某礦山通風機站遠程監控系統的改造

文麗松

(南京銀茂鉛鋅礦業有限公司，　江蘇 南京　210033)

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某礦山通風機站遠程監控系統的改造

文麗松

(南京銀茂鉛鋅礦業有限公司，江蘇 南京210033)

通過對南京銀茂鉛鋅礦井下通風系統的調查研究，發現存在風機數量多分布廣散、風機控制和管理困難、維護成本高等問題。為了更好管理通風系統，利用計算機軟件設計安裝了一套多級機站風機遠程集中監控系統，實際使用情況證明，該系統在調度監控室就能掌握風機的運行情況和參數，并且可以遠程控制風機，提高通風系統的安全性能，節約電能和人力。

井下通風；多級機站；遠程監控；網絡通訊；節能增效

1　通風系統的現狀和問題

南京銀茂鉛鋅礦業有限公司井下多級機站通風系統有三級機站，分別是+14 m機站、-325 m機站、-475 m機站。由于各機站分布較遠，原來一直采用人工手動控制，沒有風機運行狀態的監控設備，所以人員不在現場就不知道風機的運行情況，而且風量、風壓、電機狀態沒有檢測設備和顯示，也不能根據生產情況及時調整風機的開停和風速調節，給風機管理和控制帶來很大困難，既存在安全隱患也不利于節約人工成本和能源，并且在很大程度上制約了礦山井下多級機站通風系統的優越性。為了改善上述問題和缺點，需要設計實施一套風機遠程集中監控系統，以此解決礦山井下多級機站通風系統控制和管理難的問題。

2　遠程監控系統的設計

系統主要由4部分組成：放在調度室的主控計算機(帶RS-485通訊適配器)，各級風機房的遠程I/O控制柜，現場的檢測傳感器，基于RS-485通訊用的電纜、分線箱、中繼器。系統結構原理圖如圖1所示。

主控計算機與各級機站采用RS-485通訊，形成計算機通訊網絡，現場的檢測傳感器將測量到的通風巷道風量、風壓、電機頻率、軸承溫度、電壓、電流等數據送到遠程I/O控制柜，機站遠程I/O控制柜內安裝泓格PAI-7065D和PAI-7017C模塊及相應的供電線路電器元件，負責采集和處理現場的數據，并將處理后的數據通過RS-485通訊電纜傳輸數據給主控計算機。主控計算機接收各機站數據進行分析處理，將各機站風機的運行狀態和參數在監控系統畫面以圖文和數值直觀表現出來，并進行實時監測，同時還可以通過主控計算機對各級機站發送操作指令，通過RS-485通訊電纜傳輸數據給遠程I/O控制柜，機站遠程I/O控制柜內泓格PAI-7065D和PAI-7017C模塊接收指令后經過處理再對風機進行操控。

系統監控軟件是利用組態王設計開發的，在主監控畫面中列出所有風機的運行狀態動畫圖和其他功能塊按鈕。從主監控畫面可以進入各級風機監控畫面，在各級風機監控畫面中有當前風機的運行狀態、參數、歷史數據信息、遠程操作圖形按鈕及其他功能塊按鈕，可以實現對該機站風機的遠程監控。主控計算機與各級機站泓格模塊之間采用RS-485通訊，主控計算機作為主站，各級機站作為從站，并固定其網絡地址尋址。

圖1　系統結構原理

3　系統改造后實現的功能

(1) 風機的遠程和本地控制功能。在監控室可以遠程監控各級風機，在各級風機控制硐室，只要把機站遠程I/O控制柜上的(遠程/本地)轉換按鈕撥到本地控制，就可以手動控制當地風機。在本地控制時，遠程控制失效，但監測功能正常，這樣以防人員在進行檢查和維護風機時，遠程控制誤操作帶來危險。

(2) 風機的遠程反轉啟停控制。在緊急情況下，如需要反風，可以在主控計算機上操作，控制任意一臺風機反轉的啟停。

(3) 風機的遠程自動控制。根據井下不同時段通風需要，在計算機中設計編寫一套自動控制程序，通過監控系統中自動控制功能塊由計算機來控制風機的啟停。

(4) 風機開停狀態和參數的監測顯示。對每一臺風機的運行狀態，電機運行的頻率、電壓、電流、軸承溫度、巷道風量風壓等參數進行監測，并在系統監控軟件畫面上顯示。

(5) 機站通訊測試。在每個機站控制柜設置通訊測試按鈕，以便在井下各機站時能隨時了解分站與主站間通訊是不是正常，可以在現場進行調試。

(6) 數據和操作記錄及報表打印功能。計算機對操作員操作記錄、風機運行記錄、故障報警記錄、電機參數等數據進行保存、統計，根據需要可打印出報表。

(7) 操作權限設定。根據不同人員的分工和技術水平，設置了不同權限的登錄賬戶，技術人員管理權限高于一般管理人員，一般管理人員高于當班工作人員。

4　系統的使用情況

(1) 以前3臺風機需要12個人看管，安裝遠程監控系統后不再需要井下風機操作工，這樣企業每年節省的人員成本就達幾十萬，同時也能避免風機運行時產生嚴重噪音對工人的傷害，更符合礦山安全管理。

(2) 風機遠程集中監控系統建立后，技術管理人員在監控室就能實時了解全礦風機的運行情況，查找故障和數據。通過風機運行參數，能及時發現設備的一些故障，及早排除故障，減少設備損失。根據生產情況，結合巷道風量、風壓隨時對風機進行遠程開停控制，更好的進行風流風量調節，以最大程度的節約通風能耗，降低通風成本。改造后3臺風機所用電能每年降低了8萬多度電。

(3) 系統具有靈活的可擴展特性，井下延伸工程，需要加裝風機，系統只需相對應的修改程序和參數，把新增加的風機和系統聯網通訊即可，原來的機站不受影響。

(4) 該監控系統技術先進，結構簡單，通訊控制系統模塊化，維修操作方便，運行可靠。系統投入應用以來，故障少，維修成本低。

[1]穆亞輝.組態王軟件實用技術[M].鄭州：黃河水利出版社,2012.

[2]吳勇華.主通風機遠程監控系統的設計與實現[J].礦山機械, 2005(3)：9￣10.

[3]林琳，王鼎媛，徐飛.煤礦風機智能人員管理和遠程監控系統的應用研究[J].煤礦安全,2008(2)：15￣17.

[4]洪源，朱海濤，馬小平.礦井風機監控系統的設計與實現[J].工礦自動化，2006(3)：67￣69.

[5]李朝青.單片機與PC機網絡通訊技術[M].北京：北京航空航天大學出版社,2007.

2016￣04￣18)

文麗松(1980-)，男，江西吉安人，電氣工程師，主要從事礦山機電設備的管理，Email:wls198093@163.com。