矿井通风监控系统设计探讨
矿井通风安全监测监控系统的运行现状及建议
矿井通风安全监测监控系统的运行现状及建议摘要为了确保煤矿生产中的通风安全，就应用了安全监测控制系统，但是从其运行现状来看还存在一些急需改进与完成之处。
本文从通风安全监测监控系统运行现状分析存在的问题，进而依据煤矿实况提出改进建议。
关键词煤矿；通风；安全监测；监控中图分类号td72 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2013）97-0222-021 煤矿通风的安全监测监控系统运行原理工作之时，监测主机不断的和各个分站进行通信，各个分站接收到来自主机询问之后，及时把分站所接收各个测点信号传到监测主机，各个分站就不停将所接收到各个传感器信号实施检测处理与变换，主要包含模拟量、开关量及累计量，并且时刻等候检测主机发出询问，便于将所检测到参数传递到检测主机。
当要控制井下设备时，检测主机把控制命令和分站的巡检信号共同传递到分站，再经过分站进行远动开关对设备进行控制。
监测主机把所接收到实时信号实时处理与存盘，经过本机的大屏幕、显示器及模拟盘等各种外设所显示。
2 煤矿通风安全监测系统存在的问题一直以煤矿企业发展之关键是解决煤矿生产过程中的安全问题，随着监测系统的引进，煤矿的安全现状得到有效的改善，然而在长期发展的过程中还存在诸多问题与不足，主要体现在以下几个方面。
1）煤矿安全监测系统的多样性。
由于安全监测系统产品多样，厂家众多，各个厂家生产的监测产品参数不一，缺乏兼容性。
使得设备在运行的过程中维护，增容，升级带来困扰。
受市场经济的影响，监控系统厂家都签有自己的专用通信网络，各个厂家的监控系统相互不兼容。
从而加大了煤矿企业的重复投资，造成了人力物力的极大浪费，同时系统的维护更加艰难；2）煤矿监测系统功能不健全。
在煤矿安全监控系统发展的过程中，厂家把精力集中在监测能力和控制系统的使用性能开发方面。
对于煤矿企业不可预测的安全问题并没有引起足够的重视，在系统设计上存在严重的不足。
就系统的本身设计来说，系统的自身保护就存在很大的缺陷，抗雷击能力不强，有的设备根本没有安装避雷设备，安装的也不符合要求。
矿井智能通风控制系统研究及应用
工矿自动化
Ｉｎｄｕｓｔｒｙ ａｎｄ Ｍｉｎｅ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ
文 章 编 号 ：１６７１－２５１Ｘ（２０２１）Ｓ１－００７２－０４
Ｖｏｌ．４７Ｓｕｐ． Ｍａｒ．２０２１
矿井智能通风控制系统研究及应用
李 伟 宏１ ， 魏 志 丹２
（１．内蒙古大雁矿业集团有限责任公司，内蒙古 呼伦贝尔 ０２１１２２； ２．神华宝日希勒能源有限公司，内蒙古 呼伦贝尔 ０２１０００）
矿井智能通风控制系统功能架构如图２所示。 采用 ＹＦＣ１５ 型 风 速 仪，每 套 风 速 仪 由 １ 个 主 机 和 ２个超声波 测 风 探 头 组 成。 采 用ＩＰＣ６１０ 型 工 控 机 作为 控 制 系 统 主 站，负 责 数 据 监 测 管 理。 采 用 ＲＨ２２８８ＨＶ３ 服务器作 为 控 制 系 统 服 务 器，负 责 数 据分析处理、信 息 发 布 服 务。 客 户 端 运 行 智 能 通 风 控 制 系 统 网 络 版 ，可 查 询 实 时 风 网 运 行 情 况 ，实 现 通 风业务网络化办公。
（５）智能统计分析功能。 实 现 对各类通风数据 的综合统 计，通 过 分 析 得 出 各 类 数 据 间 的 相 关 性。 通 过 分 析 相 关 性 原 因 ，指 导 矿 井 通 风 ，提 高 矿 井 通 风 效 率 ，保 障 通 风 系 统 的 稳 定 性 、合 理 性 和 经 济 性 。 （６）提供矿井通风辅助调节方案。 自动分析计 算 通 风 参 数 ，给 出 主 要 通 风 机 、局 部 通 风 机 、风 门 、风 窗 等 调 节 方 案 ，实 现 矿 井 通 风 智 能 化 调 节 。
４ 系 统 实 现
４．１ 风 速 测 量 矿井通风的目的是保证各工作地点有足够的风
矿井通风机监控系统设计
之 间 连 接 的 方 便 和 通讯 的 高效 。 此 外 ， ｎ Ｃ还 可 以 对 Ｃ Ｓ Ａ Ｉ Ｉ Ｉ ＴＣＰＥ进行系统 的诊断 选项 ， Ｍ 给硬件维护提供 了方便 。 它采用 了 Ｍｉ ｏｏ Ｑ ｒｅ ０ 作 为其组态数据库 和归档 ｃ ｓｆＳ ＬＳ ｖｒ ０ ０ ｒ ｔ ｅ ２ 数据 的存储数据库 ， 可以方便地访问归档数据 。
总第７ 期 ３
由于电动机和通风机有定 期的保养和预 防性检查 ，故障 概率较低 。 该系统的故障诊断主要针对于传感器故障 。 当监控 量超出预先设定 的报 警值时 ，ｉ； Ｐｇ 先启动报警程 序报警 ， 然后 启动故障诊断子程序判 断是 否为传 感器故障 。故 障诊 断的过 程实际就是将 ＡＤ转化后 的数字量与系统允许 的极 限值做 比 ／ 较， 如果 接近或超过极 限值则说 明传感器 出现 故障 。４ ２ｍＡ －０ 的模 拟输入量允许 的数字量为 ０ ２ ６ ８若超 出这个 范围则说 －４７ ， 明传感器或是传感 器与 Ｐ Ｃ的连接 可能出现故 障 ， 数字量 Ｌ 若 为 ３７７ ２ ７ 则说 明传 感器与 Ｐ Ｃ的连接中断。故障诊断的结果 Ｌ
系统 。
ｌ 统概 述
某煤矿 的主通风道采用 １ 、＃两套通风设备对矿 道进 行 ＃２ 抽 风 ，两套设 备互 为后 备 。其 中电动 机功 率 ３ ５ Ｗ，转 速 ３ｋ
５ １／ ｎ 离 心通风 机 ９ｒ 。 ｍｉ
温度传感器采 用的 固
定螺纹式热 电阻 ，压力传 感器 为压 差 变送 动 器 ， 两 者均采用 三线制 接线 。在 与 Ｐ Ｃ的 模 拟 输 入 模 块 Ｌ Ｓ ３ 连接时 ，输入模块 Ｍ３ １
Ｐ Ｃ软件采用西 门子公司 的 Ｓ Ｅ ７的梯形 图 （ Ａ 语 Ｌ ＴＰ Ｌ Ｄ） 言编写 ， 简洁直观 、 清晰易懂 ， 方便修改 。 程序设计采用模块化 结构 ， 于维护扩展 。程序流程 图如图 ４ 便 。
基于PID控制的矿井通风机自动监控系统研究
科技与创新┃Science and Technology & Innovation ·8·文章编号：2095－6835（2015）01－0008－02基于PID控制的矿井通风机自动监控系统研究曹 帅1，2，刘混举1（1.太原理工大学，山西太原 030024；2.太原慈善职业技术学校，山西太原 030031）摘 要：矿井通风机是煤矿通风系统的主要设备之一。
通过结合煤矿生产的需要和矿井通风机自动监控系统的结构，提出了以PLC和组态技术为核心的控制系统，并引入了二自由度的PID控制理论。
通过Matlab/Simulink动态仿真对矿井通风机自动控制系统进行参数控制，可实时监测并读取通风机的风速、风量、电流和温度等参数，且具有良好的预警功能，对企业实时掌握风机工况有重要的意义。
关键词：矿井通风机；监控系统；PID；Simulink中图分类号：TD441；TP277 文献标识码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2015.01.008矿井通风机是煤矿井下通风必不可少的安全设备之一，在煤矿安全生产中扮演着重要角色，有煤矿“肺脏”之称。
其主要作用是向矿井内输送新鲜空气，同时，将煤矿内瓦斯、粉尘等有害气体排出。
因此，矿井提升机的安全、可靠运行对提高煤矿的生产效率有重要意义。
本文在总结以往矿井通风机自动监控检测系统研究的基础上，进行了基于PID控制的矿井通风机监控系统的设计和试验仿真工作。
1 矿井通风机自动监控系统1.1 自动监控系统的结构矿井通风机自动监控系统利用了微机技术、传感器技术、可控制理论技术和网络传输通讯技术，监测参数项目较全，且基于生产部门的计算机通信网络，可实时监测矿井通风机的运行参数。
矿井通风机自动监控系统的结构如图1所示，主要由西门子PLCS7-200PLC为核心的控制系统、MCGS组态操作软件、PID控制、PID参数整定和操作人员控制模块等部分组成。
浅析煤矿智能通风系统
浅析煤矿智能通风系统摘要：近年来，我国对煤矿资源的需求不断增加，煤矿开采越来越多。
要实现稳定安全的矿井通风，需要对通风系统的隐患和参数进行实时监测。
煤炭资源广泛应用于工业生产，可以促进社会和经济的进步。
因此，相关单位需要根据当前矿井通风安全管理和控制工作，进行科学改进和优化，以提高矿井建设的可靠性。
本文研究了煤矿通风管理重要性，对矿井的智能化通风控制系统进行研究，最后研究了智能化通风系统的组成进行探讨，以供参考。
关键词：煤矿通风；安全管理；通风系统引言矿井通风系统是矿井生产系统的重要组成部分，安全可靠的矿井通风系统是防止各种灾害发生的重要保障。
矿井通风系统是一个复杂的、随机的、非稳定的系统，伴随着新鲜风流的不断供入，井下风门的开合、采掘布局的调整、地面气温的变化都时刻影响着矿井通风系统。
因此，开展矿井通风系统动态预警分析研究具有重要意义。
1煤矿通风管理重要性其一，煤矿通风需对应的通风系统来支撑。
通过运行矿井通风系统，能够在矿井中导入新鲜空气，保证矿井内部空气流通，并稀释矿井内可能存在的有毒气体，使其浓度降低，从而保证矿井内作业人员的生命安全。
其二，矿井通风系统的应用为作业人员提供了足量的氧气，使其一方面不至于因人员过多而缺氧，另一方面能够调节矿井内部的温度效应及空气密度，为作业人员创造一个相对较好的作业环境，并保证安全生产。
但是因矿井开采环境的不确定性、多变性及复杂性，无形中提升了矿井通风难度，因此在实际通风管理中，往往会因一些简单的细节问题而影响整体的矿井开采工作，并埋下安全隐患。
因此矿井开采单位在通风管理过程中应当有意识地把握其中的关键、主要因素，分析矿井具体的通风状况，并以此为基础进行通风系统的完善，避免安全生产事故的发生。
2矿井的智能化通风控制系统的研究煤矿井下智能化通风控制系统的研究，需要充分考虑煤矿实际工作环境，借鉴工业4.0的理念，以建立网络信息传输为基础，使机器设备、信息存储、生产装备融合成一体，在生产体系中各部分能够单独运行的同时，可实现信息自动的交换，从而确保生产能够高效安全的运行。
煤矿局部通风机智能控制系统设计
煤矿局部通风机智能控制系统设计随着煤矿行业的快速发展，安全生产成为煤矿企业日常工作的重中之重。
煤矿局部通风机在煤矿生产中起着至关重要的作用，对于控制煤矿井下环境，降低事故风险具有重要意义。
随着科技的不断进步，研发智能控制系统可以提高煤矿局部通风机的性能和安全性。
本文将探讨煤矿局部通风机智能控制系统的设计。
一、介绍煤矿作为重要的能源产业，其安全生产一直备受关注。
局部通风机作为煤矿瓦斯抽采的重要装备之一，其稳定性和控制性能对煤矿安全生产至关重要。
传统的局部通风机只能通过人工调节控制，存在安全隐患和效率较低的问题。
因此，智能控制系统的设计能够提高局部通风机的性能，保障煤矿的安全生产。
二、智能控制系统设计原理智能控制系统的设计旨在实现自动化、精确控制。
该系统利用传感器、控制算法和执行器组成，实现对局部通风机的监控和控制。
其设计原理包括以下几个方面：1. 传感器：智能控制系统需要安装多种传感器，如瓦斯浓度传感器、温度传感器等，用于实时监测矿井环境参数。
2. 数据采集与处理：传感器采集到的数据通过数据采集模块传输给控制系统，系统进行数据处理、分析和预测，为后续的控制决策提供依据。
3. 控制算法：智能控制系统需要设计合理的控制算法，根据传感器监测到的数据，自动调节局部通风机的运行状态，实现自动控制。
4. 执行器：智能控制系统通过执行器控制局部通风机的运行，包括调节转速、控制程控风门等。
执行器的性能直接影响到系统的控制精度和稳定性。
三、智能控制系统设计要点在设计煤矿局部通风机智能控制系统时，需要注意以下要点：1. 可靠性：智能控制系统需要经受煤矿环境的考验，具备较高的可靠性。
设计时应充分考虑设备的稳定性和抗干扰能力，确保系统能在恶劣条件下正常运行。
2. 安全性：煤矿作为危险行业，安全性是设计智能控制系统的首要考虑因素。
系统应具备自动报警功能，能够及时检测到瓦斯浓度超标、温度异常等危险情况，确保工人的生命安全。
3. 灵活性：智能控制系统应具备一定的灵活性，能够适应不同矿井环境的需求。
羊场湾煤矿通风机监控系统的设计与实现
矿 井 通 风 机 是煤 矿 生 产 的 重 要 设 备 之一 ，对 于 矿 井 通 风 机 监 控 系统 而 言 ， 为保 证 通 风 机 的 安 全 可 靠 运 行 ， 功 能 必 须 涵 盖 其 通 风 机 电动 机 启 停 控 制 、 门 的 开 合 、 项 运 行 参 数 监 测 以及 上 风 各
ｗａ ｆ ｄ ｖ ｌ ｉｇ ｌｎ － ｉ ａ ｃ ｎｔ ｒ ｇ ａ ｄ ｃ ｎ ｒ ｌ ｇ ｓ ｓｅ ｗｉ ｅ ｎ ７ ３ ０ ４ ０ ｃａ ｓ Ｐ Ｃ ａ ｄ Ｐ ｙ ｏ ｅ ｅｏ ｎ ｏ ｇ ｄ ｓ ｎ ｅ ｍｏ ｉ ｉ ｎ ｏ ｔ ｌ ｙ ｔｍ ｔ Ｓｉ ｐ ｔ ｏｎ ｏｉ ｎ ｈ ｍｅ ｓ Ｓ － ０ ／ ０ ｌｓ Ｌ ｎ ＲＯＦ Ｂ Ｓ－ Ｐ ＩＵ Ｄ
Ｐ ＯＦＢ Ｓ ＤＰ总 线技 术 设 计 实现 通风 机 远 程 监 控 的 方 法及 其 功 能 。 现 场 实 际运 行 显 示 ， Ｒ ＩＵ — 系统反 应 灵 活 可 靠 性 高 。
关 键 词 ： 风机 ， Ｌ 现 场 总线 ， 通 Ｐ Ｃ， 监控
Ａｂ ｒ ｔ ｓｔ ａｃ Ｗ ｉ ｈ ｄ ｉ ｉｇ ｆ ｈ ｖ ｔａｏｒｍ ｏｎｔ ｒｎ ａ ｃ ｔ ｌ ｙ ｔ ｍ ｉ Ｙａｎ ｔ ｔ ｅ ｅｓｇｎｎ ｏ ｔｅ ｅｎｉ ｔ ｈ ｌ ｉ ｉｇ ｎｄ ｏｎｒ ｉ ｓ ｓ ｅ ｏ ｏｌｎｇ ｎ ｇｃｈ ｎｇ ａ ｗａｎ ｏｌｅｙ，ｈｓ ｃ ｌ ｒ ｔ ｉ ｐａ ｉ ｐｅｒ ｎ ｒ ｉｔｏｄｕ ｅｓ ｔ ｅ ｃ ｈ
下位机通信等多个方面。大型煤矿生产企业 所应 用的生产设备 往 往多而分 散 ， 于传 统 的基 于 Ｐ Ｐ Ｃ等 产品 的监控 系统来 对 Ｃ、 Ｌ
说 ， 不 采用 工 业 以太 网 、 场 总 线 等 先 进 通 讯 技 术将 各 生 产 设 如 现 备 的监 控 系 统 有 机 的 连 为 一 体 ，则 难 以及 时有 效 地 对 各 设 备 的
矿井主通风机在线监控系统
图1 矿井通风机在线监测系统框架图
2.2 PLC硬件设计 S7-300PLC的硬件主要由电源模块、CPU、数字量输入输出模块、模拟量输入输出模块、通信模块组成。 （1）数字量输入输出模块主要用于低压柜控制方式及开关状态、电动机接触器及热继电器状态、变频器运行及故障状态、风门接触器状态及台风开到位、关到位状态，并控制低压柜开关的分合闸、电动机的正转/反转和变频/工频启动，以及风门的打开和关闭。 （2）模拟量输入输出模块主要对风机负压及流量、电动机温度和振动、变频器输出转速和电流、低压柜的电力参数等进行AD转换。 （3）通信模块负责与各低压柜内的电参数采集模块、上位机进行通信。2.3 上位机监控软件设计 通风机参数在线监测系统配备RJ45以太网接口，软件接口OPC协议，通过矿井地面光纤主干环网向矿井信息与自动化系统上传信息，实现远方对风机设备实行监测、监控、数据共享等功能。 上位机监控系统功能如下： 1）监测主风机、电机的运行状态（、全压、风量、风速、温度。监测电机的电压、电流、频率、有功功率、无功功率、功率因数、有功电度、无功电度。 2）对电机前后轴承温度、电机定子温度、电机电压、电机电流、静压、全压、振动、风流中瓦斯浓度等参数提供历史信息的查询打印，重要参数超限时实时报警，可由用户设置报警上下限。 3）可实时记录风机开关传感器状态，以及每个主电机实施开停动作的具体时刻，并且可根据要求生成报表。 4）监测高压柜电压、电流、有功功率等参数，监测断路器、接触器、操作状态转换开关、保护动作信号等参数。模拟量传感器检测参数、主电机电压、电流等动态参数按合理的时间密度记录（风道环境参数由安全监测系统采集），并生成趋势曲线图。 5）监测数据能够按不同的条件查询，并且便于打印输出，授权的网络终端用户能够远程查看监测数据。 6）提供程序及数据安全管理功能，不同的用户可设置不同的权限，防止未授权用户修改监控系统参数。 7）风机在线监控子系统就近接入环网交换机，通过工业以太网快速接入全矿综合自动化平台，提供OPC接口与自动化平台无缝连接，实现风机的监控和数据共享。 8）可实现风机的遥控自动启停、自动倒换和遥控“反风”运行功能。可实现多种控制方式：本地手动、本地自动、远程手动、远程自动。
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
矿井通风安全监控系统关键技术研究
矿 井 通 风 安 全 监 控 系 统 关 键 技 术 研 究
伍 绍 宽
（ 贵州大学矿业学 院安全工程 贵州 贵阳 ５ ０ ０ ） ５ ０ ３
中 图分 类 号 ： ＴＤ
文献标识码： Ａ
文 章编 号 ： ０ ７ ０ ４ （ ０ ０ ０ － ０ ０ ０ １ ０ － ７ ５ ２ １ ）５ ０ ４ － ２
１ 煤 矿 安全 现 状 、 程 监 控 信息 系 统 解 决 方 案 诞 生 ， 将 数 据 库 、 据 通 信 等 技 术 融 它 数 煤 炭 是 我 国 的基 础 能 源 ， 国 民经 济 中发 挥 了重 要 作 用 。 然 在 合 ． 功 实 现 了远 程实 时 数 据 采 集 终 端 、 据 库 存 储 、 态 控 制 、 成 数 组 而 当前 煤 矿 安 全 生 产 形 势 相 当 严 峻 ： 先 ， 国煤 矿 事 故 死 亡 人 首 全 大 型 门 户集 成 平 台 、超 常 延 时 免 充 后 备 电 源 系 统 等 全 套 解 决 方 数 居 高 不 下 。百 万 吨 死 亡 率 太 大 高 于 世 界 主 要产 煤 国 家 平 均 水 案 ， 以 实 时 采 集 煤 矿 井 下 传 感 器 上 的原 始 数 据 ， 态监 控 ， 线 可 动 在 平 ； 次 ， 、 大 事 故 没 能 得 到 有 效控 制 。这 不 仅 给 人 民 群 众 造 其 重 特 提 供 远 程 报 警 信 息 ， 步 实 现 了危 险源 的在 线 监 测 和 事 故 隐 患 的 初 成 了 巨大 的痛 苦 ，国家 财产 遭 受 损 失 ，更增 加 了社会 的不 稳 定 因 动态 跟 踪 。该 系统 为 建 立 多级 煤 矿 生 产 安 全 预 警 体 系 ， 各 级 煤 为 素 。安全 生产 是 煤炭 工业 发 展 的重 要 基础 ． 必须 把 它放 在煤 矿 各 项 矿 安全 监 察 部 门 提供 了一 种 预 防 性 的煤 矿 安 全生 产 监察 手 段 。 Ｔ作 的首 位 ， 防治 矿 井灾 害 己成 为我 国 矿业 健康 发 展 的头 等大 事 。 目前 ． 内 外煤 矿 安 全 监 测 系统 发 展 主 要体 现 出 以下 三 个 特 国 对 于 煤 矿 企业 来说 ． 井 通 风 阻力 测 定 和 通 风 机 鉴 定 是 矿 井 矿 点： 安 全 生产 和通 风 技 术 管理 的 重 要 内容 之 一 。通过 测定 可 掌 握 矿 井 （ ） 合 化 ： 测 参 数 类 型 多 ， 统 容 量 大 ， 产 、 境 和安 全 １综 监 系 生 环 通 风 系 统 现状 及 必 要 的 技 术 参 数 ． 矿 井 安 全 生 产 和创 造 井 下 职 为 监 测 集成 一 体 ， 实行 综 合 化 管 理 。 工安 全 、 适 的 丁 作环 境 提 供 可 靠 的技 术 保 障 。根据 《 矿 安 全 规 舒 煤 （ ） 能 化 ： 感 器零 漂 、 敏 度 实 现 自校 正 ， 仅 进 行 有 害 ２智 传 灵 不 程》 定 ， 须 对 采 空 区 的漏 风及 通 风 阻 力 进 行 定 期 的监 测 ， 井 规 必 矿 信 息监 测 ， 而且 注重 发 展 信 息 分析 和事 故 预 测 功 能 。 通 风 阻力 测 定 每 ３年 至 少进 行 一 次 ， 风 机性 能鉴 定 每 ５年 至 少 通 （ ） 络 化 ： 全 监 测 系统 连 接 局 域 网 或 因 特 网 ， 害 信 息 变 ３网 安 有 进行 一 次 。 多 数矿 井 的 风 压测 定 ． 要 大 量 的 人力 ， 而 需 资料 整 理 Ｉ 二 化 透 明 度高 ． 府监 管 力 度 加 大 、 政 、 作量 大 ， 定 值 滞 后管 理 。而 自动 监测 系统 ， 对 矿 井通 风 系 统 的 测 可 ４ 监 控 系统 的 总体 结构 、 风 压 参数 进 行 实 时 监 测 ． 因而 减 少 了 测 定 参 数 、 料 整 理 和 数 据 资 监 控 系 统 方 案 的 选 择 是 在 满 足 系 统 功 能 要 求 的 基础 上 ， 须 必 分 析 的． 作 鼠 ． 据 需 要 可 以提 供 多 次 测 定 结 果 ， 于 随 时 掌 握 ］ 根 便 保证 系 统 １ 作 的 稳 定 ．有 利 于 系 统 后 期 的 维 护 和功 能 的升 级 ， ： 同 通 风 地 点 及 采 空 区风 压 的 变 化 情 况 ． 验 矿 井 通 风 系统 调 整 的效 检 时 在 这 个 基础 卜 虑 系 统 的 产 品化 。 一 化 要 求 系统 具 有 较低 的 考 产 果， 为煤 层 白燃 、 瓦斯 等 事 故 的 防治 发 挥 积极 的作 用 。 硬 件 成 本 ． 而 降 低 整 个 系 统 的 生 产 成 本 ， 产 品 具 有 较 高 的性 从 使 ２、 井 安全 监 控 系统 的特 点 矿 价 比。 根 据 系 统 需 要 实 现 的 功 能 ， 巾监 控 系 统 的 总 体结 构 和组 集 矿 外 控 技 术 足 一 门融 通 信 技 术 、 制 技 术 、 控 计算 机 技 术 和 网 体 系主 要 由通 信 链 路 、 巾 央集 叶 控 制 室 和 监 控 单 元 三 部 分 组 ｊ 电子 技 术 为一 体 的 综 合性 很 强 的学 科 ． 是信 息 产 业 和 工 业 领 域 的 成 、整个 网络 系统 结 构 如 图 ｌ所 爪 、 种 先导 性技 术 。 监洲 ” “ 是指 对 煤 矿 环境 与生 产 参 数进 行 自动 监
矿井主通风机智能监控方案设计分析-方案设计论文-设计论文
矿井主通风机智能监控方案设计分析-方案设计论文-设计论文——文章均为WORD文档，下载后可直接编辑使用亦可打印——摘要：矿井通风机能及时向井下输送新鲜空气，在矿井内飘浮着煤炭粉尘颗粒的环境下能够确保一线作业人员的职业健康安全。
煤矿通风设备是一个完整配套的系统，其中主通风机承担着开采工作面通风量的重要保障任务。
通过现场调研分析，目前的主通风机对于风速及风量的调节存在滞后，缺乏智能化调节机制，不能随着环境的变化对通风量进行调整，造成能源浪费，威胁作业人员生命安全，降低了开采工作效率。
通过对主通风机智能监控系统方案进行设计，为研发矿井通风机智能监控系统提供依据。
关键词：大型矿井；主通风机；风量调整；系统方案；智能监控引言随着现代化煤炭企业的快速发展，各种采煤设备越来越智能化，极大地提升了煤炭的开采效率和开采量。
随着煤炭开采量的增多，矿井内飘浮的煤炭粉尘颗粒的浓度也越来越高。
因此，对于矿井通风设备的工作性能要求也会相应提高。
通风设备是一个复杂的系统，其中起关键作用的是主通风机。
主通风机通过运转带动其他次要通风机联合对矿井进行输送新鲜空气［１］。
矿井内有毒有害气体也较多，需要通过主通风机驱散有毒有害气体和煤炭粉尘，使一线作业人员能够在安全的工作环境下进行煤炭开采作业，并且能够避免有毒有害气体和粉尘对开采机械设备造成的损坏。
根据矿井内空气流动方向的不同，通风机可分为离心式通风机、轴流式通风机、斜流式通风机以及横流式通风机四类。
其中轴流式通风机是矿井常用的通风设备［２］。
根据现场检查可知，目前大型矿井所采用的主通风机是定额送风，不能根据环境的变化调整送风量，容易造成能源浪费，降低主通风机的工作效率。
为了保证大矿井安全生产的正常化，有必要开发主通风机智能监控系统并对其进行智能控制，这对于煤矿智能设备的研发具有重要意义［３］。
１主通风机风量调节系统分析与建模１．１风量调节方式某煤矿安装了两台ＡＮＮ－４７００／２５００Ｎ型轴流式风机，将其作为主通风机设备进行井下的通风作业，具体结构示意图如图１所示。
矿井通风机房监控系统设计中的几个问题
集 中传感器的选择 、 安全设计和采取的抗干扰措施方 面的问题。
油 箱 和 油管 温 度
Ｓ 卜 Ｒ Ａ—Ｔ Ｔ — ｌ
一 ０℃～ ５ ５ ｌＯ℃
温度 参 数 检测 时 ． 由安 装 在 被 测 部 位 的 传感 器将 检 测 到的 温 度 信 先
Ｉ 传感器 的选择
传感器是监控系统进 行数据采集最前端的设备 ， 在设汁中选择性能 优秀又价格低廉的合适 的传感器至大重要 。 １１ 风 机机 械 振 动 参数 检 测 传 感 器 的选 择 ． 在风机机械振动测量巾， 我们选择风机主轴承的振动速度作为测量
测点
风 机 主轴 承 温 度 电 机轴 承温 度 电 机 ｉ 相绕 组 温 度
入 口 温度
传感器型号
Ｓ 卜 Ｓ Ａｌ ｜ ｒ — ｒ — Ｓ ＿ Ｓ Ａ１ Ｔ １ｌ 一— 一 ３ ’ Ｓ ｒ一 — Ａｌ ３ ｜ －Ｓ ｒ — ｒ
Ｓｒ ｒ —Ｒ—Ａｌ Ｔ ｒ —
测量范嗣
害和爆炸事故 ， 保障井下人员身 体健康 和生命 安全 ， 对通风设施进行 系 统化管理和监控的工作显得尤为重要 。矿井通风系统主要是为 了解决矿 井内空气的流通问题 ， 使在井下 作业的矿工能够正常１ 作井使有害气 体 二
能够 及 时地 疏 散 到 矿 外 大气 巾 去 。 肉此 。 立 合 理 的 矿 井 通 风 系 统就 是 建
科技情报开发 与经济
文章 编 号 ：０ ５ ６ ３ （０ ８ ２ — ｌ９ ０ １０ — ０ ３２ ０ ）５ ０ — ２ ７
Ｓ ＩＦ Ｃ Ｆ Ｒ Ａ Ｉ Ｎ Ｄ Ｖ Ｌ Ｐ Ｅ Ｔ Ｅ Ｏ Ｏ Ｙ Ｃ一 Ｅ Ｈ １ Ｏ Ｍ ＴＯ Ｅ Ｅ Ｏ Ｍ Ｎ ＆ Ｃ Ｎ Ｍ ． Ｎ
２０ 年 ０８
矿井通风机不停风自动倒机智能监控系统设计
关键词 ：智 能监控 ；矿 井通风机 ；Ｐ Ｌ Ｃ；Ｏ Ｐ Ｃ协议
中图分 类号 ：Ｔ Ｄ ４ ４ １
文献标 识码 ：Ｂ
文 章编号 ：１ ６ ７ １ — ０ ９ ５ ９ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ５ － ０ １ ３ ２ － ０ ３
煤
ｄｏ ｉ ：１ ０ ．１ １ ７ ９ ９ ／ ｅ ｅ ２ ０１ ３ ０５ ０ ４ ４
炭
工
程
２ ０ １ ３年 第 ５期
矿 井 通 风 机不 停 风 自动倒 机 智 能 监控 系 统 设计
徐善永 Байду номын сангаас黄友锐 ，曲立 国，龚大伟
（ 安徽理工大学 电气与信息工程学院 ，安徽 淮南 ２ ３ ２ ０ ０ １ ）
Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｎ Ｉ ｎ ｔ ｅ ｌ ｌ ｉ ｇ ｅ ｎ ｔ Ｍｏ ｎｉ ｔ ｏ ｒ ｉ ｎｇ ａ ｎ ｄ Ｃｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｏ ｆ Ａｕ ｔ ｏ ｍａ ｉｃ ｔ
Ｒｅ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｎ ｇ ｗｉ ｔ ｈ ｏ ｕ ｔ Ｓ ｔ ｏ ｐ ｐｉ ｎ ｇ Ｖｅ ｎ ｉｌ ｔ ａ ｉｏ ｔ ｎ ｏ ｆ Ｍｉ ｎ ｅ Ｖｅ ｎ ｉｌ ｔ ａ ｔ ｏ ｒ
摘
要 ：针对 目前 通风机 的倒机 方 式存 在 的弊端 ，设计 以 ｓ ７～３ ０ ０ Ｐ Ｌ Ｃ为控 制核 心的通 风机
不停 风 自动 倒机 智能监控 系统 。该 系统 可 以对通 风 机 各项 参数 进 行 实时监 视 ，还 可 以 由 Ｐ Ｌ Ｃ引
导 自动 完成 通风机 倒机 过程 ，提 高 了矿 井通风 的安全 性 。 实际应 用表 明 ，该设 计 方案有 效地解 决
基于WebGIS的矿井通风实时监控系统构建关键问题研究
矿 井 通 风是 保 证 煤矿 生 产 正 常运 转 、 预 防瓦 斯 息 ， 并 采 用 当 前 非 常 流 行 的 数 据 仓 库 技 术 、Ｓ Ｅ Ｄ
爆 炸 以及 保 障井 下 作 业 人 员生 命 安全 的主要 措 施 。
近 年来 ，随着 计 算机 软硬 件 、 自动控 制 、网络 通信 、 据 一 体 化 、 多源 数据 无 缝 集成 和 关 系数 据 库三 层 体 数 据采 集 及 传感 器 等信 息技 术 的快 速 发 展 ，为 煤矿 系架 构 的 思想 ，将 空 间 图形要 素 和静 态 属 性信 息 一 矿 井通 风 的实 时监 控及 管理 提供 了可 能 。 国外特 别 体 化 存 储 管理 ，其 中实 时信 息 通 过读 取 设 备接 口文 是 英 、美 等 发达 国家 在这 方 面 已达 到 较 高 的水 平 ， 件 直 接 入库 ，基于 地 理 编码 或 关 联字 与 空 间信 息进 我国 自 ２ ０世纪 ７ ０年代 末开 始进 行矿 井通 风研 究 ， 行 关 联 显示 ，这种 方 法 避免 了常 规 的 以数据 内部标 现 大部 分 煤矿 已基 本 实现 了瓦斯 、煤 尘等 指 标 的 自 识 进行 链 接 存储 导致 的数据 响 应速 度 缓 慢 、 多用户 动监 测 ，但对 其 进 行 融采 集 、监 测 及控 制 一 体化 存 并 发共 享 冲 突 等缺 点 ，方便 了用 户远 程 监控 及 维护 储 管理 的研 究却 很 少 。 目前 ，采 取 专人 定 期 巡测 、 图属 信 息 。
测 绘技 术装 备
季刊
第 ｌ ３卷
２ １ 年第 ｌ期 ０１
学术研 究 ３
基 于 Ｗ ｂ ｅ ６ Ｉ Ｓ的矿井通风 实时监控 系统构建 关键 问题研 究
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
矿井主通风机自动监控系统的设计与应用
Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ａｎ ｄ Ａｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏｎ ｏ ｆ Ａｕ ｔ ｏ ｍａ ｔ ｉ ｃ Ｍｏ ｎ ｉ ｔ ｏｒ ｉ ｎ ｇ
Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｏ ｆ Ｍｉ ｎ ｅ Ｍａ ｉ ｎ Ｆ ａ ｎ
Ｗａ ｎ ｇ Ｊ ｉ ａ ｎ ｈ ｕ ａ，Ｃ ｈ ｅ ｎ Ｙ ａ ｎ，Ｐ ｅ ｎ ｇ Ｗｅ ｉ ｇ ｅ ，Ｗａ ｎ ｇ Ｊ ｉ ａ ｎ ｘ ｉ
１ ． ２ 监控 系统 主机
的采集 ， 驱 动风 门开 关 、 主 通 风机 启 停 、 正反 转 和报
旦发 生故 障 ， 将 会对 整 个 矿 区生 产 和安 全 造 成 重 大
的影 响 ， 故 必须 有 一套 功 能 完 善 、 安全可靠 、 便 于 操
作、 系统稳 定 的 自动监控 系统 与之 配套 ， 并 能对 主通
・
８ ２・
煤
矿
机
电
２ ０ １ ３ 年第 ６期
矿 井 主通 风机 自动 监 控 系统 的设 计 与应 用
王建华 ， 陈岩 ， 彭为革 ， 王建 喜
（ 中煤集 团大屯煤 电公 司 孑 Ｌ 庄煤矿 ， 江苏 徐州 ２ ２ １ ６ ０ ０ ）
摘 要 ： 通 过采 用 Ｓ Ｉ ＭＡ Ｔ Ｃ ｓ ７ — ３ ０ ０对矿 井主 通风机 的 自动 监测 与控 制 ， 实现 了对 主通风 机全 天 的
１ 主 通风 机 自动监控 系统 主通 风机 系统控 制结 构 图如 图 １ 所示 。其 电气
１ ０ ６ ６ ＭＨ ｚ Ｆ Ｓ Ｂ Ｌ Ｃ Ａ ７ ７ ５ Ｃ ｅ ｌ ｅ ｍｎ 、 Ｃ ｅ ｌ ｅ ｒ ｏ ｎ Ｄ、 Ｐ ４双 核
性 能及 状态 的在 线实 时监测 与远 程控 制 ， 并能使 主通 风 机 “ 一键 倒机 ” 和“ 一键 反 风”， 实现 主通 风 机运 行 参数 的实 时监测 与 控制 一体 化。 关键 词 ： 主通风 机 ；可 编程 控制器 Ｐ Ｌ Ｃ；自动 化控制 ；监测
基于PLC的矿井通风机监控系统设计
基于PLC的矿井通风机监控系统设计随着科技的不断发展，我们的生活方式和生产方式都发生了翻天覆地的变化。
其中，自动化技术作为一项重要的技术在现代化的生产管理中发挥着极为重要的作用。
在工业生产中，矿井是一种特殊的生产环境，由于其特殊性质其支撑起了许多工业企业的生产。
在矿山生产中，矿井通风是非常关键的环节，因为它可以起到保障矿工生命安全、维护矿井设备的良好运行等多种功能。
因此，设计一套基于PLC的矿井通风机监控系统，可以提高矿井通风机的工作效率、降低能源消耗和提高企业的生产效益，同时也可以保障矿工生命安全。
本文就对基于PLC的矿井通风机监控系统进行一番探究。
一、矿井通风机基础知识1. 通风机的类型通风机是指将空气通过机械设备强制送出或吸入所需要的机器设备。
按照其分类方法，通风机主要有离心式通风机、轴流式通风机和斜流式通风机。
其中，离心式通风机、轴流式通风机是矿山生产中常用的通风机型号。
2. 通风机的参数通风机的性能参数主要包括电压、功率、电流、频率、转速、张力等。
3. 通风机的运行原理在矿井生产过程中，通风机是通过转动叶轮将风压进行传送的，从而起到通风作用。
在发动机正常工作的时候，强制空气进入通风管道，并将废气泵出通风管道，从而起到保障矿工生命安全的作用。
二、基于PLC的矿井通风机监控系统设计方案为了保障矿工和矿企之间的生产关系，在矿井生产中，需要对矿井通风机进行监控。
基于PLC的矿井通风机监控系统可以大大提高矿山生产的生产效率、节约能源和保障矿工生命安全。
基于PLC的矿井通风机监控系统设计方案如下：1. 硬件设计硬件设计方案主要包括PLC控制器、传感器、培养管、执行器、显示器和人机界面。
其中，PLC控制器作为矿井通风机监控的核心，通过进行数据采集和控制实现矿井通风机自动监控和控制。
传感器主要用于检测矿井通风机的电流、温度、振动、功率等参数的变化，从而判断矿井通风机是否出现故障。
培养管是通风系统中的一个非常重要的组成部分，它可以帮助矿工监测空气质量、湿度和气量等指标，从而降低空气因突发事件而造成的危险。
煤矿矿井通风与安全监控存在的问题及对策
通风管理不规范
管理制度不完善
缺乏有效的通风管理制度，导ห้องสมุดไป่ตู้致管理混乱。
管理人员不足
管理人员数量不足，无法有效 管理通风系统。
监控设备不足
缺乏有效的监控设备，无法实 时监测矿井内部空气状况。
02
煤矿矿井安全监控存在的问 题
安全监控系统不健全
安全监控系统缺乏统一规划
由于不同矿井的开采条件、地理环境等因素存在差异，导致安全监控系统的建设缺乏统一 规划，难以实现信息共享和联动控制。
风道不顺畅
通风系统中风道设计不合理，存在堵塞、逆流 等现象，影响通风效果。
3
缺乏备用风机
备用风机不足，一旦主风机出现故障，将导致 通风系统瘫痪。
通风设施落后
设施老化
通风设施使用时间长，出现老 化现象，影响通风效果。
缺乏维护
通风设施缺乏定期维护，导致设 施性能下降。
设施不配套
部分矿井通风设施不配套，导致通 风效果不佳。
物联网技术在煤矿安全监控中的应用
物联网技术的优势
01
能够实时监测矿井内的各种参数，如空气成分、温度、湿度、
压力等，并将数据传输到云平台进行分析和处理。
技术发展
02
随着物联网技术的不断发展，其应用范围越来越广泛，能够实
现更加精准的监测和控制。
应用范围
03
物联网技术不仅应用于煤矿安全监控，还可以应用于其他领域
，如智能家居、智能交通等。
人工智能在煤矿安全监控中的前景
人工智能的优势
能够通过机器学习、深度学习等技术对大量数据进行处理和分 析，从而预测矿井内的安全状况和潜在风险。
技术发展
随着人工智能技术的不断发展，其应用范围越来越广泛，能够 实现更加精准的预测和控制。
矿井主通风机自动监控系统的设计及现场应用
ＤＯＩ：１０．１６５２５／ｊ．ｃｎｋｉ．ｃｎ１４－１１３４／ｔｈ．２０１９．０２．０９７总第１９０期２０１９年第２期机械管理开发ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬＭＡＮＡＧＥＭＥＮＴＡＮＤＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴＴｏｔａｌ１９０Ｎｏ．２，２０１９引言主通风机作为煤矿正常运转的四大必备设备之一，最主要的功能包括向井下作业环境持续不断的输入新鲜空气，并及时排除有毒有害气体，通过及时高效的完成井下风流的更换工作保障井下生产的安全进行以及工人的人身安全［１］。
根据我国现有的生产情况，我国煤矿发生事故的原因有６０％以上是由于井下空气环境中瓦斯浓度过高所导致的。
因此，当矿井的主风机发生故障时会对整个矿井的生产及安全造成巨大的影响。
基于此，为保证矿井生产活动能够高效且安全的运行，需要配置一套安全可靠、功能齐全及操作简便、系统稳定性高的自动监测监控系统，此监控系统需要具备及时监控主通风机运行状态的能力，同时对于设备的各项参数都需要进行准确的记录，通过连续准确的监测使工人能够及时掌握设备的运行状态，从而保证整个井下工作的安全及高效［２］。
某煤矿在对矿井下作业环境进行改造时，对该矿井东侧及南侧风井的主通风机配置了适合生产条件的监测监控系统，以期提高其生产工作效率。
1主通风机监测监控系统关于主通风机的系统组成如图１所示，整个设备系统主要包含监测监控系统、高压配电系统、低压配电系统、直流工作电源及工业电视监测系统。
同时设备中各对应位置还设置有不同类别的传感器。
１．１主通风机自动监控系统矿井主通风机的监控系统主要包含ＰＬＣ测控系统、监控计算机及通信系统三部分［３］。
控制器的具体型号为ＳＩＭＡＴＣＳ７－３００及ＣＰＵ３１４Ｃ－２ＤＰ两种，这两种控制器的组成模块主要包括通讯模块、电源模块、数字智能控制模块几部分，这几个部分的主要功能为整个运行过程数据的实时采集，采集的数据内容包括风门的运动状态及整个设备在运转过程中的温度变化。
其中，控制系统的主要功能为控制风门的开关、主通风机的开始结束及正反转，同时还会对设备报警器的状态进行及时的监测监控。
煤矿智能通风与监测系统研究
煤矿智能通风与监测系统研究发布时间：2022-09-09T02:41:19.820Z 来源：《工程建设标准化》2022年第37卷第9期作者：潘良亮王伟陈洪成徐斌[导读] 随着以单片机为基础的PLC自动控制技术的发展，为煤矿井下通风系统智能控制提供了坚实的技术基础。
潘良亮王伟陈洪成徐斌37098219841229****37098219801026****37098219750316****37098219780616****山东明兴集团有限公司小港煤矿摘要：随着以单片机为基础的PLC自动控制技术的发展，为煤矿井下通风系统智能控制提供了坚实的技术基础。
PLC智能监控技术能实现对通风系统主要参数的连续监控，通过在PLC预先存入的逻辑判断语句，对监测到的通风系统参数值进行判断，并输出可以被通风设备设施识别的控制信号，控制通风设备设施进行相应的动作，从而实现了通风系统的智能化、自动化控制，提高了通风系统的安全性。
关键词：煤矿智能通风;监测系统.引言通风系统是井下煤炭开采主要的辅助系统，主要用以给井下提供新鲜空气、调节井下气候、排出井下有毒有害物质等。
随着井下煤炭开采范围、开采强度增加，井下通风系统运行情况也会不断发生变化，对通风系统效率以及安全性造成一定的影响。
现阶段矿井普遍采用人工监测方式对井下通风参数（风量、风速、风压以及温度等）进行监测，现场应用存在监测效率低、劳动强度大等问题。
随着综合自动化、智能化技术和设备在煤矿推广应用，为井下智能通风以及通风监测创造了良好条件。
1PLC技术控制机理PLC技术是一种基于单片机技术的智能控制技术，可将受监控的电气信号转换为数字信号，使用控制器中的预输入逻辑指令导出相应的控制信号，并将输出模块转换为电气信号控制设备，实现自动智能控制。
2智能通风与监测系统结构分析2.1系统结构组成在井下使用的智能通风与监测系统通过百叶式自动风窗、自动风门等对井下通风量进行智能调节。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
矿井通风监控系统设计探讨
作者：周爽
来源：《科学与技术》2014年第04期
【摘要】矿用通风机作为“矿井肺脏”，它的运行好坏直接关系到矿业生产的安全进行，矿用通风机的检测与调节对整个矿山的生产与安全作业有着重要的意义。
本文笔者根据自己的实践经验，阐述了矿井通风监控系统的概述，分析了矿井通风监控系统设计，具有重要的现实意义。
【关键词】矿井通风；监控系统设计
引言
矿井通风系统是向井下各作业点供给新鲜空气并排出污浊空气的通风网络、通风动力和通风控制设施等构成体系总称，是矿井生产系统的重要组成部分。
矿井通风系统的好坏，直接影响着矿井的安全生产、灾害防治和经济效益。
如何做好矿井通风监控系统设计是我们采矿企业首要考虑的问题。
下面笔者根据我国矿山的实际情况，探讨了矿井通风监控系统设计。
一、矿井通风监控系统的概述
现场监控层采用网络化控制方式，每一台风机、与风机相连的风机控制器、变频器及用于检测现场作业区环境参数的传感器组成一个风机远程监控子站，矿区内所有监控子节点组网构成井下现场监控层。
此层主要完成两个功能，一是通风系统参数检测功能，完成现场数据的采集（如生产工作面和巷道内的粉尘浓度、CO浓度、以及电机的工作电压电流等参数）、一些控制命令的执行以及现场操作指令完成等功能；二是风量调节功能，风机控制器根据地面主控制机站给予的参数，控制变频器输出不同频率，实现PID控制，从而控制异步电机转速，达到控制风量的效果。
光纤通信网络层采用树形拓扑结构，尽量利用已经建成的矿山数字化光纤线路，补充必要光缆，连接全部风机远程监控子站与主控制机站成一个完整的控制系统。
光纤通信网络层是由数字矿山综合通信控制器、各种无线有线设备、光纤、路由器、智能网络电源等组成的综合通信网络。
地面监控管理层由主机站构成，一方面用作系统的人机交互界面，显示远程风机的运行状态、监视风道的风量、粉尘浓度、电压电流、温湿度等信号，以便管理人员查看。
另一方面，管理人员可通过监控系统发布远程控制命令，对风机进行远程启动停止控制与风量控制等。
同时，由现场监控层发送上来的监测信息和地面监控管理层发送的控制命令及时保存到数据库中，便于企业管理和事故分析。
二、矿井通风监控系统设计
1、井下现场监控层
现场监控层由风机远程监控子站组成。
此层设计的目的是完成各种数据的采集，完成与地面系统监控层的数据传送与接收，对各种数据进行处理并进行显示，完成数据的存储功能，执行各种控制命令，其核心为风机控制器的设计和实现。
各种传感器信号经AID转换成数字量后被送至风机控制器。
温湿度、粉尘浓度、CO浓度通过安装特定的传感器获得数据，电压电流以及定子温度等信号直接接入风机控制器即可，风机控制器负责对数据的处理，并将其在液晶上显示，方便现场调试和控制一些必要的控制命令通过键盘向控制器进行传送，执行相应的操作。
风机监测信息通过网口向地面上位机系统进行传输，并通过网口接收上位机系统命令。
每一个风机控制器有一个固定唯一的IP地址，通过TCP/IP协议与数字通信网络进行信息交换。
地面主站风量控制信号经光纤通信网络传送至风机监控子站的风机控制器，信号通过
RS485传送至变频器控制风量的输出。
风机控制器，变频器，电机，风机与风量传感器组成闭环控制系统，其控制策略为PID控制。
风机控制器可直接接收转速传感器中的4～20mA模拟信号，经PID调节后，由变频器输出频率控制异步电机转速，达到风量控制的目的。
2、光纤网络传输层
建立了基于光纤的MST网络，矿井通风监控系统只需增加必要的光纤，交换机等必要的通讯设备即将井下现场监控层接入网络。
MST网络的功能主要有：语音通信，生产现场视频监测，电子标签，用于人员、车辆和移动设备的定位，开放而且方便的网络接入点，光纤主干网，并能支持环网冗余。
MST主干网可为100M的多模光纤，两个节点之间的通信距离可达750m。
MST接入点的供电电源和光纤做成复合电缆，全部由一个供电电源提供。
系统中设计射频RFID卡作为ID 卡，读卡距离可达2～8m，每一个接入点都集成ID卡读卡器，读卡器的数据通过接入点汇入主干网内。
风机监控层的每一个风机监控子站都有固定的企地址，通过网线接入MST网络接点即可实现数据的传输。
3、地面监控管理层
上位机监控软件的功能有“远程测量”、“远程控制”、“远程调速”、“远程监控”和“数据处理”五大功能。
“远程测量”指的是风机运行的各种参数，包括电量参数如工作电压、工作电路、功率、效率等以及非电量参数如风量、风压、温湿度、粉尘和CO浓度等经过传感器采集后，通过风机控制器进行测量和处理，通过光纤网络传输层传输到地面监控室的服务器（上位机）进行进一步处理；“远程控制”指井上工作人员在上位机内通过监控软件实现对风机监控子节点的风机启停控制，正反转控制等；“远程调速”指井上工作人员在上位机通过操作监控软件，计算出风机
需提供风量值，实现对远端的风机转速以及温湿度等参数的实时设定；“远程监控”指在上位机监控软件上实时显示通风系统的运行情况；“数据处理”指上位机软件将矿井通风监控系统的各种运行参数以及各种命令信息等的存储至数据库，编写数据库处理程序对这些数据进行管理，方便企业的信息化管理，同时为各种事故处理提供原始数据。
地面监控管理层主要由主控计算机构成，信号通过光纤传输网络进行交换。
井下各个风机监控远程子站都有固定的IP地址，当主控计算机需要采集数据或执行设备动作时，主控计算机发送命令到通讯网络中，通过地址辨认，相应的监控节点响应主机的命令，将检测到的数据传输给计算机或根据相应命令做出相应的响应，达到实时监控的目的。
地面监控管理层按照一定的频率将实时数据存储至数据库中，方便查询和统计。
当风机监控远程子站某部分数据超限时，执行报警功能。
结语
以上本文笔者对矿井通风监控系统设计进行了粗略探讨，由于篇幅和水平有限，还有许多内容没设计到，比如：矿井通风网路模型、风机控制器等等，在今后的工作中，笔者将作进一步的研究。
参考文献：
[1]李健吾.矿用通风机的变频改造[J].中国电子工业，2005，12（4）： 23-26.
[2]何学明，徐安延.提高矿井通风系统的安全和可靠性[J].煤炭技术，2003，23（1）
[3]程绍仁，程建军.矿井通风阻力测定及对几个问题的分析[J].煤矿开采，2006，11（1）：。