矿井主通风机在线监测系统研究与应用
煤矿主要通风机在线监控系统研究现状及展望_吴新忠
1 通风机在线监控的研究现状
111 通风机在线监控的发展历程 国外对通风机在线监控系统的研究起步较早 , 技术相对成熟 , 系统的可靠性高 。典型代表为法国
基金项目 : 国家自然科学基金资助项目 ( 60775044) : 中国矿业大 学科技基金资助项目 (2008A021)
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HDR280 - 69型动叶可调轴流通风机 、德国矿用轴 流通风机和丹麦 Howden Variax轴流式通风机所配 套的在线监控系统 。其中 : HDR280 - 69 型动叶可 调轴流通风机可以实现在不停机的情况下工况点的 连续可调和当运行通风机停机时 , 备用通风机自动 投入运行 ; ANN 系列矿用轴流通风机电气控制设 备全部为 ABB 电气控制 , 通风机的启动 、停止 、 反风操作控制 、监测监控全部采用 PLC 及计算机 自动控制 , 风量采用液压控制的动叶方式调节 ; 而 德国矿用轴流通风机配套的电控系统则采用了冗余 控制技术 , 2台 PLC作为下位机互相备用对通风机 进行控制 , 上位机用于设定通风机的运行参数 , 监 视通风机的运行状态和故障信息 [ 1 - 2 ] 。 国 内 对 通 风 机 在 线 监 控 系 统 的 研 究 起 步 于 1996年 , 针对矿井通风监测环境恶劣的现象 , 文 献 [ 3 ] 在试验研究的基础上提出了风道局变环节 差压风量监测的方法 , 解决了矿井主要通风机监测 的关键技术难题 ———风量的在线监测 。当前 , 国内 煤矿主要通风机在线监控系统设计合理 、保护齐
无线通讯矿用主通风机在线监测系统的设计研究
无线通讯矿用主通风机在线监测系统的设计研究摘要:通风机不仅是矿井的“肺脏”,它以大功耗24小时不停运转,因此其能耗很大,通过合理的方法和手段测定通风机的性能参数,关系到矿井的安全生产和技术经济指标。
随着科技的发展,利用计算机技术可实现对通风机运行状态的智能化监测和管理,在此,研究设计出一种无线通讯矿用主通风机在线监测系统,用于矿井主通风机性能参数的采集和结果处理。
系统的自动记录功能保证了数据的客观性、有效性,减轻了人工记录的负担,并且降低了人为因素造成的影响。
关键词:通风机在线监测无线通讯集成系统为了保证通风机安全可靠的运转,《规程》中规定:新安装的主要通风机投入使用前,必须进行1次通风机性能测定和试运转工作,以后每5年至少进行1次性能测定。
主要通风机至少每月检查1次;必须保证主要通风机连续运转。
由于传统的主通风机性能监测手段工作量大、精度低、易受人为因素影响,亟需新的智能在线监测系统。
无线通讯矿用主通风机在线监测系统用于矿井主通风机性能参数的采集和结果处理。
系统可分为参数监测、数据通信与计算机数据处理与管理4部分组成。
1 系统目标与任务所设计的矿井主通风机在线监测与无线通讯集成系统的总体目标与任务是为矿井主通风机的业务技术管理部门提供:(1)主通风机正常运行工况参数(H,Q)现行与历史档案的建立;(2)矿井主通风机性能鉴定参数(与曲线绘制及档案的建立。
2 监测原理和系统构成矿井主通风机在线监测与无线通讯集成系统主要监测通风机的风量、静压/负压、转速、电机输出功率等参数,进行主通风机输出功率及主通风机效率的测算,以及通风机运行工况及通风机性能曲线的测定和绘制。
2.1 主要参数的监测原理(1)流量监测。
流体力学基本能量方程d/dt(1/2·V2+Ф)=V/ρP经转化并以(1/2·V2+Ф+P/ρ)为被积函数,沿流线对该能量方程积分可得(忽略位能影响):1/2·V2ρ+P=总压力常数。
矿井主通风机远程监控系统的研发应用
矿井主通风机远程监控系统的研发应用煤矿主通风机设备的监测系统普遍存在着稳定性差、故障点多、出现问题不易查找、监测内容不全面、通讯接口协议互补兼容等缺点，已无法满足矿井安全生产和自动化管理的需要。
本文主要阐述煤矿主通风机如何提高运行的安全性和可靠性，使通风机房具备无人值守条件。
标签：智能化监控管理；无人值守；故障预警预报；自动化控制0 引言主通风机设备主要功能是对环境参数、风机性能参数和电气参数的在线监测以及风机设备的简单控制功能，但不具有自动化控制和管理的功能。
这种状况已成为制约煤矿安全生产、提高企业经济效益和自动化管理水平的瓶颈之一。
1 研究实施方案以主通风机现场参数的采集与监测；自动化控制功能程序的设计；故障诊断算法的设计和系统信息的传输等为主要研究内容。
其核心技术主要包括通风机、电机启动系统（降压启动、变频启动及励磁启动）、高压开关柜系统、风门控制系统等设备的故障识别、预报技术，各系统之间信息传输的总线技术、自动化控制算法和可靠性等方面。
（1）系统采用RS485和以太网等现场总线，保证了系统数据传输的可靠性、快速性，有效地屏蔽了现场的各种干扰，提高监测数据的可靠性，将为煤矿主通风机设备、压缩机设备的安全运行提供一个重要保障。
（2）基于Force control组态软件研制开发的智能化监控管理系统，将具有主风机设备、压缩机设备参数实时在线监测、数据存储、报表打印、自动化控制和网络传输功能，为煤矿大型机电设备的自动化管理提供一个重要途径。
（3）通过冗余性的控制单元构建系统，使整个控制系统具有更高的可靠性，为实现系统的控制功能奠定一个重要基础。
（4）研究准确、可靠的流量在线监测方法和装置，解决当前风机设备监控系统中流量检测不准确的难题。
（5）开发监测内容全面且控制准确可靠，并具有主通风机设备远程监测和控制智能化的联合自动化控制系统，为实现主通风机房的无人值守提供条件。
（6）研究通风机运行中喘振状态的预测和预报的算法，准确预报通风机在高负压条件下运行的喘振故障。
矿井主通风机在线监测系统毕业设计论文[管理资料]
![矿井主通风机在线监测系统毕业设计论文[管理资料]](https://img.taocdn.com/s3/m/31d1e879680203d8cf2f2423.png)
摘要矿井主通风机向井下提供新鲜风流，以冲淡并排出井下的毒性、窒息性和爆炸性气体和粉尘，保证井下风流的质量符合国家安全卫生标准，行成良好的工作环境，防止各种伤害和爆炸事故，它在矿井建设和生产期间始终占有非常重要的地位。
本矿井主通风机在线监测系统用于矿井主通风机性能参数的采集和结果处理。
系统可分为参数监测、数据通信与计算机数据处理与管理等部分,能对通风机的性能参数进行存储和管理、生成报表和绘制曲线，以帮助管理人员动态了解通风机的性能，对性能不能满足要求的通风机及时停止和更换，保证煤矿安全生产。
系统采用c# WinForm+SQL Server2000开发，界面简洁美观，功能齐全，能满足一般矿井的需求。
关键词：数据通信，矿井，主通风机，监测系统AbstractThe main mine ventilator on-line monitoring system provides fresh air flow to the underground mine to dilute and discharge of toxic under mine, suffocating and explosive gases and dust to ensure the quality of underground air flow in line with national safety and health standards, to line into a good working environment, to prevent all kinds of injuries and explosions accident . It always plays a very important role in mine construction and production.The main mine ventilator on-line monitoring system is used for gathering and processing the performance parameters of the main mine system can be divided into parameter monitoring, data communications and computer data processing and management performance parameters can be stored and managed, can be used to generate reports, and can be draw curves to help managers understand the dynamic performance of fans to stop and change those that can not meet the requirements timely to ensure safety production in coal mines.This system is developed using c # WinForm + SQL Server2000 with the simple and beautiful interface and complete functions,so that it can meet the needs of the general mine.Key words: data communication, mine ,main ventilator ,monitoring system目录1 前言 (1)课题研究的背景 (1)国内外研究现状 (1)主要研究内容 (3)2 系统规划 (5) (5) (6)3 系统分析与设计 (10)系统分析 (10)系统设计 (13)4 系统实现 (25)系统解决方案的选择 (25)编码规范 (29)程序设计规范 (30)功能模块实现 (31)5 系统测试与运行 (37) (37)系统运行和评价 (38)6 开发中所遇问题与开发总结 (41)开发中所遇问题 (41)开发总结与展望 (41)致谢 (43)参考文献 (44)附录1 外文原文 (45)附录2 中文译文 (52)1 前言课题研究的背景在井工采煤中，矿井通风是矿井生产系统的一个重要组成部分，只有在当矿井内建立与地面近似的大气条件时，采掘工作才能大规模地在深部进行。
煤矿风机在线监测系统研制
煤矿风机在线监测系统研制摘要目前国内的矿井通风管理主要是通过在线监测系统来实现的，通风设备在线监测系统能够在生产过程中随时掌握通风设备的运行状态，改变了传统的设备管理方式，提高了通风设备的自动化管理水平，有力地保证了通风机设备的经济、可靠运行，为设备的管理和维修提供了可靠的科学依据。
针对目前煤矿风机在线监测的需要，本文设计了一套集成化的煤矿风机在线监测系统。
该系统主要由传感器信号采集处理、数据通信传输和计算机在线监测三部分组成，实现了对矿用通风机风压、流量、功率以及温度参数的在线实时监测。
关键词煤矿风机在线监测信号采集数据通信引言风机是矿井要害设备之一。
由于煤炭矿井下条件恶劣，设备的故障发生率比较高，一旦发生故障，将会对生命财产安全造成重大影响。
据资料统计，我国大多数煤矿的通风电耗占整个煤矿电耗的20% ～30% ，而我国国有重点煤矿目前使用的主要通风机中运转平均效率低于50%者占将近一半[1]，故有必要建立一套功能齐全，准确率高的在线监测系统。
目前传统的设备由于系统设计过于简单、监测内容不全面、误判概较大，所以使用起来不精确、不方便。
开发一套高精确度的在线监测系统，将具有重要的经济价值和社会意义。
开发高1 系统功能与组成系统的主要功能有：实时监测通风系统参数、通风机的性能参数、电机的电气参数、轴承温度、数据管理、报表管理、性能测试、远程通讯等。
1.1系统特点（1）采用了先进的计算机技术，功能强大，智能化程度高;以图形界面显示工作状态，画面丰富，直观生动。
性（2）采用模块化设计方案，系统抗干扰能力强，运行精度高，使用维护方便。
（3）采用了先进的计算机技网络技术，实现了全矿数据共享。
（4）采用了多种抗干扰措施，因此系统的抗干扰能力强，可靠性高，监测准确。
（5）流量监测措施独特、新颖，可靠性好、精度高。
（6）选用了可靠性好、精度高的传感（变送）器。
（7）软件设计安全性高。
操作简单快捷、维护方便1.2系统的组成本系统以PLC为核心，主要由信号测取装置和传感（变送）器、转换装置、通讯装置、PLC信号处理装置、显示器等组成。
煤矿通风机在线监控系统的与应用
收稿日期：2012－03－15作者简介：刘明谭（1965—），男，河南平顶山人，助理工程师，1991年毕业于平顶山煤矿职工大学，现从事矿井机电管理及科研工作。
煤矿通风机在线监控系统的研究与应用刘明谭，冯明远，谢米罗（平煤股份十矿，河南平顶山467021）摘要：平煤股份十矿三水平风井传统停风倒机模式下存在井下短暂停风、倒机时间较长等问题，可能引起瓦斯超限等问题，影响安全生产。
同时，目前的监测系统不能实时了解系统运行状况，不能实现远程信息化监控。
研究利用热备用倒机和网络信息化技术，以高性能的S7-300PLC 和工控机为核心，配以高精度的传感器，来实现矿井主通风机在线监控。
应用表明，该系统不仅实现了在线监测和远程控制，而且能够可靠完成不停风自动倒台，缩短了倒机时间，杜绝了因风机正常倒机可能引起的瓦斯超限事故，大大提升了矿井主通风系统的运行管理水平。
关键词：主要通风机；在线监控；不停风倒机中图分类号：TD635文献标志码：B文章编号：1003－0506（2012）06－0029－02据统计，中国煤矿事故中60%以上是由于通风系统管理不善、瓦斯浓度过高引起的［1］。
因此，主要通风机安全可靠运行意义重大。
平煤股份十矿为瓦斯突出矿井，由于三水平风井仍采用传统停风倒机方式，导致正常倒机用时较长，易引起瓦斯超限，严重影响着十矿的安全生产。
另外，目前的通风机监测系统存在不能实时显示系统工作状况、不能实现远程信息化监控、不能进行主要运行参数的在线监测等缺点，所以急需进行技术改造。
1现状分析十矿三水平风井担负着戊组中区、东区的通风任务。
风机为BDK618-8-NO．30型对旋风机，配用电机型号为YBF630-8，电压6kV ，功率4ˑ500kW 。
采用传统模式进行倒机操作，即：停止运转主通风机→关闭运转主通风机闸板风门，开启备用通风机闸板风门→启动备用通风机→倒机完成。
正常情况下倒机1次约需7min ，虽未超过《煤矿安全规程》规定时间（10min ），但井下会出现约3min 的停风，对瓦斯涌出量为110．14m 3/min 的矿井来说，存在很大的安全隐患。
煤矿通风机在线监控系统应用研究_1
煤矿通风机在线监控系统应用研究发布时间：2023-03-22T09:15:20.035Z 来源：《城镇建设》2023年第6卷1期作者：邓亮张晓峰[导读] PLC技术应用于煤矿通风机的在线监控系统中，具有诸多的应用优势，不仅可以灵活地运用到在线监管系统中，发挥出有效的监控功能和技术优势邓亮张晓峰内蒙古汇能煤电集团羊市塔煤炭有限责任公司内蒙古鄂尔多斯市 010499摘要：PLC技术应用于煤矿通风机的在线监控系统中，具有诸多的应用优势，不仅可以灵活地运用到在线监管系统中，发挥出有效的监控功能和技术优势，而且煤矿通风机的在线监测系统，形成了在设备运行中可能存在的问题和隐患的防治功能，风机运行更加的安全，煤矿生产的安全水平大大提升，降低了事故概率，促进了我国煤矿产业现代化、智能化建设与可持续发展。
关键词：煤矿通风机；在线监控系统；应用前言在我国的煤矿产业发展中，生产安全和生产效益是两大核心的重点，煤矿的生产安全应用到的设备设施有多种类型，其中通风机是基础设备之一，建立起煤矿通风机的在线监控系统，可以对通风机的安全状态进行全面的监测，完善煤矿的安全系统功能。
利用PLC技术进行煤矿通风机的在线监控活动，可以有效地提高通风在线监控系统的远程控制水平，构建起智能化的在线监测体系，为煤矿通风系统的安全、稳定运行奠定基础。
一、煤矿通风机在线监控系统的重要性我国有着非常丰富的煤炭资源，广泛地分布在陕西、内蒙古、山西等地区，分布并不均匀，但是整体的开采量巨大，我国对于能源的需求近几年来呈现出了上涨趋势，煤炭资源作为保证国民生产生活的重要资源，近些年来在开采中，逐渐向着深部煤层进行了重点的开发和使用。
煤矿生产中，井下作业环节会产生大量的有毒气体和粉尘，为了创建安全的煤矿井下生产环境，促进空气的流动，需要建立起专门针对煤矿井下生产的通风系统，将粉尘和有害气体排出，在煤矿井下生产作业环节构建通风系统，应用到的设备中，通风机是关键的设施之一。
煤矿主通风机在线监控系统应用
煤矿主通风机在线监控系统应用摘要：我国是一个能源丰富的国家，近年来，随着人们生活水平的提高，对能源的需求量不断增加。
近年来，矿井主通风机在保障煤矿安全方面发挥着重要作用，保证其运行稳定性和可靠性是煤矿企业重点关心的问题。
对主通风机的主要结构及常见故障问题进行了简要分析，设计了主通风机在线监控系统，分为下位机、上位机以及附属装置3大部分。
上位机主要由PC机和监控大屏构成，下位机以PLC控制器为核心，通过各类传感器对设备及环境参数进行实时监测。
对监控系统的主要硬件装置及软件控制程序进行了研究分析。
根据设计方案，将在线监控系统部署到煤矿主通风机工程实践中，经3个月现场测试，发现系统能够稳定运行，可以对主通风机的运行状态进行实时准确监控，使得设备故障率降低了20%以上，安全效益和经济效益显著。
关键词：主通风机;在线监控系统;PLC控制器引言我国的煤矿资源丰富，相关的调查资料显示，在我国境内已发现煤炭储量约有1.5万亿t，矿井下作业安全水平随着煤矿资源需求及煤矿企业需求提升，实现跳跃式发展。
但在煤矿开采过程中仍然难以完全避免发生安全事故，其中通风安全问题受到了来自社会上各领域的关注，也是对井下安全事故影响较高的因素之一。
因此，有必要将更多精力放在矿井下作业通风安全保障技术的优化和更新上，使其更具安全性，并且在此基础上进行质量、产量与效率的提升。
1煤矿通风安全监测监控系统的运行原理在实际作业过程中，煤矿通风安全监测监控系统的工作原理具体如下：1)该系统的监测主机可以不间断地与各分站通信，当分站收到传感器信号后，会对接收的信号进行自动监测和处理；2)该系统的各分站时刻“坚守自己的岗位”，一旦监测主机收到询问，分站汇总各个测点信号统一传送至监测主机；3)利用该系统对井下设备进行操控时，监测主机可以通过控制命令将各个分站的监测信号传回分站，最后再利用分站的远程开关控制井下设备；4)该系统的监测主机可以对接收到的实时信号进行处理并存盘，最终在各类外设场所显示。
通风机在线监测监控系统---技术方案
徐州中测电子科技有限公司通风机在线监测监控系统技术说明地址：徐州中国矿业大学科技园联系人：郝三宝客户服务电话：1 5996956110电话号码：(0516)83307999传真：(0516)83307899详细描述矿井主通风机是向井下送风的重要设备，也是大型耗能设备，对其实现在线监测监控，使之始终运行在良好状态，对于保障煤矿安全生产，保护矿工生命和企业财产安全，降低风机能耗具有重要意义。
徐州中测电子科技有限公司成功研制开发的矿井主风机在线监控系统，综合利用现代传感技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、网络通讯技术，基于企业计算机网络实现主风机运行参数、通风数据的实时监测与风机主辅设备控制的一体化，监测内容丰富，控制功能完善，具有实时性强、安全可靠、操作方便、易学易用的特点。
系统结构如图所示，主要由PLC测控系统、上位机冗余组态软件系统、视频监视系统三大部分组成。
系统特点1、PLC测控系统采用双CPU，能够快速准确可靠地完成监测监控功能；2、上位机应用软件采用冗余组态软件系统，使得系统更加安全可靠；3、系统可根据现场应用需求灵活配置，伸缩性强；4、测控功能上的网络化、WEB化。
系统主要功能1、实时监测风机风压（静压、全压）、风速风量、轴承温度、定子温度、电网电流、电压、功率、电机与风机效率、风峒大气参数（温度、湿度、大气压力）等风机运行各种参数；2、监测风门位置、风机开停状态、反风信号和电机编号等风机运行多种状态信息；3、控制风门开/关、风机启/停；4、自动闭锁控制，保证系统安全；5、具有现场控制、远程控制、手动控制等多种控制方式；6、在控制中心，通过32′液晶电视对风机机房进行24小时监视，通过网络视频服务器实现24小时远程监视。
系统软件功能1、接收、处理、存储、显示PLC系统上传的现场数据，显示方式多样，生动直观；2、自动生成各类报表，内容丰富翔实；3、实时曲线、历史曲线绘制；4、实时监测各类参数，具有超限报警并记录报警信息的功能；5、系统设置了操作权限，只有获得权限的人员才可以操作系统；6、支持远程网络浏览和控制。
矿井主通风机在线监测监控系统研究
１设计依据及原则
１ ． １设 计依 据 煤矿 安 全规 程 ２ ０ １ ０ Ａ ＱＩ Ｏ １ １ － ２ ０ ０ ５ 煤矿 用 主 通风 机 系 统 安 全检 测 检验规 范 Ｇ Ｂ ／ Ｔ ４ ９ ２ ４ ． ２ － ９ ３ 低 压 电 器外壳 防 护 等 级 Ｇ Ｂ １ ２ １ ７ ３ － ９ ０ 矿 用一 般 型 电气设 备 Ｇ Ｂ ５ ０ ３ ４ ３ － ２ ０ ０ ４ 建筑 物 电子 信 息系统 防 雷技 术规 范 ＭＴ ２ ０ ９ － ９ ０ 煤矿 通信 、检测 、控 制用 电工 电子产 品通 用 技术 ＭＴ ２ １ ０ － ９ ０ 煤矿 通信 、检 测 、控 制基 本试 验 方法 ＭＴ ／ Ｔ１ ０ ０ ７ — ２ ｏ ０ ６ 矿 用信 息 传输 接 口 １ ． ２ 设计 原 则 可靠 性 ：系 统 采 用 西 门 子 Ｐ ＬＣ 作 为 数 据处 理核 心 ，能 够在 煤矿 恶 劣环 境下 长期 工 作 ，确保 系 统可 靠运 行 。 安 全 性 ：系统 采 用 冗 余 及 容 错 技 术 ， 具 有 数据 备 份 、数据 恢 复功 能 ，具 有 完善 的 防范 措施 （ 如权 限认 证 、防 病毒 等 ） ，保 证 系统 安全 、稳 定 地运 行 。 先 进 性 ：系统 采 用 先 进 的 技 术 ，功 能 强 ，确保 系统 的 使用 周期 。 扩 展 性 ： 系统 采 用 标 准 接 口 ，结 构 灵 活 ，根据 需要 ，容易 扩充 ，保 护 用户 投资 。 易用 性 ： 系统 组 成 简单 、 灵 活 ，易 于 安 装 维 护 ，操 作 简 便 、实 用 ，满 足 煤 矿 需 求。
Ｚｈ ｕ Ｓｉ ｈ ｅ Ｘｕ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｈｉ ｇ ｈ ｅ ｒ Ｖｏ ｃ ａ ｔ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ， Ｘｕ ｚ ｈ ｏ ｕ ２２ １ ０ １ １， ｃ ｈ ｉ ｎ ａ
矿井通风机在线监控技术研究.docx
矿井通风机在线监控技术研究为了确保煤矿井下生产安全，必须保证井下空气的流通，并去除有害气体和粉尘的危害，因此在井下生产时通风顺畅非常关键，通风机的正常运转对于煤矿井下安全生产尤为重要。
目前，我国许多的煤矿井下生产选取的通风系统依旧是定期巡视和检修的传统管理方法，该方法对于潜在的隐患和风险往往很难做到及时识别。
基于此，提出一种借助于PLC技术的新型通风机在线监测技术，确保煤矿井下生产安全。
1PLC技术优点分析PLC有很多鲜明的优点，首先非常易于编程，操作便捷，其所应用的编程语言有简明语句表语言、梯形图和逻辑图，PLC系统研发时间较短，且在线调整便捷;其次，PLC经济性好，和其他继电器相比它具有很强的功能性，对于很复杂的控制也能轻松实现，在通信网的配合下，可以达到分散和集中管控，应用性强。
目前，PLC的产品已达到模块化、标准化和系列化，且具有配套完善的硬件设施，可随意进行选配。
基于实际需求搭建适应不同的功能和规模系统，且PLC带负载的能力比较好;另外PLC产品安全可靠，传统的继电控制系统选用中间继电器和时间继电器居多，触点接触不到位，会导致故障的产生，但是在PLC产品中则不存在这个风险，因为PLC产品中软件程序代替了继电器部件，只有少数的硬件设备(关系到输入输出)被保留，具有更好的可靠性。
不仅如此，PLC还有很好的抗干扰性，即使是在有很强的电磁干扰作用下，也可以直接应用。
2系统设计矿井下采取配备专人定期巡视和检修的管理方法，对于通风系统的工作情况进行监控，此种传统的管理模式存在很多的弊端，由于监测的滞后性会使通风机系统检修不及时发生故障停运现象。
借助于PLC技术的新型通风机在线监测方法可及时监测和反馈，使远程控制不再是难事，进一步确保煤矿井下生产安全性。
如图1，即为PLC通风机监控系统，其总体设计依据该矿的实际状况，借助传输平台－工业以太网，搭建新型监控系统，实现中间传输、后台处理及现场控制。
2.1PLC设计2.1.1软件设计PLC控制系统软件流程的开发应尽可能满足其易调试、扩展性和稳定性的需求，模块化设计包含电力通信程序、开关量状态程序、模拟数据程序和模拟传感器采集程序等。
矿井主通风机的在线监测
无法 高压动车 。同时 ， 在信 号箱安 装急停开关 ， 号处理 后 信 通过继 电器输 出， 串入 电控安全回路 ， 检修 时不需动车时 ， 按
下 急停 开 关 ， 全 回路 断 开 ， 动 安 全 闭锁 。 安 启 （ ）完 善 组 态 画 面 ６
出线有 电时 ， 高压低频换 向柜 内带 电 ， Ｈ Ａ ３的带 电显示器 接 点断开 ， 电磁锁无 法 得 电而柜 门无 法打 开。仅 当高压 柜 断 电， 电磁锁才能打开 ， 保证人员的安全。 （ ）调绳 信号控制 ２ 系统设计 为检修信号 ４点 （ 上 ） ５点 （ 慢 、 慢下 ） 送后 ， 发 当绞车 １ ｓ ５ 内未动车 ， 信号 自动转为 １点（ 车） 停 防止检修人
文章编号 ：０ １— ８４ ２０ ）６— １０— ２ １０ ０ ７ （０ ８ ０ ０ １ ０
点有保持功能 ， 箕斗上磁钢向上通过开关 ， 点维持断开 ； 接 磁
钢向下通过开关 接点维持闭合 ， 提高工作的可靠性 。
（ ）防 错 向 保 护处 理 ４
矿井 主通风 机 的在线 监测
许学先 ， 沈统谦
按照高压开关柜“ 五防” 功能防止误入带 电间隔 的要 求 ， 原柜在前后 四门下各 安装 一个 行程 开关 ， 串接后 接人 Ａ ３ Ｈ （ 给高压低频换 向柜供 电 ） 高压 柜的跳 闸回路。但从本 质安 全考虑 ， 如果检修人员在未停 Ａ ３ 打开换 向柜的柜 门， Ｈ ， 此时 由于某种原因 ， Ｈ Ａ ３未能按设 计要求跳 闸 ， 造成 大 的安 全 将
煤矿井下主通风机在线监测监控系统
煤矿井下主通风机在线监测监控系统1、相关定义1.1、环境在线监控系统的概念环境在线监控系统是由污染源在线监测系统、主要水域水质自动监测系统、城市空气质量监测系统、城市噪音监测系统和监控与指挥中心组成的主要环境要素在线监控系统[2]。
该系统可进行自动采样、对主要污染因子进行在线监测;掌握城市污染源排放情况及污染排放总量,监测数据自动传输到环保监测中心;由监测中心服务器进行数据汇总、整理和综合分析;监测信息传至环保局,由环保局对污染源进行监督管理。
1.2、小波包定义与性质在多分辨分析中,L2(R)=?W,表明多分辨分析是根据不同的尺度因子j j∈Zj 把希尔伯特空间L2 (R)分解为所有子空间W j( j∈Z)的正交和。
其中,W j为小波函数ψ (t)的小波空间。
我们进一步将小波子空间W j按二进制分式进行频率的细分,以提高频率分解率。
一种普遍的做法是用一个新的子空间对尺度空间Vj和小波子空间Wj统一进行表征,若令ZjV ∈U0 jj=, ZjW U1(3.1) j ∈j=, 则Hilbert 空间L2 (R)的正交分解V j=Vj+1 ?Wj+1即可用U n j的分解统一为: U 001 j=Uj+1?Uj+1( j∈Z) 定义子空间U n j是函数un(t)的闭包空间,而U2n j是函数u2n(t)的闭包空间, 并令函数un(t)满足以下的双尺度方程: nkthku )(2][ t2u2n)(= ∑ Zk∈(3.2) nktgku ) (2t][ u122n+)(=∑ Zk∈式(3k.2 )h 中,)( 1(1 g)k) ( =k,即这两个系数也正交。
当n=0 时,以上两式直接给出0k)t hku(2][ t u0)(= ∑ Zk∈0k)t g(ku2][ tu1)(= ∑ (3.3) Zk∈在多分辨分析中, (t)和ψ (t)满足下面的双尺度方程: ∈l h]k[k), t(]2[hk φ)(t= ∑{ }2 Zk∈Zk∈(3.4) ∈l gk][k),t (]2[gk ψ)(t{ }2 = ∑Zk∈Zk∈相比较,u0(t)和u1(t)分别还原为尺度函数(t)和小波函数ψ(t)。
煤矿主通风机在线监控系统应用探讨
煤矿主通风机在线监控系统应用探讨摘要：煤炭资源在我国能源结构体系中占据的地位在可预见的未来都很难找到其他的能源替代。
为了顺应社会对煤炭资源需求量快速提升的基本需求，我国每年的煤炭开采量越来越高。
埋藏较浅的容易开采的煤炭资源已经开采完毕，矿井正朝着纵深方向发展，矿井深度越来越深，开采难度越来越高。
煤矿开采时不可避免地会涌出大量的瓦斯和粉尘等有毒或有害气体，且深度越深越容易出现上述问题。
利用通风机向井内通入新鲜空气，同时将井内有毒有害气体排出，是改善矿井环境，保障井下人员安全的重要措施和手段。
关键词：通风机；在线监控；一键倒机；变频器控制；优化设计引言：：针对煤矿主通风机在线监测自动化水平低、系统故障率高，导致主通风机出现异响、振动等故障时检修人员无法及时发现并处理，严重威胁煤矿通风安全的问题，通过技术研究，对矿用主通风机安装了一套在线监控系统。
经实际应用，该系统在线监控自动化水平高，监测灵敏度高，能够及时发现主通风机故障，取得了显著应用成效。
1主通风机在线监测系统结构及其工作原理1.1主通风机监控系统结构1）主通风机在线监测系统主要由PLC控制器、电源模块、发电机和数据采集模块等组成，其中PLC控制器主要分为总控制器、主控制器、备控制器；总控PLC与主控PLC、备控PLC及报警模块连接。
报警模块内置声光报警系统，其由警示灯和喇叭组成。
2）主控PLC控制器与主变频器、数据采集模块连接，主变频器与主通风机连接；备控PLC控制器与备用变频器连接，备用变频器与副通风机连接，备控PLC控制器还与数据采集模块连接。
3）数据采集模块由风机参数采集单元和环境参数采集单元组成；风机参数采集单元包括主通风机参数采集单元和副通风机参数采集单元，主风机参数采集单元与主控PLC控制器连接，副风机参数采集单元与备控PLC控制器连接，环境参数采集单元分别与主控PLC控制器和备控PLC控制器连接。
4）风机运行环境参数采集单元由主风机运行环境参数和副风机运行环境参数采集单元组成；主风机运行环境参数采集单元主要由第一瓦斯浓度检测传感器、第一风压传感器以及第一风量传感器等部分组成；副风机参数采集单元主要由第二瓦斯浓度检测传感器、第二风压传感器以及第二风量传感器等部分组成。
主通风机在线监测与通讯系统在煤矿的应用
或 果 直 胃‘
主 通 风 机 在 线 监 测 与 通 讯 系 统 在 煤 矿 的 应 用
张 为 荣 ， 平 平 陈
（ 国矿业 大 学 ， 苏 徐 州 中 江 ２ １０ ） ２ ０ ８
摘
要 ： 通风 机是 煤矿 四大 固定设 备 之一 ， 其 耗 电 量 大 ， 行 效 率 普 遍 低 下 ， 加 强通 风 管理 ， 高 风 主 但 运 为 提
行效率平 均为 ３ ％～４ ％。近 年来 ， ０ ０ 随着科学 技术 的 发展 ， 以及 国 家 对 煤 矿 安 全 与 经 济 效 益 重 视 的 Ｅ ｌ
益 提 高 ， 矿 机 电 设 备 的 运 行 控 制 和 自动 化 管 理 业 煤
２ 系统 组成
该 系统 由 引 压 装 置 、 配 器 、 感 器 、 作 台 和 滤 传 操 微 机 终 端 组 成 。各 环 节 的 设 计 充 分 考 虑 了 煤 矿 通 风 环 境 的特 点 ， 引压 装 置 能 防 煤 尘 堵 塞 测 孔 ， 配 器 对 滤 信号进行 过滤 、 冲 、 压 、 缓 稳 限压 以保 护 传 感 器 ， 感 传 器 将 信 号 转 换 成 电 信 号 ， 作 台接 收 电 信 号 后 ， 方 操 一 面巡 回显 示 各 监 测 参 数 ； 一 方 面 将 电信 号 转 换 为 另 数字 信 号 通 过 通 讯 线 路 远 传 到 微 机 终 端 ， 过 计 算 通 机采集 ， 理显示 和打印监测结果 。 处
Ｑ ＝Ｃｏ Ｃ１ ＋ ｑ＋ Ｃ ｑ ２ ＋… … ＋ Ｃ ｑ ， 中 Ｃ０ Ｃ】 式 ， ， Ｃ２ Ｃ … 为根 据 各 矿 标 定 后 得 到 的 经 验 系数 ， ｑ为 差
了一 天 内各 种 监 测 数 据 的 平 均 值 以 及 一 天 ２ ４ ｈ各 参 数 的 变 化 趋 势 图 。 另 外 ， 系 统 还 具 有 工 况 点 显 该 示 、 故 报 警 及 追 忆 功 能 ， 对 风 机 性 能 曲线 随 时 进 事 并
矿井主通风机在线监控系统
器， 保护齐全， 操作人员通过工控机对风机进行监测监控 ， 对通风机正常通风 、 反风 、 双机 、 单机 、 主辅风机倒换等功 能。
目前大多数矿井通风设备 控制 系统仍采用 继电器控制 ， 风机的开停及 选择切换 均 由人工 完成 ， 产效率 和安全 性 生
低， 针对此情况 ， 丰煤 矿对矿 井主通风机 实施远程 自动化 华
Ｏ Ｃ通讯接 口与调度 中心远程 监控主机 ＷＩＣ Ｐ Ｎ Ｃ工业组 态软 件通讯 ， 实现远程监控 ， 配有 网络摄像 仪， 并 现场无人值守 。
１３ 系统 功 能 ．
抗器）换 向器柜的操作采用继 电器信号和 Ｏ Ｃ 、 Ｐ 通讯两 种方 式， 提高 了系统的安全性 。
２２ 先进 性 ．
系统实现矿井 主通风机主 、 辅设备 的程序控 制 ， 采用西 门子 ｓ ７系列 ＰＥ控制 ， Ｉ 实现风机运行参 数的实时监 测与风 机主辅设备控制 的一体化 ， 证 主通 风安全运行 ； 时监测 保 实 风机配用电机的 电气参 数 ； 测设备 的运行参 数 ， 监 电机和风 机前后轴承温度、 振动参数 以及超限报警、 风机开 停信 号、 正 反风信号 、 门开 闭等信 号 ； 风 显示 当前运 行机 号 、 正反转 信 号， 风机开停状态 、 累计当前风机运行时 间； 监测通风机气动
控制 ， 控系统采用可编程 控制器和供 电微机 测控装置 ， 监 通 过 网络通讯技术 、 Ｐ Ｏ Ｃ技术实现对主风机的远程 网络控制 。
１ 系 统 设计 方 案
１１ 主通风机型号 ．
风机型号 ：Ｄ Ｂ Ｋ一８ Ｏ．４轴流式对旋风机 一Ｎ ２
电动 机 型号 ： Ｂ ４０ Ｐ２０Ｗ ｋ Ｙ Ｆ５ —８ ｋ ６ Ｖ ５ 电源 电压 主 电 动机 ６Ｖ ｋ 辅 助 设备 供 电 电压 ３０ ／２Ｖ ８Ｖ２０
主通风机在线监测与故障诊断系统的应用
轴承 振动等 运 行 参数 。系统 能 根据 监｛ 到 的运 行 参 贝 。 数， 分析 、 断主通 风机 的运行 状态 ， 判 能在 主通 风机 出 现故障前 自动报 警 ， 时提醒、 助维修 人员消除故 障 及 帮
隐患 。
集参 数值输入上 位机 ， 与工况允许值 进行 比较 ， 并 若超 出允许范围 ， 系统 自动报警 ， 提醒维修人 员及 时调整同
和扩展性 。
１ 在 线监测与故 障诊断 系统的 组成
主通风机在线 监测 与故 障诊 断系统 由上位 机 、 控 制柜 、 压力变送器 、 压力传感器 、 温度变送 器 、 温度传感 器、 测振装置数据模块及测控一体软件组成 。 整个 系统包括 数据采 集子 系统 ， 行状 态监 测子 运 系统 ， 障诊 断子 系统 。示意 图如 图 １ 故 。
｝ 上位机 Ｉ
＋
● ●
３ 工 作 过 程 ３ １ 在 线 监 测 ．
变送器
变送器
风 机电 信 ｌ 翥 电 负 电 风 ＿ 袭 静 ’ 电 量静 裹 轴 压轴 电 信 信 孽机 压负 若 鬈 温 信 压 藿 流 信 承 号 号 号 号
矿井主通风机 在线监测 故障诊断
测、 在线控制、 故障诊断的要求。
关键 词
中圈分类号 ＇） １６ ５ ＇３ Ｉ
文献标识码
Ｂ
Ａｂ ｔａ ｔ Ａ ｍｏ ｉ ｎ ｏ ｔｏ ｙ ｔｍ ＷＳ ｅ 叩 ｅ ｏ ｔ ｅｍａｎ ｖ ｎ ｌ ｔ ｎｆｎｉ ｈ ｏ Ｉ ｌ ｅ ｓｒｃ ｎ ｔ ｇ ｃ ｎ ｒｌｓ ｓ ￣ ｅ Ｓ ｄ Ｖ Ｉ ｄｆ ｒ ｈ ｉ ｅ ｔ ａ ｏ ａ ｎｔｅ ｃ ａＩｉ ｉ ｉ ｌｎ
维普资讯
１８ ２
参 蔗 斜技
矿井主扇在线监测系统的成功应用
１ 概 况
我矿主 扇风机型 号 Ｆ Ｃ Ｚ ６ Ｎ． Ｂ Ｄ 一 一ｏ
Ｒ ４ ５ 接 口 接 入 监 Ｓ８
测 主 柜 ． 监 测 主 柜
通 过 Ｒ ２２串行 口 Ｓ３
１Ａ。 中 一 台 工 作 ， 台 备 用 ， 机 型 ８ 其 一 电
将 数 据 传 输 至 工 控 机 ． 在 由 工 控 机 处 理 数 据 并 通 过 网 络 路 发 送 至 矿 内 区域
沟 煤 矿 生 产 科 科 长 。 究 方 向 ： 矿 防灭 火 技 术 。 研 煤 收 稿 日期 ：０ １ ０ — ８ ２ １ － １０
ＰＩ Ｎ ＥＥＲｌ Ｏ ＮＧ Ｉ Ｗ ＴＨ ＳＣｌ ＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨ ＮＯ Ｌｏ ＧＹ ｏ ＮＴＨＬ ⅣＤ． Ｍ Ｙ ４ ２０１１ １７ ９
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图 ３ １ ＃风 机 １ 电 机 曲 线 ＃
情 况
（） ２ 实现 了风 机 运 行不 稳 定 状 态 可
靠 的 报警 预警 功 能 可具 体设 置各 种参
数 的报警 阈值 （ 高报 警 及低 报 警 ） 当 含 ．
图 １ 系 统 图
其 参 数超 过 这 一 数值 时 ． 时给 出 声光 及
作 者 简 介 ： 良年 （９ ５ ）男 ， 能 公 司甘 肃 煤 业 马 蹄 沟 煤 矿 总 工 程 师 ， 究 方 向 ： 矿 开 采 与 防 灭 火 技 术 ； 庆 科 （９ １ ） 男 ， 能公 司 甘 肃 煤 业 马 蹄 李 １６～ ， 华 研 煤 史 １８ 一 ， 华
运 转 ． 而 耗 能 很 大 。据 统 计 ． 通 风 机 因 主 的 耗 电量 约 占全 矿 总 耗 电量 的 １％～ ５ ２ ％ ． 的 高 达 ３ ％ 以上 因 此 ， 生 产 ０ 有 Ｏ 对 部 门 来 说 ． 时 准 确 地 掌 握 主 通 风 机 的 及 运 转 特 性 ． 保 障 安 全 生 产 和 提 高 经 济 在 效 益 两 个 方 面 都 有 十 分 重 要 的 意 义
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矿井主通风机在线监测系统研究与应用
作者：罗洪震闫梅
来源：《山东工业技术》2016年第12期
摘要：矿井主通风机是保障矿井安全生产的关键设备，建立一套具有完备监控功能的矿井主通风机在线监控系统，对其进行实时检测，以便提前预测并消除主通风机隐患，提高故障处理效率，保障矿井通风是必要的。
本文首先介绍矿井主通风机在线监测系统的关键性组成，重点论述矿井主通风机在线监测系统的应用，为矿井的安全生产提供重要的理论支持。
关键词：矿井主通风机；在线监测系统；研究
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.12.095
1 矿井主通风机在线监测系统的关键性组成
矿井主通风机重点涵盖两大部分，即软件系统设计以及硬件系统设计。
其中，硬件系统设计重点涵盖控制噪音、选用传感器安装点、选用工控机、选用传输信号的方式、选用输入输出模块。
而硬件设计的根本所在是监测轴承振动以及监测风量和风压，监测风量借助局部差压风量的方法进行，监测轴承振动借助振动烈度监测仪以及垂直安装速度传感器。
MCGS软件属于系统的软件，都借助软件取代参数的显示，借助模块化设计进行软件的编程，进而方便维护与扩充软件。
软件涵盖报警模块、显示模块、通讯模块、查询数据模块、处理数据模块。
硬件设计系统借助分布式监控技术监测风机的实时工作参数，通过前面的传感器将电信号传出且进行处理之后，对I/O模块进行输入，在RS-485线上传输数据，信号借助RS-232/ RS-485转换模块，在计算机和I/O模块间进行对话，从而实现监测的及时性。
借助开发软件Visual Basic 6.0作为软件系统，即所谓的VB，其对6.0版软件的一部分新型功能进行了应用，通过计算机系统的RS-485与RS-232串口与软件的MSComm控件来控制系统以及传送通讯数据。
2 矿井主通风机在线监测系统的应用
在不断发展的科学技术影响下，矿井主通风机在线监测系统能够对一系列的技术进行综合应用，以发达的科学技术作为前提条件，工作人员持续地健全了矿井主通风机在线监测系统的功能，这逐步地拓展了矿井主通风机在线监测系统的应用。
2.1 矿井主通风机启动过程当中的监测以及管理
矿井主通风机在线监测系统重点是借助四个数据来监测矿井主通风机的。
而这四个数据各自为：风门的状态、稀油站的油压、稀油站的油温、制动器的状态。
这几个项目体现的数据借助采集系统加以采集，再通过PLC加以有效地整合，以及在计算机显示屏上分布整合的内容，倘若所有的数据都不存在异常的情况，以及任何的风险也不存在，那么主通风机开始顺利地运行，倘若存在一项有不对的地方，那么风机就进行呈现，难以进行正常范围之内的运行，
进而会导致风机的关闭，结合反馈的数据诊断以及解决异样的部位，确保风机在又一次的运行过程中可以顺利地启动。
2.2 矿井主通风机工作过程当中的监测以及管理
2.2.1 监测矿井主通风机工作过程当中的温度
监测工作过程当中的温度重点涵盖监测电机A、B、C三组绕组的温度、监测电机轴非伸端温度与伸端温度、风机轴非伸端温度与伸端温度。
矿井主通风机在运行的过程中，倘若以上三个温度当中存在一个又不正确的情况，像是太高的温度面临安全问题的情况之下，一定的提示音就会发出，以告诫工作人员温度太高了。
针对此过程来讲，重点是借助PLC系统的数据收集器整理收集到的信息，将接点输出，发现温度太高，警示音就会在电铃上发出。
通常来讲，这种警示会发生两次，上限也是两次，倘若不重视提示，在太高的温度下风机一直运行，那么跳闸停机的情况就会发生。
2.2.2 自动地切换矿井主通风机
在矿井主通风机运行的过程当中，由于受到一系列要素的制约，因此故障较为容易出现。
倘若出现了故障，那么风机控制柜能够跳闸，从而对设施的安全进行保护。
再借助PLC系统PROFIBUS通讯在备用风机上切换，从而迅速地进行启动。
如此一来，不但能够确保人员的安全性、设施的安全性，而且还能够避免生产问题的发生。
2.3 监测电气设备工作过程当中的一系列参数
电气设备工作过程当中的一系列参数指的是主通风机配套电动机的功率因数、励磁电压与电流、空载与负载电流、轴功率等等。
借助计算机综合保护设施充当矿井主通风机高压开关柜的断路器，从而采集电机过工作过程当中的一系列参数。
2.4 监测矿井主通风机的风量
在矿井主通风机的应用过程中，借助差压风量的方法监测通风机风量，这样使比较容易堵住风量测压管和测量误差大的问题得以解决。
借助振动烈度监测仪与垂直安装速度传感器监测轴承的振动，从而能够有效地监测风机的振动。
2.5 矿井主通风机系统软件的应用
在矿井主通风机中，借助Visual Basic 语言对软件进行编写，通过“模块化”的编程理念，更加容易地编写软件，进而扩充与维护系统。
软件系统的应用体现在：健全的帮助功能、网络通信的功能、打印报表以及查询历史数据、呈现工作过程当的工况点、场地及时地对数据的一系列动态图形和数字呈现进行监测、一系列图形与数据的打印功能、定期测定风机性能的曲线的功能、事故追忆和报警的功能，以及及时地处理采集到的数据等。
3 结语
综上所述，矿井主通风机安装在线监测监控系统，实现了对运行主通风机的各种运行参数进行实时监测监控，出现故障时能及时报警并启用备用风机，对矿井主通风机起到保护作用，并反应出问题风机的故障所在，为及时准确检修通风机提供强有力的技术支持，避免了通风机停运事故，确保了矿井通风系统安全可靠，实现了矿井主通风机远程监测监控，为矿井主通风机房实现无人值守做好了准备工作。
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作者简介：罗洪震（1984-），男，汉族，山东泰安人，本科，工程师，注册安全工程师。