浅谈瓦斯发电远程智能控制系统范文

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[摘要]煤矿瓦斯的治理与利用是实现我国能源结构合理化调整的重要内容。针对瓦斯发电的智能控制展开研究，提出构建远程智能化控制系统的设计思路，并制定了具体的设计方案，有效提高了瓦斯发电的安全性与可控性，对同类型系统的研发起到了一定的参考借鉴价值。

[关键词]煤层气；发电机组；远程控制；PLC

随着我国能源产业结构化调整的进程不断推进，关于清洁能源高效推广与利用工作也受到了社会各界的广泛重视。煤矿瓦斯作为煤矿成藏过程中的伴生气体，具有燃烧比高、燃烧残余物少等优点，是一种典型的清洁能源。因此，通过合理的抽排与处理，将瓦斯作为发电所需的燃料，既可确保煤矿生产的安全性，又给煤矿企业带来了显著的经济收益和社会效益，另一方面，采取智能化的监控系统，通过传感器节点、无线网络与控制设备的有机结合，可有效地提高瓦斯发电的安全工作水平，具有相当广阔的应用前景。

1远程监控系统的框架设计

本系统可分为两个主要部分构成，其一是位于生产现场的下位机系统，即现场控制子系统，可根据生产需求设定多个子系统，并均由处于异地的中控室中的上位机进行统一协调与监控，在子系统与主系统之间，可根据实地情况选取无线网络或有线网络来完成监测数据与控制指令的传输任务。传输模式可采用包括ZigBee、ADSL、WLAN和GPRS等多种技术实现。系统硬件框架结构如图1所示。如上图所示，中控室设1台主控计算机来完成对各个子系统的实时监控。下位机的子系统首先需要负责及时采集燃气内燃机内的被控参数，以描述当前发电机组的运行状态，此外，下位机控制站还与机组低压控制柜通过I/O接口相连，从而可接受上位机传达的各项控制指令，完成对发电机组的启/停、调速、调压、合闸并网等工艺环节。在子系统当中配置PLC控制器完成对设备的各项操控，同时通过工业以太网实现对上位机的数据传输，由于所有的子系统均通过中控室中的上位机统一协调，因此有效的解决的不同子系统之间可能存在的同步异常问题，而各个子系统的具体指令的执行则由PLC独立完成，这样即提高了系统的整体性能，同时由充分发挥了各个子系统的独立性能。另一方面，下位燃气机组的控制器通过以太网交换机连接，组成下位机系统，通过DTU单元与上位机系统连接。在工作现场的视屏监控方面，可因地制宜的选择数量不等的监控摄像头，并将数据同步传输至中控室主机，在完成监控目标的同时，在数据库服务器中予以备份，以备将来调阅。

2监控系统功能设计及参数选定

2.1监控功能的配置

对发电机组重要参数实现全部自动采集、传输、分析、记录和打印；对发电机组的超速、油压低、油温高、水温高、缸温高、排温高等异常情况进行及时的保护；实现对发电机组启动过程的全方位控制。根据发动机转速来实时判断机组启动是否正常，若发现转速低于预定值时，判定启动失败，此时将强制停机，紧急关闭燃气蝶阀和电磁阀，避免造成事故；实现故障报警、紧急停车，显示故障类型及故障原因功能；通过网络与设备厂家实现远程设备故障会诊，提供设备维护保养方法及建议；视频监控实现全方位自动巡查并记录图像资料功能；实现对机组运行的手动/自动控制切换功能。

2.2监控参数的选定

根据实践经验，并参阅了大量的技术文献，将本系统的监控对象参数选定为以下几种：机组油温、油压、转速、水温；各气缸缸温及排温；发电机的电量参数：三相电压值、三相电流值、机组的有功功率、无功功率、机组频率、功率因数；瓦斯气进气温度、压力。

3结语

本文针对瓦斯发电机组的远程控制需求展开研究，设计了一款较为实用的智能化远程控制系统，通过上位机系统与下位机系统的有机结合，借助工业以太网及无线网络的通信能力，提高了对瓦斯发电机组的调控水平；设计了自动生成各种生产报表的功能，提高了系统管理的精确度；实现了监控系统与互联网的连接，使得设备生产商可通过远程在线故障诊断的方式提供系统运维服务。随着物联网技术的发展及成熟，远程智能监控系统将会增加更多的功能，在安全生产领域发挥更大的作用。

【参考文献】

[1]李桂梅，田慕玲，田慕琴.煤矿用瓦斯无人值守电站监控系统的开发[J].煤矿机械，2012(6)：258-261.

[2]张国昌.煤矿瓦斯发电技术综述[J].车用发动机，2008(10)：9-10.

作者：吴正欣 单位：淮南矿业集团瓦斯利用分公司