曉南礦通風(fēng)機集控系統(tǒng)改造

◎李艷輝 邊云飛

主扇風(fēng)機在線監(jiān)控系統(tǒng)由PLC監(jiān)控柜、監(jiān)控計算機、組態(tài)監(jiān)控軟件、現(xiàn)場傳感器及通訊網(wǎng)絡(luò)組成，核心采用西門子S7-1200系列可編程控制器，能夠可靠實現(xiàn)兩臺風(fēng)機及附屬設(shè)備的計算機控制及運行參數(shù)和狀態(tài)的采集。

一、前言

“機械化、自動化、智能化、信息化”建設(shè)是煤礦發(fā)展的必然趨勢，“機械化減人、自動化換人”的減人提效理念已經(jīng)深入人心，大型設(shè)備集控改造，實現(xiàn)無人值守是煤礦減人提效的必經(jīng)之路。

曉南礦近年來人員大批退休，但補充非常有限，造成各系統(tǒng)人員非常緊缺，必須利用先進的集中控制技術(shù)，減少甚至取消崗位人員。

國家對煤礦井下作業(yè)人數(shù)有嚴(yán)格限制，2018年9月4日國家煤礦安監(jiān)局下發(fā)了《煤礦井下單班作業(yè)人數(shù)定員標(biāo)準(zhǔn)》（煤安監(jiān)司函辦〔2018〕57號），明確提出：為從源頭上防控群死群傷事故風(fēng)險，同時引導(dǎo)煤礦企業(yè)盡快適應(yīng)當(dāng)前“招工難”的現(xiàn)狀，通過機械化、自動化、信息化和智能化減人，通過簡化生產(chǎn)系統(tǒng)減人，通過優(yōu)化勞動組織減人，以達到減少煤礦作業(yè)人數(shù)的目的。

綜上所述，通過大型設(shè)備集控改造，實現(xiàn)無人值守對煤礦減人提效有非常重要的意義。

二、主要通風(fēng)機監(jiān)控系統(tǒng)簡介

礦井主通風(fēng)機是向井下送風(fēng)的重要設(shè)備，也是大型耗能設(shè)備，對其實現(xiàn)在線監(jiān)測監(jiān)控，使之始終運行在良好狀態(tài)，對于保障煤礦安全生產(chǎn)，保護礦工生命和企業(yè)財產(chǎn)安全，降低風(fēng)機能耗具有重要意義。

研究潤滑油流量保護，保證電機潤滑效果；研究系統(tǒng)閉鎖功能，自動檢測主要通風(fēng)機開機條件，保證風(fēng)機安全運行；增加檢測精度，保證監(jiān)測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確；預(yù)留接口，為后期風(fēng)機改造打好基礎(chǔ)。

主要通風(fēng)機改造簡介：

主扇風(fēng)機在線監(jiān)控系統(tǒng)由PLC監(jiān)控柜、監(jiān)控計算機、組態(tài)監(jiān)控軟件、現(xiàn)場傳感器及通訊網(wǎng)絡(luò)組成，核心采用西門子S7-1200系列可編程控制器，能夠可靠實現(xiàn)兩臺風(fēng)機及附屬設(shè)備的計算機控制及運行參數(shù)和狀態(tài)的采集，主要功能如下：

實時在線監(jiān)測的風(fēng)機的運行工況參數(shù)，主要包括：風(fēng)機入口靜壓、全壓、風(fēng)量、風(fēng)速；電機三相繞組溫度、電機前后軸承溫度；風(fēng)機軸承溫度；風(fēng)機振動（水平和垂直方向）；潤滑油供油溫度和壓力；電機定子電壓、定子電流、有功功率、功率因數(shù)等，以及風(fēng)機開停信號、正反風(fēng)信號、潤滑油泵運行信號、風(fēng)門動作和到位信號、風(fēng)機制動器動作和位置信號、高壓開關(guān)柜運行狀態(tài)等設(shè)備狀態(tài)信號。

通過監(jiān)控計算機實現(xiàn)風(fēng)機的啟?？刂?、油站油泵控制、風(fēng)門控制等，具備實現(xiàn)設(shè)備的遠(yuǎn)程操作控制功能。

實時監(jiān)測設(shè)備運行工況狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)異常及時發(fā)出聲光報警提示，防止設(shè)備帶故障運行，報警提示采用語言報警和蜂鳴器報警相結(jié)合的形式。

監(jiān)控主機采用工業(yè)級計算機，滿足在惡劣的環(huán)境中長期穩(wěn)定可靠的不間斷運行，基本配置（不低于）：研華IPC-610L/酷睿四核CPU/4G內(nèi)存/1T硬盤/DVD光驅(qū)/光電鍵盤鼠標(biāo)/22″液晶顯示器。

系統(tǒng)監(jiān)測監(jiān)控軟件采用工業(yè)控制組態(tài)軟件設(shè)計開發(fā)，人機界面友好，操作簡單，實時顯示運行工況參數(shù)，動態(tài)顯示工藝流程圖形和設(shè)備運行狀態(tài)。

對所有模擬量監(jiān)測參數(shù)形成實時趨勢曲線和歷史趨勢曲線功能，系統(tǒng)對監(jiān)測參數(shù)定時保存到歷史數(shù)據(jù)庫，存儲保存時間為一年，可通過歷史趨勢功能隨時提取和查閱歷史數(shù)據(jù)庫任一時刻記錄點的數(shù)據(jù)和運行變化趨勢。

系統(tǒng)記錄各參數(shù)整點運行數(shù)據(jù)自動生成生產(chǎn)報表，代替人工抄錄，提供真實有效的運行數(shù)據(jù)，并可選擇存儲路徑、報表時間范圍、數(shù)據(jù)記錄間隔將報表導(dǎo)出，數(shù)據(jù)文件為excel格式，方便分析整理。

自動記錄系統(tǒng)報警信息，顯示實時報警信息和形成歷史報警記錄，記錄所發(fā)生時刻和確認(rèn)、消失的具體時間，通過歷史報警窗口可隨時進行查閱。

系統(tǒng)配備打印機，可將報警信息記錄和報表自動或手動打印輸出。

系統(tǒng)提供可靠的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)共享網(wǎng)絡(luò)接口包括 OPC、XML、WebService 等多種通訊方式，實現(xiàn)與礦調(diào)度中心或機電設(shè)備管理網(wǎng)等上一級網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，傳送全部監(jiān)測數(shù)據(jù)，提高監(jiān)控效率，適應(yīng)全礦乃至全局的信息化管理的要求。

具有在線信息系統(tǒng)功能：可以在線察看系統(tǒng)操作維護使用說明書，也可以錄入各種管理信息，如：安全操作規(guī)程、管理制度、設(shè)備檔案資料等。

三、集控設(shè)備的現(xiàn)狀

作為企業(yè)進行生產(chǎn)活動的重要物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)，設(shè)備同時也是企業(yè)固定資產(chǎn)中的固定組成部分。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，促使現(xiàn)代化設(shè)備的技術(shù)含量越來越高現(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)的大型化，集中化導(dǎo)致了設(shè)備的大型化，設(shè)備的規(guī)模越來越大是某些現(xiàn)代化設(shè)備發(fā)展的 勢 。大型設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)在近十年內(nèi)得到了前所未有的發(fā)展，它對于煤礦部門重要設(shè)備的管理維護、提高企業(yè)生產(chǎn)能力和保證安全生產(chǎn)、改進產(chǎn)品質(zhì)量都具有極大的效益，在國民經(jīng)濟各部門發(fā)展中有著十分重要的意義。

如何避免機器發(fā)生事故，尤其是災(zāi)難性事故，一直是人們極為重視的問題。長期以來，由于人們無法預(yù)知事故的發(fā)生，不得不采取兩種對策：一是等設(shè)備壞了再進行維修，該辦法經(jīng)濟損失很大，因為等設(shè)備運行到破壞為止，往往需要昂貴的維修費用，災(zāi)難性破壞需要更換設(shè)備，還可能造成人員傷亡：二是定期檢修設(shè)備，這種方法需有一定計劃性和預(yù)防性，但其缺點是如無故障，則經(jīng)濟上損失很大，而且定期檢修的時間周期也很難確定。因此，合理的維修應(yīng)是預(yù)知性的即在設(shè)備故障出現(xiàn)的早期就監(jiān)測患，提前預(yù)報，以便適時、合理地采取措施，于是故障診斷技術(shù)應(yīng)運而生。

四、集控設(shè)備的發(fā)展趨勢

未來煤礦自動化的發(fā)展，不僅要考慮煤礦開采企業(yè)的實際能力，還要對設(shè)備的總裝機容量以及單機裝機容量進行分析，并合理運用安全監(jiān)控系統(tǒng)對煤礦的開采和運輸?shù)确矫孢M行有效的監(jiān)控。針對原有煤礦自動化中的不足，也應(yīng)逐步改進和提升，以滿足我國煤礦開采的質(zhì)量和開采的能力。

五、結(jié)束語

綜上所述，煤礦自動化的發(fā)展，不僅要進行合理的技術(shù)應(yīng)用，還要切實考慮好我國的實際國情及我國煤礦自動化發(fā)展的現(xiàn)狀，并且，要從加強網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、開采機械設(shè)備的自動化、行業(yè)監(jiān)管系統(tǒng)等方面入手，對煤礦自動化發(fā)展做出全面分析和改良，只有這樣，才能逐漸完善我國的煤礦自動化，才能使之為我國煤礦事業(yè)的發(fā)展做出積極的貢獻。