曉南礦通風機集控系統改造

◎李艷輝 邊云飛

主扇風機在線監控系統由PLC監控柜、監控計算機、組態監控軟件、現場傳感器及通訊網絡組成，核心采用西門子S7-1200系列可編程控制器，能夠可靠實現兩臺風機及附屬設備的計算機控制及運行參數和狀態的采集。

一、前言

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

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

國家對煤礦井下作業人數有嚴格限制，2018年9月4日國家煤礦安監局下發了《煤礦井下單班作業人數定員標準》（煤安監司函辦〔2018〕57號），明確提出：為從源頭上防控群死群傷事故風險，同時引導煤礦企業盡快適應當前“招工難”的現狀，通過機械化、自動化、信息化和智能化減人，通過簡化生產系統減人，通過優化勞動組織減人，以達到減少煤礦作業人數的目的。

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

二、主要通風機監控系統簡介

礦井主通風機是向井下送風的重要設備，也是大型耗能設備，對其實現在線監測監控，使之始終運行在良好狀態，對于保障煤礦安全生產，保護礦工生命和企業財產安全，降低風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；研究系統閉鎖功能，自動檢測主要通風機開機條件，保證風機安全運行；增加檢測精度，保證監測數據準確；預留接口，為后期風機改造打好基礎。

主要通風機改造簡介：

主扇風機在線監控系統由PLC監控柜、監控計算機、組態監控軟件、現場傳感器及通訊網絡組成，核心采用西門子S7-1200系列可編程控制器，能夠可靠實現兩臺風機及附屬設備的計算機控制及運行參數和狀態的采集，主要功能如下：

實時在線監測的風機的運行工況參數，主要包括：風機入口靜壓、全壓、風量、風速；電機三相繞組溫度、電機前后軸承溫度；風機軸承溫度；風機振動（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、功率因數等，以及風機開停信號、正反風信號、潤滑油泵運行信號、風門動作和到位信號、風機制動器動作和位置信號、高壓開關柜運行狀態等設備狀態信號。

通過監控計算機實現風機的啟停控制、油站油泵控制、風門控制等，具備實現設備的遠程操作控制功能。

實時監測設備運行工況狀態，發現異常及時發出聲光報警提示，防止設備帶故障運行，報警提示采用語言報警和蜂鳴器報警相結合的形式。

監控主機采用工業級計算機，滿足在惡劣的環境中長期穩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內存/1T硬盤/DVD光驅/光電鍵盤鼠標/22″液晶顯示器。

系統監測監控軟件采用工業控制組態軟件設計開發，人機界面友好，操作簡單，實時顯示運行工況參數，動態顯示工藝流程圖形和設備運行狀態。

對所有模擬量監測參數形成實時趨勢曲線和歷史趨勢曲線功能，系統對監測參數定時保存到歷史數據庫，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據庫任一時刻記錄點的數據和運行變化趨勢。

系統記錄各參數整點運行數據自動生成生產報表，代替人工抄錄，提供真實有效的運行數據，并可選擇存儲路徑、報表時間范圍、數據記錄間隔將報表導出，數據文件為excel格式，方便分析整理。

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

系統配備打印機，可將報警信息記錄和報表自動或手動打印輸出。

系統提供可靠的標準數據共享網絡接口包括 OPC、XML、WebService 等多種通訊方式，實現與礦調度中心或機電設備管理網等上一級網絡監控系統聯網，傳送全部監測數據，提高監控效率，適應全礦乃至全局的信息化管理的要求。

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

三、集控設備的現狀

作為企業進行生產活動的重要物質技術基礎，設備同時也是企業固定資產中的固定組成部分。隨著科學技術的發展，促使現代化設備的技術含量越來越高現在工業生產的大型化，集中化導致了設備的大型化，設備的規模越來越大是某些現代化設備發展的 勢 。大型設備狀態監測與故障診斷技術在近十年內得到了前所未有的發展，它對于煤礦部門重要設備的管理維護、提高企業生產能力和保證安全生產、改進產品質量都具有極大的效益，在國民經濟各部門發展中有著十分重要的意義。

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

四、集控設備的發展趨勢

未來煤礦自動化的發展，不僅要考慮煤礦開采企業的實際能力，還要對設備的總裝機容量以及單機裝機容量進行分析，并合理運用安全監控系統對煤礦的開采和運輸等方面進行有效的監控。針對原有煤礦自動化中的不足，也應逐步改進和提升，以滿足我國煤礦開采的質量和開采的能力。

五、結束語

綜上所述，煤礦自動化的發展，不僅要進行合理的技術應用，還要切實考慮好我國的實際國情及我國煤礦自動化發展的現狀，并且，要從加強網絡系統、開采機械設備的自動化、行業監管系統等方面入手，對煤礦自動化發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的發展做出積極的貢獻。