空压机自动控制及手机物联应用的改造

秦 帅

（永煤煤电控股集团枣园煤业，河南 禹州 452570）

随着我国科技及互联网的发展，煤矿自动化水平也在提高。为减轻劳动强度、降低人工成本和减少设备故障率，决定对枣园煤业矿井四台空压机进行自动化控制改造。改造目标是，最大化的保证井下风动工具的正常使用又不造成风能的浪费，方便检修，使检修人员、管理人员能够实时监测空压机的运行状态，能够实现无人值守集中控制和手机物联实时监测［1］。

1 空压机房当前状况及问题

1.1 现状

枣园煤业矿井在用4 台空压机，分别为LG-38/10 型双螺杆空压机2 台，PMVF200-40/10-Ⅱ型双螺杆空压机一台，BLT175A-23.6/8 型双螺杆空压机一台。LG-38/10 型空压机控制方式为PLC远程控制，PMVF200-40/10-Ⅱ型空压机为永磁电机变频控制，BLT175A-23.6/8 型空压机为接触器660V/380V升压启动控制，空压机起停由值班人员现场就地启动。正常运行2 台LG-38/10型空压机，当井下用风量变小时，人工切换到一台38 m3的空压机和一台23 m3的空压机。

1.2 问题

值班人员工作量大，值班人员除需巡查空压机的运行状态及参数外，风包每班需放水2 次。压风机切换不及时，不能保证设备的经济运行。同时在设备出现故障时，岗位人员不能及时发现，致使设备带病运转。

2 空压机手机物联及自动化控制改造方案

2.1 改造方案

实现4 台空压机联动控制。控制系统须具备高稳定性、易操作、运行方式灵活，能远程控制同时便于管理和维护。在主要机房设置控制监控主机，对空压机进行控制和远程监控，实现无人值守。检修人员和管理人员可使用手机实时监测，出现异常时能在手机上预警，在机房内和风包处安装网络摄像头，实时观察设备运行情况。

以工业物联云核心和蘑菇云盒控制器为载体，在确保网络传输安全、可靠的基础上，将集中控制系统、终端监控系统（电脑、手机）形成有机联动。每台空压机加装蘑菇云盒，从空压机控制面板上取485 通讯线与蘑菇云盒485 接口连接，通过蘑菇云盒采集空压机控制面板上的数据，再通过以太网（4GNB-loTLoRa）进行数据传输到云端数据处理与计算，最后通过工业物联云传输到终端电脑和手机上［2］。

在手机上下载蘑菇物联APP，登录账号软件，内有实时监测、维保档案、基本情况、历史报警，与空压机控制面板参数相同，实时监控设备的运行数据及状态和控制设备的开停。在空压机房内安装两台网络摄像头并与电脑、手机联机实施监控机房内的状况。

图1 手机物联系统原理

图2 自动放水系统

空压机风包安装自动放水装置由电磁阀（ZQDF型DN20/AC220V）和微电脑定时器（TB-12）组成。自动放水装置的安装，可在不同的季节进行调制，当达到设置的时间定时器自动接通，电磁阀通电进行放水。夏季空气湿度大风包每班放水3 次，定时器设置每3 个小时放水一次；春季、秋季、冬季空气干燥设备每4 个小时放水一次，每次放水时间均为60 秒，并且放水的流量可调。有效的解决了风包放水的问题，不用在电脑上远程控制，同时以低成本完成了风包放水的难题。风包放水为自动放水，不需要人员操作。并且机房内和风包处的网络摄像头能实时监视设备的外观情况。

2.2 系统功能

（1）无人值守。空压机房实现无人值守。在监控室可开停空压机，当一台空压机运行压力低于0.50 MPa时空压机持续加载3 次自动启动一台空压机，也可使用电脑直接启停；当一台空压机运行压力高于0.78 MPa设定值时空压机持续卸载3 次，一台空压机会自动停机，保证压风机高效运行和节约用电。

（2）数据实时监测。数据监测分电脑监测和手机物联监测，主要监测每台空压机的排气压力、排气温度、电机定子轴承线圈的温度、设备保养后的运行时间、油脂的润滑时间、主电机的电流。值班人员可在监控室电脑上直接查看各个空压机的运行参数；其他相关人员可通过设备物联系统在个人手机上随时监测各个空压机的运行状态和各项数据以及运行曲线［3］。

（3）设备故障预警。相关人员在手机和电脑上均可远程监测空压机的运行情况，如出现空压机超温、超压、过流、过压等故障时均能预警提示；同时当设备运行时间达到保养时间时会自动提醒，且空压机服务商能进行远程诊断，发现异常信息会主动提醒我们检修，保证了矿井的供风安全［4］。

（4）设备快速维修。当设备出现异常或者故障时，检修人员及管理人员的手机上能够第一时间收到预警提示，得到设备运行中出现的原始故障和数据，为快速到达空压机房，准确准备配件，提供了条件。另外还可通过物联系统，远程指导自行解决故障。

3 应用效果

1）空压机手机物联及自动化控制的应用实现了压风机房的无人值守，提高了工作效率［5］。

2）实现电脑终端监控和手机物联终端监控，解决了检修人员不能及时发现设备故障信息而导致故障扩大的问题。

3）为设备的运行情况提供了数据支撑，从而能提出合理的维修和保养计划，保证压风设备安全运行。

4）风包自动放水装置，解决了风包人工放水的问题。

5）使空压机高效运行，减少做无用功，节约电能。

4 结语

经过矿井空压机自动控制及手机物联应用的改造应用，提高了对矿井压风机的监测能力，保证了压风机的安全运行，实现了压风机联机控制。通过远程控制、手机物联和自动放水装置的接入，压风机房彻底实现了无人值守，从而提高了矿井的综合自动管理水平。