【導(dǎo)讀】給井下足夠的新鮮空氣，滿足人員對氧氣的需要沖淡井下有毒有害氣體和粉塵，生產(chǎn)的主要因素所決定?；鸺敖禍匦蛶追N，依次為1-8八個等級。進回風(fēng)巷在井田位置不同，通風(fēng)系統(tǒng)分為中央式對角式分區(qū)式和混合。礦井通風(fēng)系統(tǒng)是由通風(fēng)機和通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)兩部分組成。整個路線稱為礦井通風(fēng)系統(tǒng)。2．進風(fēng)井口要有利于防洪，不受粉塵，有害氣體污染。4．總回風(fēng)巷不得作為主要人行道。7．裝有箕斗的井筒不應(yīng)作為主要進。風(fēng)系統(tǒng)要為防治瓦斯、火、塵、水及高溫創(chuàng)造條件。近年來煤礦擴能及生產(chǎn)的集約化成為了普遍的。我國煤礦的重、特大瓦斯事故所造成的。乃至全礦井下的人員中毒死亡。研究瓦斯爆炸對分區(qū)通風(fēng)的破壞機理對瓦斯爆炸。于瓦斯爆炸與通風(fēng)系統(tǒng)的相互作用缺乏必要的理論與實驗研究。應(yīng)對瓦斯爆炸傳播規(guī)律影響作用的實驗研究建立了管內(nèi)瓦斯爆炸能量平衡方程。是當前該研究領(lǐng)域的前沿課題。

　　

【正文】 理：通過速度傳感器測量軸承的振動峰值、均方根值或均值，將這些測量值與事先標定出的允許門檻值作比較，指示出軸承運行情況的正常與否。具體測試方法為：通過安裝在軸承部位的速度傳感器拾取振動烈度信號，經(jīng)過振動變送器送到 PLC 中，以便實時監(jiān)控電動機的運行情況。 信號采集設(shè)備 1）變送器的選用 全部選擇高精度的變送器將一次信號轉(zhuǎn)換成標準的 0～ 20mA 電流。 2）軟件設(shè)計 系統(tǒng)的專用軟件主要完成數(shù)據(jù)的采集、分析等工作，從而實現(xiàn)系統(tǒng)的各項功能。 3）系統(tǒng)抗干擾措施 所用變送器為電流輸出，傳輸信號采用屏蔽電纜，以減弱電磁耦合干擾。 選用了隔離變壓器和高精度穩(wěn)壓電源，改善了電源特性。 選用了變送器專用電源，提高了系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性。 4）系統(tǒng)的通訊 通過光纖與中央控制室工業(yè)控制計算機聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)通風(fēng)機的遠程監(jiān)視和控制，達到無人值守的目的 6 礦井通風(fēng)機遠程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計 礦井通風(fēng)機自動監(jiān)控系統(tǒng)的功能 煤礦主扇風(fēng)機在煤礦生產(chǎn)中有著重要的作用，因此必 須保證主扇風(fēng)機自動監(jiān)控系統(tǒng)的。 1．實現(xiàn)風(fēng)機運行參數(shù)的實時監(jiān)測與風(fēng)機主輔設(shè)備控制的一體化。 2．實時監(jiān)測風(fēng)機配用電機的電氣參數(shù)：電流、電壓、功率。 3. 實時監(jiān)測設(shè)備的運行參數(shù)：電機和風(fēng)機前后軸承溫度、振動參數(shù)以及超限報警 4．顯示當前運行機號、正反轉(zhuǎn)信號，風(fēng)機開停狀態(tài)。 5. 實時監(jiān)測通風(fēng)機氣動參數(shù)：負壓、流量、全（靜）壓、全（靜）壓效率、軸功率。 6. 實現(xiàn)定子電壓低于 報警，定子電流超過上下限報警。 7. 上述監(jiān)測參數(shù)通過通信線路傳送到室上位機，經(jīng)上位機接入礦局域網(wǎng)。 監(jiān)測精度： 流 量 級 壓 力 級 電參數(shù) 級 其他 級 監(jiān)測參數(shù)范圍：按用戶要求確定。 通風(fēng)機自動監(jiān)控系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu) 系統(tǒng)采用集中管理、分散控制的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。整個系統(tǒng)分為三層，即現(xiàn)場測量控制層，中央控制層和遠程監(jiān)控層。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)配置圖 所示。 現(xiàn)場測量層： 現(xiàn)場測量層主要實現(xiàn)風(fēng)機變量參數(shù)的測量，主要采用的是開關(guān)柜的綜保裝置和測溫儀和傳感器裝置。 中央控制層： 中央控制層由帶有以太網(wǎng)接口的 西門子 S7200 系列 PLC 通過監(jiān)控軟件完成功能塊之間的連接，實現(xiàn)的集中監(jiān)控管理。在運行過程中，實時監(jiān)測運行狀況。 圖 風(fēng)機自動化監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 本設(shè)計主要進行的是現(xiàn)場測量層的傳感器和中央控制層的 PLC 控制柜的設(shè)計與開發(fā)工作。 通風(fēng)機自動監(jiān)控系統(tǒng)運行方式 本系統(tǒng)共有三種運行方式可供選擇，即“就地”，“遠控”，“自動“；在觸摸屏上我們可以選擇就地或遠控兩種方式； 就地： 就地就是在現(xiàn)場的觸摸屏上進行操作，因我們采用的是西門子的 PLC 與其觸摸屏進行通訊，接口兼容性好并且穩(wěn)定，所以此種操作方式最可靠； 遠控： 遠 控就是在集控室中進行高低壓開關(guān)的遠程遙合、遙分，此種工作方式由于受到線路通訊及上位機軟件的影響，反應(yīng)時間上受到一定的影響，但是由于我們軟件的穩(wěn)定性很高，并且采用光纜進行信息的傳輸，所以還是可以保證風(fēng)機正常的運行和操作，而且由于其遠程控制，其方便性大大增強； 自動控制： 自動控制仍然是遠控的一種，就是在無人操作的情況下，若是風(fēng)機的運行出現(xiàn)了故障，能自動啟動另一臺風(fēng)機，并且自動調(diào)整風(fēng)量到設(shè)定的值，而不會由于停風(fēng)而影響到煤礦的正常生產(chǎn)。 在我們的集控室的風(fēng)機控制界面上有一個自動 /半自動轉(zhuǎn)換開關(guān)，當我們在觸摸屏上設(shè) 置了遠控方式時，此開關(guān)才會有效，當我們選擇自動時，風(fēng)機進入自動運行狀態(tài)，此時，不管是現(xiàn)場觸摸屏，還是集控室，都不能進行控制，只能進行監(jiān)測風(fēng)機的運行參數(shù)；當我們選擇半自動時，風(fēng)機進入半自動運行方式，此時，可以用集控室的控制終端進行控制；當我們把現(xiàn)場觸摸屏打到就地時，就只能進行現(xiàn)場的觸摸控制。 7 礦井通風(fēng)機自動監(jiān)控系統(tǒng)硬件設(shè)計 系統(tǒng)的組成和特點 本系統(tǒng)以工業(yè)控制 PLC 為核心，主要由信號測取裝置和傳感（變送）器、上位機及通訊裝置及其他設(shè)備組成。系統(tǒng)的組成主扇風(fēng)機自動化監(jiān)控系統(tǒng)的硬件組成如圖 。 圖 風(fēng)機自動化監(jiān)控系統(tǒng)硬件系統(tǒng)圖 主要特點如下： 1．采用了先進的計算機技術(shù)，功能強大，智能化程度高；以圖形界面顯示工作狀態(tài)，畫面豐富，直觀生動。 2．采用模塊化設(shè)計方案，各部分相對獨立，留有備用通道，便于擴展。 3．采用了多種抗干擾措施，因此系統(tǒng)的抗干擾能力強，可靠性高，監(jiān)測準確。 4．流量監(jiān)測措施獨特、新穎、可靠性好，精度高。 5．選用了可靠性好、精度高的傳感（變送）器。 6．軟件設(shè)計安全性高。 7．操作簡單、維護方便。 風(fēng)機參數(shù)的監(jiān)測 該系統(tǒng)以工業(yè)控制 PLC 配以各種外圍設(shè)備組成，在軟件的控制 下，完成數(shù)據(jù)的采集、分析等工作，以圖表等多種形式顯示在顯示器上，并傳輸?shù)街付ǖ攸c。 通風(fēng)機性能監(jiān)測原理： 通風(fēng)機的性能參數(shù)主要有流量、全（靜）壓、軸功率、全（靜）壓效率、轉(zhuǎn)速等。配套電機的主要參數(shù)有電流、電壓、功率等。根據(jù)流體機械的原理有： ――流量 ――流量測量截面積 ――流量測量截面積的平均流速 ――風(fēng)機全壓 ――風(fēng)機出口靜壓 ――風(fēng)機出口動壓 ――風(fēng)機入口靜壓 ――風(fēng)機入口動壓 ――風(fēng)機靜壓 ――風(fēng)機 軸功率 ――電機有功功率 ――電機效率、由損耗分析法求得。 ――傳動效率 ――風(fēng)機全壓效率 ――風(fēng)機靜壓效率 通過以上的分析可知，為了達到主通風(fēng)機性能在線監(jiān)測的目的，應(yīng)實時在線監(jiān)測以下主要參數(shù)：礦井負壓、風(fēng)機的流量、電機有功功率、電流、電壓、風(fēng)機的振動參數(shù)、溫度參數(shù)等。根據(jù)以上參數(shù)可求得風(fēng)機的各項性能指標，再根據(jù)相似原理換算至規(guī)定狀態(tài)下即可繪制通風(fēng)機的性能曲線。各參數(shù)的監(jiān)測原理如下。 風(fēng)機監(jiān)控系統(tǒng)所需監(jiān)控的輸入輸出量 在風(fēng)機監(jiān)控系統(tǒng)中，我們需要實 時監(jiān)測風(fēng)機的前后軸溫、三相定子溫度、風(fēng)機電動機的振動參數(shù)，電機電流、電壓、有功、無功功率等一系列的參數(shù)。通過對這些參數(shù)的監(jiān)測，得到風(fēng)機實際的工作情況，為通風(fēng)機的安全運行和及時報警提供可靠的保證。下表為風(fēng)機監(jiān)控系統(tǒng)所需的輸入輸出量。 表 風(fēng)機監(jiān)控系統(tǒng)輸入與輸出量 監(jiān)測量 數(shù)量 遙測量 開關(guān)柜電氣參數(shù) 140 溫度 22 振動參數(shù) 16 壓力參數(shù) 3 遙信量 高壓部分 開關(guān)狀態(tài) 26 保護信息 50 低壓部分 開關(guān)狀態(tài) 19 遙控量 高壓部分 20 低壓部分 32 其中 ，開關(guān)柜的電氣參數(shù)是通過一個 CP340 和南瑞的綜保進行串行通訊得到所有高壓柜的電流、電壓、功率以及高壓柜的斷路器狀態(tài)等所有信息。 振動參數(shù)包括四臺電機的前水平，前垂直，后水平，后垂直的振動參數(shù)。傳感器選擇的是電磁式振動傳感器，輸出的是交流電壓，經(jīng)過振動變送器變送后，編成 0～ 20mA 的電流信號，送入 PLC 的 AI 模塊，其振動測量范圍是 0～ 20mm。 溫度參數(shù)包括風(fēng)機四臺電機前后軸溫，三相定子溫度和兩個風(fēng)道的流體溫度。其中，電機的前后軸溫和三相定子溫度是由裝在風(fēng)機內(nèi)部的 PT100 測量得到的。流體溫度由裝在風(fēng)道內(nèi)的 由匯博自動化儀表公司博自動化儀表公司博自動化儀表公司 HB1151系列電容式差壓 /壓力 /絕壓變送器利用 PLC頻器通風(fēng)系統(tǒng)進行節(jié)能技術(shù)改造不僅簡化了系統(tǒng)提高了設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性設(shè)備的操作和維護方便節(jié)省能耗同時也大大地提高了煤礦生產(chǎn)的安全系數(shù)另外還可以根據(jù)需要配置相應(yīng)的通信模塊很方便地組成集散式控制系統(tǒng)進行遠程監(jiān)控現(xiàn)場設(shè)備的運行狀態(tài)提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益具有一定的推廣價值 1〕殷洪義．可編程控制器選擇、 M〕．北京：機械工業(yè)出版社， 2020 〔 2〕周九寧．可編程控制器在礦山設(shè)備中的應(yīng)用〔 J〕．采礦技術(shù)， 2020， 4 1 ： 45― 46 〔 3〕彭桂力，劉知貴．集中供熱鍋爐控制系統(tǒng)的 PLC 控制〔 J〕．電力自動化設(shè)備， 2020 9 ： 75． 77 〔 4〕馬寧，孔紅． S7300PLC 和 MM440 變頻器的原理與應(yīng)用〔 M〕．北京：機械工業(yè)出版社， 2020 〔 5〕許明，言自行，劉堅．大型泵機組狀態(tài)監(jiān)測及工況調(diào)控系統(tǒng)的研制〔 J〕．機械工程學(xué)報， 2020， 〔 6〕徐國林． PLC 應(yīng)用技術(shù)〔 M〕．北京：機械工業(yè)出版社， 2020 〔 7〕陳建明，等．電氣控制與 PLC 應(yīng)用〔 M〕．北京：電子工業(yè)出版社， 2020 〔 8〕李國厚，楊青杰，余澤 通．球磨機潤滑站控制系統(tǒng)的設(shè)計〔 J〕．金屬礦山， 2020 9 ： 7475 〔 9〕丁紀凱，許逸舟．基于 PLC 和現(xiàn)場總線的污水處理系統(tǒng)〔 J〕．機電一體化， 2020 1 ： 80． 83 〔 10〕吳中立．礦井通風(fēng)與安全〔 M〕．徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社， 1989：138 〔 11〕傅貴，秦躍平，楊偉民，等．礦井通風(fēng)系統(tǒng)分析與優(yōu)化〔 M〕．北京：機械工業(yè)出版社， 1995： 〔 12〕高廣軍，賈世勝，朱學(xué)軍，等．通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)整中常見問題及對策〔 J〕．山西煤炭， 2020， 2 〔 13〕徐鵬．張雙樓礦西翼通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)整及經(jīng)濟效果分析 〔 J〕．煤礦安全，2020， 4 ． 〔 14〕石秋潔．變頻器應(yīng)用基礎(chǔ)〔 M〕．北京：機械工業(yè)出版社． 2020 〔 15〕陳仕瑋．礦井主要用通風(fēng)機在線監(jiān)測監(jiān)控現(xiàn)狀及展望〔 J〕．煤礦安全，1999， 12 ： 39～ 41 〔 16〕李月紅，吳永祥．變電所監(jiān)控及其網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計〔 J〕．工礦自動化，2020， 3 ： 27～ 28 1 N Y Y N N Y N Y 是否手動 F1 F2? 結(jié)束 風(fēng)機輪休控制子程序 兩組風(fēng)機同時運行 F1 F2? 風(fēng)機連鎖停止并報警 轉(zhuǎn)手動控制 D D0 ? 數(shù)據(jù)采集子程序 開始