煤矿通风机在线监控系统应用研究

煤矿通风机在线监控系统应用研究

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。一旦出现通风机故障，煤矿生产的通风系统将会出现停止运行的问题，严重威胁着煤矿生产安全。在传统的煤矿通风系统管理中，通常采取的是定期检修、定期巡视的方式，这种方法难以及时地发现风险隐患问题，通风系统的安全性无法得到有效的保障，以先进的科学技术为依托，建立煤矿通风机在线监测系统，是保证煤矿生产安全性的关键基础系统，改进了落后的定期检修维修的模式。通过对煤矿通风机在线监控系统的建设和使用，可以有效地挖掘潜在隐患风险，提高煤矿通风机在线监测的准确性、全面性，保证煤矿生产安全，可以说通风机在整个煤矿生产中作为“心脏”，决定了煤矿生产的安全性，在煤矿的数字化、智能化建设中，构建起通风机在线监控系统，有效地维护了煤矿生产安全。

二、PLC技术的介绍

PLC有着十分突出的特点，一是编程简易，运用便捷，其中所运用的编程语言较为简单，系统的研发周期不长，现场极易进行调整，可以对其进行在线调整；二是较高的性价比，该技术具有强大的功能，与相同种类的电器相比，可以完成繁琐控制，与通信网相结合，完成分散控制和集中管理；三是较强的适应力，通过长时间的发展，该类型产品已经达到了标准化、系列化和模块化，相应的设施较为完善，可以依据具体需求来合理有效的选择与配置，创建规模、功能各不相同的系统，而且它具有较强的带负载能力，可以将交流接触器和电磁阀进行驱动；四是较高的可靠性，传统的系统所采用的继电器主要分为两种，即时间或中间，若触点未接触完善，则极易产生故障，但是该技术利用软件程序代替了继电器，仅仅保留一部分与输入输出有关的硬件就可以，具有极高的可靠性和较强的抗干扰能力，即使处于电磁干扰较强的工业区也可以直接使用。

三、PLC技术在煤矿通风机在线监控系统中的具体应用

3.1PLC集控设计

①硬件设计

同样是以沁水峪煌煤业的煤矿生产作业为例，给该企业的通风机在线监控系统中共计有两台通风机，为了实现高效率的安全生产，其中一台通风机是备用机器，在PLC技术的应用中，进行集控设计，其关键在于信息采集模块和设备控制模块，要确保模块的专业性，包括DISM321采集模块、AISM331采集模块、DOSM322控制模块、CP340通信模块。以DISM321采集模块为例，在该模块中进行系统信息的采集，系统可以将各个开关量的信息全面的收集起来，借助DOSM322控制模块的功能，可以形成启动或停止等功能，针止的目标。在AISM331采集模块中，系统可以将不同类型的信息收集起来，将模拟传感器的信息中的不同类型信息对应到合理范围的标准信号中，进行合理地运用。CP340通信模块系统可以在通信形式下。对现场的设备信息进行采集，为整个系统的运转提供标准化的接口，在设备信息的采集和使用中，确保在线监控系统的功能稳定性。

②软件设计

PLC技术应用下的软件设计，是煤矿通风器在线监控系统中的重点环节，进行软件流程设计和规划的过程中，设计人员需要考虑到PLC控制器软件应具备的调试性功能和良好的稳定性、拓展性需求，采取模设计的方式，将多种程序之间的协调关系利用起来，提高软件设置计和运行的效果，例如模拟数据程序、电力通信程序等。首先要对系统进行初始化的设置，进行对模块的扫描，将有关的信息收集起来，由专家处理信息，结合异常的温度情况，对比正常的温度数据信息，将其中可能存在的系统问题找到，及时进行故障问题的防范和处理。例如轴承受损等问题，均可以通过温度的变化来进行早期的发现和干预，在问题鉴别中，可以利用供电参数的对比分析，及时对其中的问题进行防治，例如对照供电参数，对电缆老化的问题要进行早期处理，更换掉已经老化的线路，确保煤矿通风机在线监控系统运行的稳定性，在操作页面显示出最终的鉴别结果。当发生异常情况时，要确保煤矿通风机在线监控系统具有自我保护的功能，面对异常情况可以进行及时的自我保护、自我处理，防止出现更严重的事故，引起进一步的损失，判断预留程序接口，可以进行快速的反风操作，顺利地进行井下送风，确保软件控制流程的顺利运行，投入到使用中。

3.2中心站软件设计

中心站软件设计，利用到了组态王，在强大的图标功能和清晰的操作页面中，中心站的软件为后续的二次开发创造了便利的条件，工作人员可以在软件系统中，对通风系统的运行情况进行实时的检查、密切的观察，对照电机参数和实时参数，及时发现其中存在的温度问题，对不同类型气体浓度进行检测作业。中心站软件设计中PLC技术为基础，一般人员可以准确地观察风机运行情况，采取点击查看的方式，对供电系统风机系统、告警系统画面进行详细的查询，自动生成有关的数据报表，将报警信息、历史数据等保存起来，为后续运用提供资源支持。

3.3现场应用

以PLC技术为基础，煤矿通风机监控系统目前已经逐步的进行了技术的普及，广泛地运用PLC控制技术，系统中的应用划分出了几种不同的模式，在不同的情形下，现场可以灵活地运用PLC控制技术，进行对隐患问题的识别。在现场对有关的参数进行测量和处理，例如风机入口静压、风速流量、定子绕组温度、电机轴承温度、电机输入电压、风机效率、风机振动频率等。例如在有人值守的模式下进行隐患的识别，精准程度高，也可以在无人值守的模式下，以视频监控的模式进行在线的监管和有效地控制，真正实现了对现场通风及情况的在线监控目标。

结束语

总之，煤矿通风机在线监控系统的成功实践应用，为通风机设备日常的维护保养、检修等工作提供了很好的数据支撑，显著提升了设备运行的稳定性和可靠性，降低了通风机系统的日常运行维护保养成本，维护成本可以降低30％以上，取得了良好的经济效益和安全效益。

参考文献：

[1]路志远.矿用通风机监控系统的优化改进设计[J].煤炭与化工，2019，42（8）：89-91，95.

[2]崔佳楠.变频器在煤矿通风机中的应用研究[J].机械管理开发，2018，33（3）：94-95.