礦井通風機在線監控技術研究范文

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摘要:通風機的正常運轉對于保證煤礦井下生產安全，去除有害氣體和粉塵的危害尤為關鍵。基于PLC的煤礦通風機在線監測技術具有很好的擴展性、靈活性和可靠性及易調試等優點，能夠對潛在的隱患和風險實現實時監控和識別，對于通風機的運轉情況做到及時掌握，并對故障和問題做到及時反饋和處理，同時實現在線監測和遠程控制，進一步提升礦井通風系統運轉可靠性和礦井生產的安全性。

關鍵詞:PLC技術;礦井通風系統;實時監控

為了確保煤礦井下生產安全，必須保證井下空氣的流通，并去除有害氣體和粉塵的危害，因此在井下生產時通風順暢非常關鍵，通風機的正常運轉對于煤礦井下安全生產尤為重要。目前，我國許多的煤礦井下生產選取的通風系統依舊是定期巡視和檢修的傳統管理方法，該方法對于潛在的隱患和風險往往很難做到及時識別。基于此，提出一種借助于PLC技術的新型通風機在線監測技術，確保煤礦井下生產安全。

1PLC技術優點分析

PLC有很多鮮明的優點，首先非常易于編程，操作便捷，其所應用的編程語言有簡明語句表語言、梯形圖和邏輯圖，PLC系統研發時間較短，且在線調整便捷;其次，PLC經濟性好，和其他繼電器相比它具有很強的功能性，對于很復雜的控制也能輕松實現，在通信網的配合下，可以達到分散和集中管控，應用性強。目前，PLC的產品已達到模塊化、標準化和系列化，且具有配套完善的硬件設施，可隨意進行選配。基于實際需求搭建適應不同的功能和規模系統，且PLC帶負載的能力比較好;另外PLC產品安全可靠，傳統的繼電控制系統選用中間繼電器和時間繼電器居多，觸點接觸不到位，會導致故障的產生，但是在PLC產品中則不存在這個風險，因為PLC產品中軟件程序代替了繼電器部件，只有少數的硬件設備(關系到輸入輸出)被保留，具有更好的可靠性。不僅如此，PLC還有很好的抗干擾性，即使是在有很強的電磁干擾作用下，也可以直接應用。

2系統設計

礦井下采取配備專人定期巡視和檢修的管理方法，對于通風系統的工作情況進行監控，此種傳統的管理模式存在很多的弊端，由于監測的滯后性會使通風機系統檢修不及時發生故障停運現象。借助于PLC技術的新型通風機在線監測方法可及時監測和反饋，使遠程控制不再是難事，進一步確保煤礦井下生產安全性。如圖1，即為PLC通風機監控系統，其總體設計依據該礦的實際狀況，借助傳輸平臺－工業以太網，搭建新型監控系統，實現中間傳輸、后臺處理及現場控制。

2.1PLC設計

2.1.1軟件設計PLC控制系統軟件流程的開發應盡可能滿足其易調試、擴展性和穩定性的需求，模塊化設計包含電力通信程序、開關量狀態程序、模擬數據程序和模擬傳感器采集程序等。系統初始化后對各個模塊依次實施掃描，將采集到的信號通過傳輸平臺傳遞至后臺進行處理和專家分析，并及時監測反饋結果。通過對溫度的實時監控，可鑒別潛在的軸承損耗、電機失效等風險，對于電纜老化、過載缺相和供電質量的監控則可以通過對供電參數的實時監控進行實現。操作界面可以將判別結果實時顯現，在有問題發生時可及時開啟自動保護模式，減少重大故障和損失發生。該控制系統具有及時反向送風功能，進一步確保井下送風的安全和可靠性。PLC控制系統流程如圖2所示。2.1.2硬件設計為確保井下安全生產，共配備通風機兩臺，其中一臺處于備用模式。PLC系統核心為S7－300，配備獨立的控制和信息采集模塊，32路DOSM322控制模塊、6ES7315CPU模塊、CP340通信模塊和32路DISM321采集模塊等。PLC系統采集開關量的信息是依靠DI模塊來實現;風門和電機的啟停以及操作臺狀態的操控則由DO模塊來實現;各類模擬傳感器的信息則由AI模塊選取標準信號4～20mA實現采集;對于礦井生產現場的配電開關智能綜合保護裝置和溫度巡檢儀的信息采集則是依靠CP340通信模塊來完成。

2.2通信系統設計

通信系統的波特率達到4800b/s，包含的子程序有外界溫度巡檢儀和供配電開關參數，對采集信號進行填充和分塊，并借助于通信收發程序塊實現數據的及時傳輸。與此同時，為便于實現集中管控還可配備cp343以太網通訊模塊輔以RJ45。

2.3地面中心站軟件設計

組態王設計被應用在地面中心站的軟件中，其具有操作界面簡潔明了和圖標功能強大等優點，并可實現二次開發。借助于地面中心站軟件，值班人員可以實時監控通風設備的運轉情況，對實時溫度、風壓、風量和風速、氣體的濃度及電機的參數可實時在線監控，監控信息和數據還可以自動生成報表，便于打印和查閱。

3結論

PLC煤礦通風機系統在線監測技術具有很好的擴展性、靈活性、可靠性和易調試等諸多優點，能夠對礦井潛在的隱患和風險往實現實時監控和識別，對于通風機的運轉情況做到及時掌握，并對故障和問題做到及時反饋和處理，可實現在線監測和遠程控制，進一步提升通風系統運轉可靠性和礦井生產安全性，減少煤礦事故發生。

作者：王曉陽 單位：潞安礦業集團慈林山煤業有限公司