礦井主扇風機監控系統總體設計研究

劉艷艷++趙瑞平++郭永慶

摘 要：在煤礦的生產過程中，煤礦主扇風機起到了關鍵性的作用，是必不可少的一個設備環節，確保煤礦主扇風機的正常運行對于煤礦整體的穩定性都有著非常重要的影響意義。在煤礦主扇風機工作的過程中，通常情況下，必須確保24小時都有專門人員進行負責，對設備的運作情況加以及時詳細的了解。基于此，為了提高生產效率，降低工人的工作量，增強煤礦安全生產的安全系數，有必要通過監控軟件對主扇風機運行現場進行實時監測控制，因此對軟件系統的設計顯得尤為重要。

關鍵詞：礦井主扇風機 監控系統 總體設計

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

在煤礦生產過程中，煤礦主扇風機的設置是確保工作安全穩定開展的重要基礎。所以做好風機的安全檢測工作，保證風機設備的正常運行是至關重要的一個工作環節。針對這一問題，設計合理的檢測控制系統是十分必要的，能夠有效的對風機實施控制以及完成日常、歷史運作的記錄工作。因此，應當選擇合理的控制方法來對風機進行控制[1～2]。

根據目前國內外技術發展現狀，風機監控系統主要有以下四種形式。

1 以人工為控制核心的監控系統

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

通過以上這種方式，安排專門的負責人員進行風機的操控工作，會造成一定的人力浪費，尤其是在夜間負責的工作人員，由于精力有限，所以經常會出現不能在第一時間精確判斷出故障問題所在的情況，從而生產環節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控系統

這一系統將單片機設定成控制核心，總體的組織框架見圖1。整個系統所選擇的是三層集散形式。由檢測元件（傳感器）對風機工作狀態數據進行采集，經各種變送器后，送入測控模塊進行處理，完成風機的實時監測、保護與控制，并通過RS485總線與中央管理計算機通訊，以實現集中監控和管理。

這一系統在控制器的問題上，選擇了單片機，是具備一定的優勢特征的。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組織方式，每一個臺風機都配備了獨立的系統加以管理，因此，每一設備之間都是單獨運行的，當某一設備發生故障的時候，其他設備依然可以保持正常的工作狀態。不過這一系統設計同時也存在一定的缺陷，RS485總線不能完成數據傳送的高效性，并且網絡整體運行的安全穩定性得不到應有的保障。因此，這一監控系統在很多風機一起運行的情況下并沒有得到廣泛的應用。

3 以工控機為控制核心的監控系統

這一組織形式的在安全可靠性能上較為突出。不過在實際的成產過程中，由于工控機通常不會放置在風機的周圍附近，從而造成信號傳輸過程中所需要經過的距離變大，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用。

4 以PLC（可編程邏輯控制器）為控制核心的監控系統

這一系統將可編程邏輯控制器設定成控制核心，PLC借助數字量模塊以及模擬量模塊來完成流程環節，針對信號實施辨別，并輸出相對應的指令信息，從而完成對系統整體的控制。

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備和監控設備，這使系統的可靠性得到提高，因而是目前較為常見監控方式。許多礦山設備已選用了PLC來代替比較重要的設備控制。PLC是當前具有創新意義的控制設備，在這一設備系統中，借助先進的科學技術把多項技術進行了有效的結合，體現出性能較強、應用靈活多變、安全穩定性能較強、環境融入性能較強、程序編制簡略、操作簡單等優勢特征。

5 結論

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

參考文獻

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

[2] 馬志軍.礦井風機在線監控系統的研究與設計[J].電腦知識與技術，2012，8（12）：2898-2900.endprint