壓風(fēng)機(jī)智能化控制和自動(dòng)化監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用

【摘 ?要】壓風(fēng)系統(tǒng)是煤礦的主要系統(tǒng)之一。壓風(fēng)機(jī)是壓風(fēng)系統(tǒng)的主要?jiǎng)恿υ矗虼藙?wù)必要保證壓風(fēng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性、安全性。煤礦井下壓風(fēng)機(jī)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行安全可靠直接影響礦井的經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)壓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)、顯示、控制、保護(hù)、報(bào)警，并把壓風(fēng)機(jī)運(yùn)行記錄等參數(shù)保存到數(shù)據(jù)庫(kù)，為操作人員對(duì)壓風(fēng)機(jī)進(jìn)行監(jiān)控和維護(hù)提供了快速、準(zhǔn)確、全面的信息依據(jù)，實(shí)現(xiàn)了煤礦壓風(fēng)機(jī)智能化控制和自動(dòng)化監(jiān)測(cè)監(jiān)控的目標(biāo)。

【關(guān)鍵詞】壓風(fēng)機(jī);智能化：自動(dòng)化：監(jiān)測(cè)監(jiān)控

引言

壓風(fēng)機(jī)房承擔(dān)著礦井的壓縮空氣生產(chǎn)任務(wù)，為煤炭生產(chǎn)提供風(fēng)動(dòng)力，保證井下人員正常的工作條件，保障煤礦的安全生產(chǎn)。但是，現(xiàn)階段壓風(fēng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)非常不完備，主要是依靠設(shè)備本身的自動(dòng)控制進(jìn)行操作，值班人員不能實(shí)時(shí)掌握壓風(fēng)機(jī)的工況參數(shù)及報(bào)警信息，只能依靠工作經(jīng)驗(yàn)判斷設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，無(wú)法保障生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)的高效運(yùn)行。

如上圖所示，礦井壓風(fēng)機(jī)智能化控制和自動(dòng)化監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)包括六大部分，分別為：壓風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)集成、遠(yuǎn)程調(diào)度中心集成、千兆網(wǎng)絡(luò)改造、壓風(fēng)機(jī)無(wú)人值守系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)以及遠(yuǎn)程監(jiān)控中心。其中壓風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)集成、遠(yuǎn)程調(diào)度中心集成是目前已經(jīng)建成的子系統(tǒng)。

壓風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)壓風(fēng)機(jī)的本地自動(dòng)化控制，主要完成了對(duì)壓風(fēng)機(jī)的部分傳感監(jiān)測(cè)與智能化控制。操作人員通過(guò)操作臺(tái)進(jìn)行相關(guān)壓風(fēng)機(jī)的控制，控制系統(tǒng)控制壓風(fēng)機(jī)的電氣執(zhí)行部件實(shí)現(xiàn)壓風(fēng)機(jī)的實(shí)際操作;同時(shí)，壓風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集傳感器參數(shù)，并通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)面板顯示。壓風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)包括以下三個(gè)部分。

1.1智能化控制方式

系統(tǒng)設(shè)有自動(dòng)、手動(dòng)、檢修三種工作方式以及本地、遠(yuǎn)程兩種控制方式。壓風(fēng)機(jī)本身可自動(dòng)工作，操作臺(tái)可進(jìn)行按鈕控制，需要完善的是計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程控制。

自動(dòng)方式：自動(dòng)方式分為全自動(dòng)和計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程控制。全自動(dòng)方式采用模糊PID控制，對(duì)監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)采用模糊規(guī)則進(jìn)行模糊推理，進(jìn)行控制參數(shù)的自整定，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)壓風(fēng)機(jī)的智能控制。

手動(dòng)方式：根據(jù)啟動(dòng)程序在操作臺(tái)面板上通過(guò)按鈕進(jìn)行壓風(fēng)機(jī)啟動(dòng)、停止及相關(guān)輔助機(jī)器的啟動(dòng)、停止控制。

檢修方式：當(dāng)系統(tǒng)產(chǎn)生故障，不能進(jìn)行自動(dòng)和手動(dòng)控制時(shí)的應(yīng)急啟動(dòng)方式?？梢栽诰偷夭倏貕猴L(fēng)機(jī)的各個(gè)設(shè)備。

機(jī)器人巡檢監(jiān)測(cè)包括：機(jī)器人啟停、機(jī)器人行走和云臺(tái)控制，機(jī)器人視頻監(jiān)控，機(jī)器人紅外成像監(jiān)控三個(gè)功能。

遠(yuǎn)程監(jiān)控中心通過(guò)安置在遠(yuǎn)程調(diào)度中心的交換機(jī)，與本地監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。在遠(yuǎn)程監(jiān)控中心可以實(shí)現(xiàn)多路巡檢視頻監(jiān)控大屏、機(jī)器人監(jiān)控視頻顯示、機(jī)器人聽(tīng)覺(jué)監(jiān)控與機(jī)器人云臺(tái)操控。監(jiān)控中心設(shè)4路遠(yuǎn)程監(jiān)控視頻，2路徑機(jī)器人紅外視頻。

遠(yuǎn)程監(jiān)控中心安置一臺(tái)遠(yuǎn)程主控PLC，實(shí)現(xiàn)與本地主控PLC的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通信。通過(guò)遠(yuǎn)程主控PLC，可實(shí)現(xiàn)壓風(fēng)機(jī)的遠(yuǎn)程操控。

1.2監(jiān)測(cè)監(jiān)控的系統(tǒng)功能

礦井自動(dòng)化監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的完成可以實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)：

1）采集、顯示壓風(fēng)機(jī)各設(shè)備運(yùn)行的電氣參數(shù)、電氣設(shè)備運(yùn)行的狀況。

2）壓風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)、停止，嚴(yán)格按啟動(dòng)程序控制各設(shè)備的起、停。

3）與礦井調(diào)度室聯(lián)網(wǎng)（千兆網(wǎng)絡(luò)）：將壓泵站各臺(tái)設(shè)備運(yùn)行的狀況通過(guò)光纖實(shí)時(shí)地傳送至礦井調(diào)度中心。

4）實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)與（原）壓風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)的連接，增加軸溫，振動(dòng)、煙霧與潤(rùn)滑油脂的傳感檢測(cè)與分析。

5）實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)度中心與本地監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)連接，包括視頻監(jiān)控，聽(tīng)覺(jué)監(jiān)控與壓風(fēng)機(jī)操控。

6）打印運(yùn)行報(bào)表和報(bào)警、故障實(shí)時(shí)報(bào)表。

7）當(dāng)壓風(fēng)機(jī)各個(gè)模塊發(fā)生故障時(shí)，利用運(yùn)行記錄的曲線對(duì)故障進(jìn)行分析和判斷，并及時(shí)報(bào)警。

結(jié)束語(yǔ)

隨著煤礦現(xiàn)代化的發(fā)展，礦山企業(yè)對(duì)于礦山設(shè)備的要求越來(lái)越高，建設(shè)智慧礦山已經(jīng)成為煤礦安全生產(chǎn)建設(shè)的趨勢(shì)。礦山設(shè)備不斷更新，安全可靠，易操作性，可監(jiān)視性、易維護(hù)性等已是最基礎(chǔ)的要求了，智能化控制和自動(dòng)化監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用可以使工作人員在計(jì)算機(jī)集控下完成各項(xiàng)工作，大大減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，極大地節(jié)省了生產(chǎn)中所需的人力資源，也保障了生產(chǎn)和系統(tǒng)的安全。

參考文獻(xiàn)：

[1]唐碩.煤礦壓風(fēng)機(jī)變頻節(jié)能改造

[2]徐杰.基于PLC與組態(tài)王煤礦壓風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)研究

[3]趙婷婷.礦井壓風(fēng)機(jī)節(jié)能運(yùn)行及其控制

作者簡(jiǎn)介：

唐志章（1973-），男，河南省鶴壁市人，高級(jí)工程師，從事煤炭機(jī)電管理工作

（作者單位：山西錦興能源有限責(zé)任公司）