壓風(fēng)機(jī)遠(yuǎn)程自動(dòng)化控制系統(tǒng)的研究與應(yīng)用

摘 要：介于國(guó)內(nèi)目前所處的能源階段，煤礦作為我國(guó)最為豐富的礦產(chǎn)資源，仍然是我國(guó)的能源大頭。在開采工程中壓風(fēng)機(jī)起到了非常關(guān)鍵的作用，由于傳統(tǒng)的壓風(fēng)機(jī)需要專員控制同時(shí)對(duì)于開采工程的質(zhì)量難以保障，在整個(gè)工程項(xiàng)目中管理和控制的難度較大，因此壓風(fēng)機(jī)遠(yuǎn)程自動(dòng)控制技術(shù)隨著信息自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展應(yīng)運(yùn)而生，本文主要從多角度就壓風(fēng)機(jī)遠(yuǎn)程自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：壓風(fēng)機(jī);自動(dòng)控制;信息技術(shù)

在礦山開采過程中，壓風(fēng)機(jī)是一項(xiàng)重要的技術(shù)設(shè)備，通常情況下，它會(huì)由風(fēng)動(dòng)設(shè)備、風(fēng)鉆、掘進(jìn)機(jī)等多種聯(lián)動(dòng)性設(shè)備組合而成。一方面，能夠較好的完成對(duì)應(yīng)于采礦工程的礦井開挖工作中礦井下的空氣壓縮相關(guān)的工作，保證礦井內(nèi)部存在適宜的空氣，另一方面，壓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)能夠通過設(shè)備本身提供風(fēng)動(dòng)力，很大程度上滿足在生產(chǎn)過程中對(duì)于風(fēng)力的需求。從我國(guó)的不完全統(tǒng)計(jì)來看，目前的大多數(shù)采礦工程在壓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的操作中信息化程度存在著較大的缺陷，因此，人工的壓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)操作在開采工程項(xiàng)目中仍然非常的常見。信息自動(dòng)化管理模式是目前技術(shù)產(chǎn)業(yè)的核心發(fā)展方向，自動(dòng)化程度不夠高的壓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)會(huì)使得開采過程中的動(dòng)態(tài)監(jiān)控難以實(shí)現(xiàn)。對(duì)比而言，傳統(tǒng)的人工操作模式下運(yùn)行的壓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)在開采工程中難以對(duì)礦井空氣的質(zhì)量進(jìn)行保障，在信息自動(dòng)化技術(shù)不斷發(fā)展的當(dāng)下，壓風(fēng)機(jī)遠(yuǎn)程自動(dòng)化控制系統(tǒng)的優(yōu)化成為行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

1 壓風(fēng)機(jī)遠(yuǎn)程自動(dòng)化控制系統(tǒng)優(yōu)化目標(biāo)

隨著智能化、信息化、自動(dòng)化技術(shù)在各行各業(yè)的滲透，礦用壓風(fēng)機(jī)遠(yuǎn)程自動(dòng)化控制系統(tǒng)的優(yōu)化過程也在逐步適應(yīng)技術(shù)的進(jìn)步，從減少工程人力資源消耗并用科技手段增強(qiáng)采礦企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的方向，其優(yōu)化目標(biāo)有以下幾點(diǎn)：首先，通過遠(yuǎn)程自動(dòng)化控制技術(shù)與壓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合在管理方面實(shí)現(xiàn)科學(xué)管控和精準(zhǔn)分析，能夠?qū)ΦV山開采工作中壓風(fēng)機(jī)所承擔(dān)的工作進(jìn)起到有效的管理;其次，從傳統(tǒng)的壓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)人工操作模式及來看，礦用壓風(fēng)機(jī)遠(yuǎn)程自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)該將壓風(fēng)機(jī)運(yùn)行過程中的安全性、準(zhǔn)確性以及可靠性全面的提升;另外，目前的壓風(fēng)機(jī)遠(yuǎn)程自動(dòng)化控制系統(tǒng)自動(dòng)化程度仍然有較大的提升空間，通過PLC技術(shù)模塊等應(yīng)該著眼于系統(tǒng)自動(dòng)化程度的提升;最后，壓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)是礦山開采中的工程設(shè)備之一，通過遠(yuǎn)程自動(dòng)化控制系統(tǒng)需要不斷強(qiáng)化它與其他設(shè)備的之間的協(xié)調(diào)性，從而充分提高采礦工程整體的工程效率，并將其管理水平不斷地提升，使得工程人力消耗降至最低要求。

2 礦用壓風(fēng)機(jī)遠(yuǎn)程自動(dòng)化控制系統(tǒng)的具體內(nèi)容

從壓風(fēng)機(jī)自動(dòng)化系統(tǒng)的組成部分來看，通過結(jié)構(gòu)上對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行劃分，一般可以將其視為由上位機(jī)以及壓風(fēng)機(jī)房監(jiān)控單元兩個(gè)部分組成。上位機(jī)是壓風(fēng)機(jī)的主機(jī)部分，它將計(jì)算機(jī)技術(shù)、顯示技術(shù)等基本結(jié)構(gòu)單元與安全警報(bào)系統(tǒng)和綜合智能化管控模塊結(jié)合在一起，組成系統(tǒng)的總體的控制單位，從多個(gè)方面進(jìn)行集中性的控制和管理，包括了系統(tǒng)運(yùn)行以及數(shù)據(jù)分析處理等各方面的軟件。上位機(jī)從某種意義上來說是集成式控制模塊組合而成的主機(jī)部分，承擔(dān)著集中控制各項(xiàng)參數(shù)的功能。

壓風(fēng)機(jī)房監(jiān)控單元相對(duì)來說是壓風(fēng)機(jī)遠(yuǎn)程自動(dòng)控制系統(tǒng)的技術(shù)核心體現(xiàn)，是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)行的多個(gè)技術(shù)單元組成的。壓風(fēng)機(jī)房監(jiān)控單元說自動(dòng)化技術(shù)中最為重要的體現(xiàn)，它的技術(shù)應(yīng)用目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)機(jī)房的無人看守以及全面自動(dòng)化調(diào)控，因此，通常情況下其技術(shù)單元需要用到PLC可編程邏輯控制器對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行方式進(jìn)行整體的優(yōu)化，并通過電動(dòng)閥門來執(zhí)行相關(guān)的控制操作，同時(shí)依靠傳感器將可靠的參數(shù)信息傳遞到PLC控制柜的主控模塊中，以便盡快完成信息處理以及方案決策。傳感器在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行物理信號(hào)的采集，以一定的方式將其以電信號(hào)的形式交予核心處理器進(jìn)行信息處理，通常礦山開采工程項(xiàng)目中需要測(cè)量的參數(shù)較多，尤其在壓風(fēng)機(jī)所承擔(dān)的工作范圍內(nèi)，壓力和溫度等參數(shù)作為傳感器的核心計(jì)算參數(shù)非常的重要，需要不斷進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，信號(hào)轉(zhuǎn)換，從而將系統(tǒng)整體的可靠性進(jìn)行下一步的提升。

一般情況下PLC控制模塊在系統(tǒng)中方所選用的系列是比較固定的，在使用PLC模塊優(yōu)化系統(tǒng)自動(dòng)控制方面，它有著充分的優(yōu)勢(shì)。壓風(fēng)機(jī)最主要需要調(diào)整的參數(shù)是風(fēng)機(jī)的風(fēng)量，每一個(gè)礦井的實(shí)際情況不同，所需要的風(fēng)量自然也存在差別，PLC模塊的功能性貫穿在數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理，并且是遠(yuǎn)程控制的技術(shù)核心，能夠?qū)ο到y(tǒng)信號(hào)進(jìn)行合理的處理，并借助計(jì)算機(jī)技術(shù)完成數(shù)據(jù)處理過程的傳輸。在一定程度上能夠很好的對(duì)外界變化以及其他干擾條件做出準(zhǔn)確的應(yīng)對(duì)和調(diào)整，并且極其容易施工安裝和后期的運(yùn)行維護(hù)，在技術(shù)要求是很大程度上是較好的滿足的。

礦井內(nèi)的各項(xiàng)參數(shù)控制都由不同的傳感器來承擔(dān)，為了對(duì)壓風(fēng)機(jī)的風(fēng)包壓力以及風(fēng)包內(nèi)的溫度和壓力進(jìn)行控制時(shí)依靠的是儲(chǔ)氣罐上的壓力變送器和溫度傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集后來提供給主控上位機(jī)執(zhí)行對(duì)應(yīng)的操作。壓風(fēng)機(jī)在向礦井內(nèi)輸氣時(shí)，要實(shí)現(xiàn)對(duì)輸氣管道內(nèi)的流量、溫度、壓力的監(jiān)控分別需要相對(duì)應(yīng)得測(cè)量裝置和傳感器，而機(jī)電設(shè)備本身運(yùn)作過程中電流、電壓等電氣參數(shù)得狀態(tài)也是其正常運(yùn)行的重要保障。為了監(jiān)控認(rèn)為因素可能帶來的壓風(fēng)機(jī)房系統(tǒng)破壞的可能性，攝像記錄的相關(guān)設(shè)備也在遠(yuǎn)程自動(dòng)控制系統(tǒng)中起到了關(guān)鍵的作用，能夠?qū)ο嚓P(guān)事故問題進(jìn)行有效的追責(zé)，同時(shí)在遠(yuǎn)距離完成機(jī)房狀態(tài)的監(jiān)控工作。全面實(shí)現(xiàn)壓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的自動(dòng)化，需要將傳統(tǒng)的閥門更換為電動(dòng)閥門，通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行統(tǒng)一的自動(dòng)控制。

3 壓風(fēng)機(jī)遠(yuǎn)程自動(dòng)化控制系統(tǒng)的功能性

壓風(fēng)機(jī)遠(yuǎn)程自動(dòng)化控制系統(tǒng)對(duì)于壓風(fēng)機(jī)運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控時(shí)，能夠?qū)⑾到y(tǒng)的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確的采集并顯示在相關(guān)的界面，通過對(duì)采集信息的處理對(duì)壓風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)做出合理的判斷，并做出相應(yīng)的自動(dòng)調(diào)整，發(fā)出提示信號(hào)引起工作人員的注意。在基礎(chǔ)的控制方面對(duì)于壓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的各項(xiàng)啟停具有較好的控制性能，無論是在正常情況下的停車還是故障情況下的停車都能夠最大程度的保障系統(tǒng)總體的狀態(tài)不受到過多的影響，具備一定的故障保護(hù)特性。一般情況下，通過對(duì)具體的工程項(xiàng)目構(gòu)建對(duì)應(yīng)的PLC模塊，以網(wǎng)絡(luò)控制方式對(duì)于各個(gè)設(shè)備下達(dá)控制指令。

從系統(tǒng)的自動(dòng)控制方式出發(fā)，集中性的信息化自動(dòng)控制在壓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)中放入實(shí)現(xiàn)方式主要有PLC自動(dòng)集控以及遠(yuǎn)程控制兩種方式。在系統(tǒng)的PLC模塊控制模式中，計(jì)算機(jī)會(huì)儲(chǔ)存符合標(biāo)準(zhǔn)的參數(shù)限值或范圍，當(dāng)壓力、溫度等有關(guān)壓風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行的參數(shù)出現(xiàn)問題的時(shí)候，可以利用事先在模塊中設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行對(duì)比和判斷，自動(dòng)運(yùn)行啟停程序，或者采用對(duì)其他輔助設(shè)備的控制來整體的調(diào)整壓風(fēng)機(jī)的情況。遠(yuǎn)程控制方式中，通過監(jiān)控設(shè)備以及人機(jī)界面來傳遞相關(guān)的壓風(fēng)機(jī)房具體情況，并且讓具備管理員權(quán)限的相關(guān)人員依照系統(tǒng)提供的信息進(jìn)行系統(tǒng)的人為調(diào)試。

壓風(fēng)機(jī)在供風(fēng)時(shí)，依靠自動(dòng)控制系統(tǒng)的控制能夠根據(jù)供氣時(shí)的壓力參數(shù)來實(shí)時(shí)調(diào)整閥門以及電動(dòng)機(jī)狀態(tài)，保障恒壓狀態(tài)下的供風(fēng)，不需要專員對(duì)系統(tǒng)的機(jī)房進(jìn)行看守，系統(tǒng)具有較好的穩(wěn)定性，并能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的存檔以及系統(tǒng)的綜合性管理，同時(shí)直觀的生程運(yùn)行情況下的各項(xiàng)曲線圖供管理人員參考。

4 結(jié)束語(yǔ)

礦用壓風(fēng)機(jī)的遠(yuǎn)程自動(dòng)化系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、處理、以及故障分析解決等功能時(shí)很大程度上依賴了PLC技術(shù)，自動(dòng)控制系統(tǒng)在很大程度上保障了礦山開采工作效率以及工程質(zhì)量，具有很好的研究?jī)r(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]賀廣強(qiáng).煤礦壓風(fēng)機(jī)遠(yuǎn)程自動(dòng)化控制系統(tǒng)的研究與應(yīng)用[J].科技視界，2019（31）：77-78.

[2]張李麗.煤礦壓風(fēng)機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用分析[J].當(dāng)代化工研究，2019（04）：114-115.

作者簡(jiǎn)介：

劉小明（1976- ），性別：男，籍貫：山西省臨縣，學(xué)歷：本科，現(xiàn)工作于陽(yáng)煤集團(tuán)壽陽(yáng)開元礦業(yè)有限責(zé)任公司，主要從事礦山機(jī)電工作。