矿井通风机在线监控技术研究范文

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摘要:通风机的正常运转对于保证煤矿井下生产安全，去除有害气体和粉尘的危害尤为关键。基于PLC的煤矿通风机在线监测技术具有很好的扩展性、灵活性和可靠性及易调试等优点，能够对潜在的隐患和风险实现实时监控和识别，对于通风机的运转情况做到及时掌握，并对故障和问题做到及时反馈和处理，同时实现在线监测和远程控制，进一步提升矿井通风系统运转可靠性和矿井生产的安全性。

关键词:PLC技术;矿井通风系统;实时监控

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。系统初始化后对各个模块依次实施扫描，将采集到的信号通过传输平台传递至后台进行处理和专家分析，并及时监测反馈结果。通过对温度的实时监控，可鉴别潜在的轴承损耗、电机失效等风险，对于电缆老化、过载缺相和供电质量的监控则可以通过对供电参数的实时监控进行实现。操作界面可以将判别结果实时显现，在有问题发生时可及时开启自动保护模式，减少重大故障和损失发生。该控制系统具有及时反向送风功能，进一步确保井下送风的安全和可靠性。PLC控制系统流程如图2所示。2.1.2硬件设计为确保井下安全生产，共配备通风机两台，其中一台处于备用模式。PLC系统核心为S7－300，配备独立的控制和信息采集模块，32路DOSM322控制模块、6ES7315CPU模块、CP340通信模块和32路DISM321采集模块等。PLC系统采集开关量的信息是依靠DI模块来实现;风门和电机的启停以及操作台状态的操控则由DO模块来实现;各类模拟传感器的信息则由AI模块选取标准信号4～20mA实现采集;对于矿井生产现场的配电开关智能综合保护装置和温度巡检仪的信息采集则是依靠CP340通信模块来完成。

2.2通信系统设计

通信系统的波特率达到4800b/s，包含的子程序有外界温度巡检仪和供配电开关参数，对采集信号进行填充和分块，并借助于通信收发程序块实现数据的及时传输。与此同时，为便于实现集中管控还可配备cp343以太网通讯模块辅以RJ45。

2.3地面中心站软件设计

组态王设计被应用在地面中心站的软件中，其具有操作界面简洁明了和图标功能强大等优点，并可实现二次开发。借助于地面中心站软件，值班人员可以实时监控通风设备的运转情况，对实时温度、风压、风量和风速、气体的浓度及电机的参数可实时在线监控，监控信息和数据还可以自动生成报表，便于打印和查阅。

3结论

PLC煤矿通风机系统在线监测技术具有很好的扩展性、灵活性、可靠性和易调试等诸多优点，能够对矿井潜在的隐患和风险往实现实时监控和识别，对于通风机的运转情况做到及时掌握，并对故障和问题做到及时反馈和处理，可实现在线监测和远程控制，进一步提升通风系统运转可靠性和矿井生产安全性，减少煤矿事故发生。

作者：王晓阳 单位：潞安矿业集团慈林山煤业有限公司