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1、礦井通風(fēng)機(jī)在線監(jiān)控技術(shù)研究 礦井通風(fēng)機(jī)在線監(jiān)控技術(shù)研究 2020/03/31 摘要:通風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)對于保證煤礦井下生產(chǎn)安全，去除有害氣體和粉塵的危害尤為關(guān)鍵。基于PLC的煤礦通風(fēng)機(jī)在線監(jiān)測技術(shù)具有很好的擴(kuò)展性、靈活性和可靠性及易調(diào)試等優(yōu)點(diǎn)，能夠?qū)撛诘碾[患和風(fēng)險(xiǎn)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控和識別，對于通風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況做到及時(shí)掌握，并對故障和問題做到及時(shí)反饋和處理，同時(shí)實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測和遠(yuǎn)程控制，進(jìn)一步提升礦井通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性和礦井生產(chǎn)的安全性。 關(guān)鍵詞:PLC技術(shù);

2、礦井通風(fēng)系統(tǒng);實(shí)時(shí)監(jiān)控 為了確保煤礦井下生產(chǎn)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(chǎn)時(shí)通風(fēng)順暢非常關(guān)鍵，通風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)對于煤礦井下安全生產(chǎn)尤為重要。目前，我國許多的煤礦井下生產(chǎn)選取的通風(fēng)系統(tǒng)依舊是定期巡視和檢修的傳統(tǒng)管理方法，該方法對于潛在的隱患和風(fēng)險(xiǎn)往往很難做到及時(shí)識別?；诖?，提出一種借助于PLC技術(shù)的新型通風(fēng)機(jī)在線監(jiān)測技術(shù)，確保煤礦井下生產(chǎn)安全。 1PLC技術(shù)優(yōu)點(diǎn)分析 PLC有很多鮮明的優(yōu)點(diǎn)，首先非常易于編程，操作便捷，其所應(yīng)用的編程語言有簡明語句表語言、梯形圖和邏輯圖，PLC系統(tǒng)研發(fā)時(shí)間較短，且在線調(diào)整便

3、捷;其次，PLC經(jīng)濟(jì)性好，和其他繼電器相比它具有很強(qiáng)的功能性，對于很復(fù)雜的控制也能輕松實(shí)現(xiàn)，在通信網(wǎng)的配合下，可以達(dá)到分散和集中管控，應(yīng)用性強(qiáng)。目前，PLC的產(chǎn)品已達(dá)到模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，且具有配套完善的硬件設(shè)施，可隨意進(jìn)行選配?；趯?shí)際需求搭建適應(yīng)不同的功能和規(guī)模系統(tǒng)，且PLC帶負(fù)載的能力比較好;另外PLC產(chǎn)品安全可靠，傳統(tǒng)的繼電控制系統(tǒng)選用中間繼電器和時(shí)間繼電器居多，觸點(diǎn)接觸不到位，會導(dǎo)致故障的產(chǎn)生，但是在PLC產(chǎn)品中則不存在這個(gè)風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)镻LC產(chǎn)品中軟件程序代替了繼電器部件，只有少數(shù)的硬件設(shè)備(關(guān)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

4、強(qiáng)的電磁干擾作用下，也可以直接應(yīng)用。 2系統(tǒng)設(shè)計(jì) 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(fēng)系統(tǒng)的工作情況進(jìn)行監(jiān)控，此種傳統(tǒng)的管理模式存在很多的弊端，由于監(jiān)測的滯后性會使通風(fēng)機(jī)系統(tǒng)檢修不及時(shí)發(fā)生故障停運(yùn)現(xiàn)象。借助于PLC技術(shù)的新型通風(fēng)機(jī)在線監(jiān)測方法可及時(shí)監(jiān)測和反饋，使遠(yuǎn)程控制不再是難事，進(jìn)一步確保煤礦井下生產(chǎn)安全性。如圖1，即為PLC通風(fēng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，其總體設(shè)計(jì)依據(jù)該礦的實(shí)際狀況，借助傳輸平臺－工業(yè)以太網(wǎng)，搭建新型監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)中間傳輸、后臺處理及現(xiàn)場控制。 2.1PLC設(shè)計(jì) 2.1.1軟件設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)軟件流程的開發(fā)

5、應(yīng)盡可能滿足其易調(diào)試、擴(kuò)展性和穩(wěn)定性的需求，模塊化設(shè)計(jì)包含電力通信程序、開關(guān)量狀態(tài)程序、模擬數(shù)據(jù)程序和模擬傳感器采集程序等。系統(tǒng)初始化后對各個(gè)模塊依次實(shí)施掃描，將采集到的信號通過傳輸平臺傳遞至后臺進(jìn)行處理和專家分析，并及時(shí)監(jiān)測反饋結(jié)果。通過對溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)控，可鑒別潛在的軸承損耗、電機(jī)失效等風(fēng)險(xiǎn)，對于電纜老化、過載缺相和供電質(zhì)量的監(jiān)控則可以通過對供電參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。操作界面可以將判別結(jié)果實(shí)時(shí)顯現(xiàn)，在有問題發(fā)生時(shí)可及時(shí)開啟自動保護(hù)模式，減少重大故障和損失發(fā)生。該控制系統(tǒng)具有及時(shí)反向送風(fēng)功能，進(jìn)一步確保井下送風(fēng)的安全和可靠性。PLC控制系統(tǒng)流程如圖2所示。2.1.2硬件設(shè)計(jì)為確保井下安全生產(chǎn)

6、，共配備通風(fēng)機(jī)兩臺，其中一臺處于備用模式。PLC系統(tǒng)核心為S7－300，配備獨(dú)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(tǒng)采集開關(guān)量的信息是依靠DI模塊來實(shí)現(xiàn);風(fēng)門和電機(jī)的啟停以及操作臺狀態(tài)的操控則由DO模塊來實(shí)現(xiàn);各類模擬傳感器的信息則由AI模塊選取標(biāo)準(zhǔn)信號4～20mA實(shí)現(xiàn)采集;對于礦井生產(chǎn)現(xiàn)場的配電開關(guān)智能綜合保護(hù)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(tǒng)設(shè)計(jì) 通信系統(tǒng)的波特率達(dá)到4800b/s，包含的子程序有外界溫度巡檢儀和供

7、配電開關(guān)參數(shù)，對采集信號進(jìn)行填充和分塊，并借助于通信收發(fā)程序塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的及時(shí)傳輸。與此同時(shí)，為便于實(shí)現(xiàn)集中管控還可配備cp343以太網(wǎng)通訊模塊輔以RJ45。 2.3地面中心站軟件設(shè)計(jì) 組態(tài)王設(shè)計(jì)被應(yīng)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(biāo)功能強(qiáng)大等優(yōu)點(diǎn)，并可實(shí)現(xiàn)二次開發(fā)。借助于地面中心站軟件，值班人員可以實(shí)時(shí)監(jiān)控通風(fēng)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，對實(shí)時(shí)溫度、風(fēng)壓、風(fēng)量和風(fēng)速、氣體的濃度及電機(jī)的參數(shù)可實(shí)時(shí)在線監(jiān)控，監(jiān)控信息和數(shù)據(jù)還可以自動生成報(bào)表，便于打印和查閱。 3結(jié)論 PLC煤礦通風(fēng)機(jī)系統(tǒng)在線監(jiān)測技術(shù)具有很好的擴(kuò)展性、靈活性、可靠性和易調(diào)試等諸多優(yōu)點(diǎn)，能夠?qū)ΦV井潛在的隱患和風(fēng)險(xiǎn)往實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控和識別，對于通風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況做到及時(shí)掌握，并對故障和問題做到及時(shí)反饋和處理，可實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測和遠(yuǎn)程控制，進(jìn)一步提升通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性和礦井生產(chǎn)安全性，減少煤礦事故發(fā)生。