礦井主扇風(fēng)機監(jiān)控系統(tǒng)總體設(shè)計研究

劉艷艷++趙瑞平++郭永慶

摘 要：在煤礦的生產(chǎn)過程中，煤礦主扇風(fēng)機起到了關(guān)鍵性的作用，是必不可少的一個設(shè)備環(huán)節(jié)，確保煤礦主扇風(fēng)機的正常運行對于煤礦整體的穩(wěn)定性都有著非常重要的影響意義。在煤礦主扇風(fēng)機工作的過程中，通常情況下，必須確保24小時都有專門人員進行負責(zé)，對設(shè)備的運作情況加以及時詳細的了解?；诖耍瑸榱颂岣呱a(chǎn)效率，降低工人的工作量，增強煤礦安全生產(chǎn)的安全系數(shù)，有必要通過監(jiān)控軟件對主扇風(fēng)機運行現(xiàn)場進行實時監(jiān)測控制，因此對軟件系統(tǒng)的設(shè)計顯得尤為重要。

關(guān)鍵詞：礦井主扇風(fēng)機 監(jiān)控系統(tǒng) 總體設(shè)計

中圖分類號：TP274.2 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）01（b）-0092-01

在煤礦生產(chǎn)過程中，煤礦主扇風(fēng)機的設(shè)置是確保工作安全穩(wěn)定開展的重要基礎(chǔ)。所以做好風(fēng)機的安全檢測工作，保證風(fēng)機設(shè)備的正常運行是至關(guān)重要的一個工作環(huán)節(jié)。針對這一問題，設(shè)計合理的檢測控制系統(tǒng)是十分必要的，能夠有效的對風(fēng)機實施控制以及完成日常、歷史運作的記錄工作。因此，應(yīng)當(dāng)選擇合理的控制方法來對風(fēng)機進行控制[1～2]。

根據(jù)目前國內(nèi)外技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，風(fēng)機監(jiān)控系統(tǒng)主要有以下四種形式。

1 以人工為控制核心的監(jiān)控系統(tǒng)

因為在不少的地方風(fēng)機是一直保持在工作狀態(tài)的，24小時都必須維持在正常運行的情況狹隘，所以，針對風(fēng)機所設(shè)置的場所，需要安排專門的人員負責(zé)設(shè)備的操控工作，對風(fēng)機的運作情況展開實時的掌握，確保故障問題發(fā)生的時候能夠在第一時間發(fā)掘并采取合理的措施予以解決。

通過以上這種方式，安排專門的負責(zé)人員進行風(fēng)機的操控工作，會造成一定的人力浪費，尤其是在夜間負責(zé)的工作人員，由于精力有限，所以經(jīng)常會出現(xiàn)不能在第一時間精確判斷出故障問題所在的情況，從而生產(chǎn)環(huán)節(jié)的安全性無法得到保障。不過在我國，因為這一工作方式所需要的成本投入較低，所以依舊得到較為普遍的存在。

2 以單片機為控制核心的監(jiān)控系統(tǒng)

這一系統(tǒng)將單片機設(shè)定成控制核心，總體的組織框架見圖1。整個系統(tǒng)所選擇的是三層集散形式。由檢測元件（傳感器）對風(fēng)機工作狀態(tài)數(shù)據(jù)進行采集，經(jīng)各種變送器后，送入測控模塊進行處理，完成風(fēng)機的實時監(jiān)測、保護與控制，并通過RS485總線與中央管理計算機通訊，以實現(xiàn)集中監(jiān)控和管理。

這一系統(tǒng)在控制器的問題上，選擇了單片機，是具備一定的優(yōu)勢特征的。最直接的就是單片機本身的價格較低，所需要投入的資金費用較少。并且采取了模塊形式的架構(gòu)組織方式，每一個臺風(fēng)機都配備了獨立的系統(tǒng)加以管理，因此，每一設(shè)備之間都是單獨運行的，當(dāng)某一設(shè)備發(fā)生故障的時候，其他設(shè)備依然可以保持正常的工作狀態(tài)。不過這一系統(tǒng)設(shè)計同時也存在一定的缺陷，RS485總線不能完成數(shù)據(jù)傳送的高效性，并且網(wǎng)絡(luò)整體運行的安全穩(wěn)定性得不到應(yīng)有的保障。因此，這一監(jiān)控系統(tǒng)在很多風(fēng)機一起運行的情況下并沒有得到廣泛的應(yīng)用。

3 以工控機為控制核心的監(jiān)控系統(tǒng)

這一組織形式的在安全可靠性能上較為突出。不過在實際的成產(chǎn)過程中，由于工控機通常不會放置在風(fēng)機的周圍附近，從而造成信號傳輸過程中所需要經(jīng)過的距離變大，從而使信號受到外界干擾，在實際測量的時候會有一定偏差，所以也沒有得到較廣泛的應(yīng)用。

4 以PLC（可編程邏輯控制器）為控制核心的監(jiān)控系統(tǒng)

這一系統(tǒng)將可編程邏輯控制器設(shè)定成控制核心，PLC借助數(shù)字量模塊以及模擬量模塊來完成流程環(huán)節(jié)，針對信號實施辨別，并輸出相對應(yīng)的指令信息，從而完成對系統(tǒng)整體的控制。

由于PLC具有較高的可靠性和抗干擾性，同時采用了PLC支持的通訊方式來連接控制設(shè)備和監(jiān)控設(shè)備，這使系統(tǒng)的可靠性得到提高，因而是目前較為常見監(jiān)控方式。許多礦山設(shè)備已選用了PLC來代替比較重要的設(shè)備控制。PLC是當(dāng)前具有創(chuàng)新意義的控制設(shè)備，在這一設(shè)備系統(tǒng)中，借助先進的科學(xué)技術(shù)把多項技術(shù)進行了有效的結(jié)合，體現(xiàn)出性能較強、應(yīng)用靈活多變、安全穩(wěn)定性能較強、環(huán)境融入性能較強、程序編制簡略、操作簡單等優(yōu)勢特征。

5 結(jié)論

通過對四種系統(tǒng)控制方案的比較和選擇，本設(shè)計最終確定選用PLC做為CPU的檢測控制系統(tǒng)。借助對系統(tǒng)信號的搜集這一渠道完成對風(fēng)機設(shè)備的有效控制。

參考文獻

[1] 張永艷.煤礦主扇風(fēng)機在線監(jiān)控系統(tǒng)[J].電氣技術(shù)與自動化，2011，40（5）：139-141.

[2] 馬志軍.礦井風(fēng)機在線監(jiān)控系統(tǒng)的研究與設(shè)計[J].電腦知識與技術(shù)，2012，8（12）：2898-2900.endprint