煤礦通風機智能監(jiān)控技術(shù)探析

喬哲偉

（南京北路自動化系統(tǒng)有限責任公司，江蘇 南京 211199）

引言

由于礦井的通風系統(tǒng)比較復(fù)雜，當巷道出現(xiàn)變化或者機器設(shè)備運轉(zhuǎn)不正常都可能引發(fā)嚴重的通風問題。因此，應(yīng)研發(fā)一套地面與井下一體化的通風機只能監(jiān)控系統(tǒng)。

1 智能監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與組成

該智能監(jiān)控系統(tǒng)如圖1 所示。井下設(shè)置的傳感器可以對各個通風參數(shù)進行采集，同時與地面通風機運行狀況進行對比，接著將信息匯總反饋給計算機，將信息進行處理之后，這樣可以實現(xiàn)判斷、報警、控制以及相應(yīng)的反饋等，從而可以對通風系統(tǒng)進行全面的監(jiān)控。其中智能化監(jiān)控系統(tǒng)主要包括：控制中心、風機監(jiān)測分站、井下執(zhí)行元件等[1]。

圖1 智能化監(jiān)控系統(tǒng)

智能化監(jiān)控系統(tǒng)對風機的各個參數(shù)實施實時監(jiān)測，同時可以對風機的運行情況進行全面的監(jiān)測，當風機出現(xiàn)異常時，系統(tǒng)就會自發(fā)的報警。通常智能化監(jiān)控系統(tǒng)硬件通常包括：傳感器單元、執(zhí)行結(jié)構(gòu)單元、解調(diào)器單元等，其可以實現(xiàn)智能化分析問題的能力，同時設(shè)置智能化的軟件，這樣可以實現(xiàn)在線監(jiān)控風機軸承、扇葉以及電子繞組等參數(shù)，以及實現(xiàn)開關(guān)量、視頻與圖像采集等，相關(guān)工作人員能夠根據(jù)軟件界面對風機的各個參數(shù)進行觀察。該系統(tǒng)在保護風機方面發(fā)揮著非常大的作用，從而達到遠程控制以及智能化管理的目的。礦井通風智能化監(jiān)控系統(tǒng)能夠選擇遠距離信息的傳輸，當前礦井設(shè)置的設(shè)備比較齊全，從而達到井下無人看護的效果。

智能化監(jiān)控系統(tǒng)對風機的運行狀態(tài)進行監(jiān)測時，必須設(shè)置合理的傳感器。圖2 為風機上面設(shè)置的傳傳感器[2]，不同的傳感器實現(xiàn)對風壓、風量、風速、軸溫、轉(zhuǎn)子溫度、電機繞組溫度、軸承溫度、電流、電壓、大氣濕度等參數(shù)進行監(jiān)測，同時將獲得參數(shù)傳輸給PLC 控制器，經(jīng)過PLC 控制器處理之后，將模擬信號傳輸給檢測軟件，經(jīng)過處理、判斷與記錄，當CPU 高速處理之后，可以在智能終端做出反應(yīng)，這時可以依據(jù)風機故障發(fā)出報警指令。同時這時可以顯示風機故障的類型、原因以及位置等信息，從而可以幫助維修人員及時對故障點進行維修。

圖2 傳感器在風機上的布置

2 智能監(jiān)控系統(tǒng)的故障智能響應(yīng)功能

通常該智能監(jiān)控系統(tǒng)軟件在工作的過程中，軟件會對風機故障參數(shù)與正常參數(shù)進行對比，以此找到故障參數(shù)。其中指示燈包括四類：軸承故障、轉(zhuǎn)子故障、電機繞組故障、扇葉故障。通常可以借助指示燈來判斷通風機的運行情況，假如綠燈表明風機處于正常的運行狀態(tài)，紅燈表示軸承存在故障，黃燈表示扇葉存在故障，而藍燈則表示轉(zhuǎn)子處于異常狀態(tài)，而橙色則表示電機繞組的溫度不合理。當系統(tǒng)報警之后，在軟件界面顯示故障為主以及原因，從而便于維護人員進行及時的維護。

為了對智能監(jiān)控風機登錄系統(tǒng)的性能進行驗證，對某礦井下通風系統(tǒng)進行監(jiān)測。其主要涉及如下幾個參數(shù)：風機軸承溫度、扇葉好壞、轉(zhuǎn)子平衡性、電機繞組溫度等[3]。工作的過程中，傳感器采集溫度，將參數(shù)傳遞給PLC 控制器，經(jīng)過分析，將數(shù)據(jù)傳輸給CPU，接著智能軟件可以將數(shù)據(jù)進行融合與歸檔，同時依據(jù)零部件采集到的溫度數(shù)據(jù)進行綜合分析，對于發(fā)動機繞組溫度存在異常的情況下，PLC 自動化控制器得出存在異常情況，智能軟件將會做出報警的動作，同時在軟件界面呈現(xiàn)故障字樣。這時自動停機，維修人員可以對設(shè)備進行維護，這樣不僅可以提高工作效率，而且可以降低風險，提高設(shè)備的使用壽命。

3 結(jié)語

本文研究的礦井通風智能監(jiān)測系統(tǒng)不僅可以為礦井安全通風提供技術(shù)支撐，而且能夠優(yōu)化井下通風系統(tǒng)的安全性，同時可以降低維護設(shè)備成本，提高設(shè)備維護的效率。