【導讀】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。進回風巷在井田位置不同，通風系統(tǒng)分為中央式對角式分區(qū)式和混合。礦井通風系統(tǒng)是由通風機和通風網絡兩部分組成。整個路線稱為礦井通風系統(tǒng)。2．進風井口要有利于防洪，不受粉塵，有害氣體污染。4．總回風巷不得作為主要人行道。7．裝有箕斗的井筒不應作為主要進。風系統(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)通風的破壞機理對瓦斯爆炸。于瓦斯爆炸與通風系統(tǒng)的相互作用缺乏必要的理論與實驗研究。應對瓦斯爆炸傳播規(guī)律影響作用的實驗研究建立了管內瓦斯爆炸能量平衡方程。是當前該研究領域的前沿課題。

　　

【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換成標準的 0～ 20mA 電流。 2）軟件設計 系統(tǒng)的專用軟件主要完成數據的采集、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，實現(xiàn)通風機的遠程監(jiān)視和控制，達到無人值守的目的 6 礦井通風機遠程監(jiān)控系統(tǒng)設計 礦井通風機自動監(jiān)控系統(tǒng)的功能 煤礦主扇風機在煤礦生產中有著重要的作用，因此必 須保證主扇風機自動監(jiān)控系統(tǒng)的。 1．實現(xiàn)風機運行參數的實時監(jiān)測與風機主輔設備控制的一體化。 2．實時監(jiān)測風機配用電機的電氣參數：電流、電壓、功率。 3. 實時監(jiān)測設備的運行參數：電機和風機前后軸承溫度、振動參數以及超限報警 4．顯示當前運行機號、正反轉信號，風機開停狀態(tài)。 5. 實時監(jiān)測通風機氣動參數：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)測參數通過通信線路傳送到室上位機，經上位機接入礦局域網。 監(jiān)測精度： 流 量 級 壓 力 級 電參數 級 其他 級 監(jiān)測參數范圍：按用戶要求確定。 通風機自動監(jiān)控系統(tǒng)的整體結構 系統(tǒng)采用集中管理、分散控制的系統(tǒng)結構。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)結構配置圖 所示。 現(xiàn)場測量層： 現(xiàn)場測量層主要實現(xiàn)風機變量參數的測量，主要采用的是開關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 風機自動化監(jiān)控系統(tǒng)結構圖 本設計主要進行的是現(xiàn)場測量層的傳感器和中央控制層的 PLC 控制柜的設計與開發(fā)工作。 通風機自動監(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，若是風機的運行出現(xiàn)了故障，能自動啟動另一臺風機，并且自動調整風量到設定的值，而不會由于停風而影響到煤礦的正常生產。 在我們的集控室的風機控制界面上有一個自動 /半自動轉換開關，當我們在觸摸屏上設 置了遠控方式時，此開關才會有效，當我們選擇自動時，風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)測風機的運行參數；當我們選擇半自動時，風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 礦井通風機自動監(jiān)控系統(tǒng)硬件設計 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備組成。系統(tǒng)的組成主扇風機自動化監(jiān)控系統(tǒng)的硬件組成如圖 。 圖 風機自動化監(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，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．軟件設計安全性高。 7．操作簡單、維護方便。 風機參數的監(jiān)測 該系統(tǒng)以工業(yè)控制 PLC 配以各種外圍設備組成，在軟件的控制 下，完成數據的采集、分析等工作，以圖表等多種形式顯示在顯示器上，并傳輸到指定地點。 通風機性能監(jiān)測原理： 通風機的性能參數主要有流量、全（靜）壓、軸功率、全（靜）壓效率、轉速等。配套電機的主要參數有電流、電壓、功率等。根據流體機械的原理有： ――流量 ――流量測量截面積 ――流量測量截面積的平均流速 ――風機全壓 ――風機出口靜壓 ――風機出口動壓 ――風機入口靜壓 ――風機入口動壓 ――風機靜壓 ――風機 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 ――風機全壓效率 ――風機靜壓效率 通過以上的分析可知，為了達到主通風機性能在線監(jiān)測的目的，應實時在線監(jiān)測以下主要參數：礦井負壓、風機的流量、電機有功功率、電流、電壓、風機的振動參數、溫度參數等。根據以上參數可求得風機的各項性能指標，再根據相似原理換算至規(guī)定狀態(tài)下即可繪制通風機的性能曲線。各參數的監(jiān)測原理如下。 風機監(jiān)控系統(tǒng)所需監(jiān)控的輸入輸出量 在風機監(jiān)控系統(tǒng)中，我們需要實 時監(jiān)測風機的前后軸溫、三相定子溫度、風機電動機的振動參數，電機電流、電壓、有功、無功功率等一系列的參數。通過對這些參數的監(jiān)測，得到風機實際的工作情況，為通風機的安全運行和及時報警提供可靠的保證。下表為風機監(jiān)控系統(tǒng)所需的輸入輸出量。 表 風機監(jiān)控系統(tǒng)輸入與輸出量 監(jiān)測量 數量 遙測量 開關柜電氣參數 140 溫度 22 振動參數 16 壓力參數 3 遙信量 高壓部分 開關狀態(tài) 26 保護信息 50 低壓部分 開關狀態(tài) 19 遙控量 高壓部分 20 低壓部分 32 其中 ，開關柜的電氣參數是通過一個 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。 振動參數包括四臺電機的前水平，前垂直，后水平，后垂直的振動參數。傳感器選擇的是電磁式振動傳感器，輸出的是交流電壓，經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。 溫度參數包括風機四臺電機前后軸溫，三相定子溫度和兩個風道的流體溫度。其中，電機的前后軸溫和三相定子溫度是由裝在風機內部的 PT100 測量得到的。流體溫度由裝在風道內的 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頻器通風系統(tǒng)進行節(jié)能技術改造不僅簡化了系統(tǒng)提高了設備的可靠性和穩(wěn)定性設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的安全系數另外還可以根據需要配置相應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)場設備的運行狀態(tài)提高了企業(yè)的生產效率和經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備中的應用〔 J〕．采礦技術， 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〕．電力自動化設備， 2020 9 ： 75． 77 〔 4〕馬寧，孔紅． S7300PLC 和 MM440 變頻器的原理與應用〔 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)測及工況調控系統(tǒng)的研制〔 J〕．機械工程學報， 2020， 〔 6〕徐國林． PLC 應用技術〔 M〕．北京：機械工業(yè)出版社， 2020 〔 7〕陳建明，等．電氣控制與 PLC 應用〔 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．礦井通風與安全〔 M〕．徐州：中國礦業(yè)大學出版社， 1989：138 〔 11〕傅貴，秦躍平，楊偉民，等．礦井通風系統(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，朱學軍，等．通風系統(tǒng)調整中常見問題及對策〔 J〕．山西煤炭， 2020， 2 〔 13〕徐鵬．張雙樓礦西翼通風系統(tǒng)調整及經濟效果分析 〔 J〕．煤礦安全，2020， 4 ． 〔 14〕石秋潔．變頻器應用基礎〔 M〕．北京：機械工業(yè)出版社． 2020 〔 15〕陳仕瑋．礦井主要用通風機在線監(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)控及其網絡系統(tǒng)的設計〔 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? 結束 風機輪休控制子程序 兩組風機同時運行 F1 F2? 風機連鎖停止并報警 轉手動控制 D D0 ? 數據采集子程序 開始