局扇风机在线监测监控系统

山西汾西矿业（集团）有限责任公司新柳煤矿

井下局扇监测监控系统

技

术

方

案

重庆梅安森科技股份有限公司

目录

一、前言 (3)

二、项目需求 (3)

1、现场情况 (3)

2、系统需求 (3)

三、系统概述 (4)

四、系统设计 (5)

1、设计依据 (5)

2、设计原则 (5)

3、系统组成 (6)

4、系统功能 (6)

5、实施方案 (9)

五、系统主要设备 (11)

1、监控中心站 (11)

2、监控分站 (11)

3、设备开停传感器 (12)

4、低浓甲烷传感器 (14)

5、设备开停传感器 (15)

6、矿用电流传感器 (15)

五、系统配置清单 (17)

一、前言

具有“矿井肺脏”之称的通风机是矿井四大固定设备之一,担负着向井下输送新鲜空气、排出粉尘和污浊气流、确保矿井安全生产和保证人身安全的重任。对煤矿主扇风机、局扇风机的运行状态、运行状况、运行环境的实时准确监测在煤矿安全生产中起着至关重要的作用。结合对主扇、局扇风机的在线参数监测与煤矿安全监控系统的各个监测量，有效的对风机进行启动、停止、风量调节能够有效的保证对煤矿井下新风输送、瓦斯及其他有害气体、粉尘的排除，不仅能够起到对设备的有效保养，使得风机及关联设备运行稳定，也能延长设备的使用时间，节省投资，更重要的能为煤矿安全生产提供的保证。

二、项目需求

新柳煤矿准备建设井下局扇风机监测监控系统，本次方案设计对井下20组局扇风机的运行参数的监测和对风机的远程自动控制。

1、现场情况

1）、新柳煤矿井下建设有矿井工业以太环网，井下各监控子系统均需要接入以太网时间数据的传输和控制命令的下发。

2）、局扇风机均采用主备方式配置，共20组，每组有2个局扇，共20个局扇，所有的局扇均为对旋式风机，每台风机2个电机，根据风量需求决定电机的开停。

3）、为方便取电，风机的配电箱安装于井下机电硐室。

2、系统需求

根据实际情况，主扇风机的在线监测系统不包含在本方案内，而需要对井下的20组局扇风机实现在线实时监测监控，做到在线监测、远程控制。

三、系统概述

矿井局扇通风机在线监控系统为煤矿风机在线监测系统的一个功能模块，能够连续在线监测矿井局扇通风机风量、开停状态、轴承温度、电流、电压、功率、功率因数、风筒状态等参数，控制对旋式风机的电机开停、主备风机的切换，提供高效、稳定、可靠、实时性强的数据采集、存储、管理、分析等功能和控制功能。为用户提供了丰富的图表、统计、打印信息，及时了解风机运行状况，方便的进行就地远程控制，为煤矿的安全生产提供保障。

系统采用井下工业以太环网+RS485总线方式进行数据传输，并且提供标准OPC数据通讯协议接口，方便实现与安全监控系统的联动，实现矿、集团公司的联网监测，数据共享。

四、系统设计

1、设计依据

煤矿安全规程2010

AQ1011-2005 煤矿用主通风机系统安全检测检验规范

GB 3836.1-2000 爆炸性环境用防爆电气设备通用要求

GB 3836.2-2000 爆炸性环境用防爆电气设备

GB 3836.4-2000 爆炸性环境用防爆电气设备本质安全型电路和电气设

备“i”

GB/T 4924.2-93 低压电器外壳防护等级

GB 12173-90 矿用一般型电气设备

GB50343-2004 建筑物电子信息系统防雷技术规范

MT209-90 煤矿通信、检测、控制用电工电子产品通用技术

MT210-90 煤矿通信、检测、控制基本试验方法

MT/T1007-2006 矿用信息传输接口

2、设计原则

可靠性

系统经过相关部门检测，井实际应用验证，取得合格证、防爆证、安标证，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，具有数据续传、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。

3、系统组成

局扇风机在线监测监控系统整个结构可分为三层：

第一层：控制层

控制层包含系统中心站软件、监控电脑、数据接口、UPS、打印机等设备。为整套系统的“大脑”，实现监测数据的采集、显示、存储、分析、报表打印和远程控制功能。

第二层：传输层

传输层设备包含有系统传输网络设备、传输线缆。如交换机、光端机、矿用阻燃光缆、矿用通讯电缆等构成，实现监测数据的实时传输、控制信号的有效下发。

第三层：设备层

设备层为系统的前端部分，实现风机在线监测的各类数据采集，控制命令的执行。包含监控分站、监测传感器、变送器、控制执行器等设备。

4、系统功能

1）在线监测功能

a)主备风机开、停状态；

b)通风风速；

c)通风机风量；

d)电机轴承温度；

e)供电电压；

f)电流；

g)功率；

h)环境温度

i)环境甲烷浓度

2）报警功能

a)环境甲烷浓度超标、环境温度超标，系统自动声光报警，上位机给出报

警信号；

b)风机停止运行自动报警；

c)风机温度超标自动报警；

d)电流、电压低于或高于限定范围时报警。

3）控制功能

a)就地开关手动控制局扇风机启动、停止；

b)上位机远程控制风机的启停，对旋式风机电机的启停；

c)电机温度超限时，自动报警，并提示工作人员采取适当措施；

d)电流、电压超过限定范围时，自动报警并提示工作人员采取适当措施；

e)风量不足时自动开启对旋式风机的备用电机，增加风量。

4）系统软件功能

a)显示功能

实时数据显示：实时显示设备开停状态、运行状况、各类监测参数；

过程监视显示：以实时曲线动态跟踪监测参数数据，连续显示监测数据的变化。

以历史曲线图形显示在线测量与处理的风机运行参数，并能查询任意历史时刻的数据。历史数据在计算机库中的保留时间为一个月或指定时间跨度，也可拷贝到磁盘长期保存，便于查询查询分析。

以多种形式对在先测量与处理的风机运行参数越限报警。

模拟图显示：模拟显示系统的安装工艺流程图，传感器(或变送器)的安装位置。

b)打印功能

打印监测日报、月报、各个时间段报表。

打印所测点的定义表。

打印任意日期各测点数据形成的历史数据曲线。

以报表的形式查询在线测量与处理的风机运行参数的历史数据，便于值班人员打印值班报表及技术人员定量研究、分析和准备数据制作性能曲线。

c)存储记录功能