危险。

(2) 风机的远程反转启停控制。在紧急情况下，如需要反风，可以在主控计算机上操作，控制任意一台风机反转的启停。

(3) 风机的远程自动控制。根据井下不同时段通风需要，在计算机中设计编写一套自动控制程序，通过监控系统中自动控制功能块由计算机来控制风机的启停。

(4) 风机开停状态和参数的监测显示。对每一台风机的运行状态，电机运行的频率、电压、电流、轴承温度、巷道风量风压等参数进行监测，并在系统监控软件画面上显示。

(5) 机站通讯测试。在每个机站控制柜设置通讯测试按钮，以便在井下各机站时能随时了解分站与主站间通讯是不是正常，可以在现场进行调试。

(6) 数据和操作记录及报表打印功能。计算机对操作员操作记录、风机运行记录、故障报警记录、电机参数等数据进行保存、统计，根据需要可打印出报表。

(7) 操作权限设定。根据不同人员的分工和技术水平，设置了不同权限的登录账户，技术人员管理权限高于一般管理人员，一般管理人员高于当班工作人员。

4　系统的使用情况

(1) 以前3台风机需要12个人看管，安装远程监控系统后不再需要井下风机操作工，这样企业每年节省的人员成本就达几十万，同时也能避免风机运行时产生严重噪音对工人的伤害，更符合矿山安全管理。

(2) 风机远程集中监控系统建立后，技术管理人员在监控室就能实时了解全矿风机的运行情况，查找故障和数据。通过风机运行参数，能及时发现设备的一些故障，及早排除故障，减少设备损失。根据生产情况，结合巷道风量、风压随时对风机进行远程开停控制，更好的进行风流风量调节，以最大程度的节约通风能耗，降低通风成本。改造后3台风机所用电能每年降低了8万多度电。

(3) 系统具有灵活的可扩展特性，井下延伸工程，需要加装风机，系统只需相对应的修改程序和参数，把新增加的风机和系统联网通讯即可，原来的机站不受影响。

(4) 该监控系统技术先进，结构简单，通讯控制系统模块化，维修操作方便，运行可靠。系统投入应用以来，故障少，维修成本低。

[1]穆亚辉.组态王软件实用技术[M].郑州：黄河水利出版社,2012.

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2016￣04￣18)

文丽松(1980-)，男，江西吉安人，电气工程师，主要从事矿山机电设备的管理，Email:wls198093@163.com。