礦井通風監測監控系統自動智能化設計

＊郭 建

（山西汾西礦業集團公司柳灣煤礦 山西 032303）

1.引言

煤礦的井下通風系統是煤礦系統的一部分。礦井的主要通風系統首先是為工作人員提供足夠的空氣，其次是新鮮空氣來稀釋有毒物質。較危險的瓦斯積聚為煤礦的安全運行制造了不利因素。如果礦井發生瓦斯爆炸或火災等事故，可以通過改善礦井通風來控制災難。當前，煤礦常用的監控系統采用繼電器作為控制裝置，其成本相對較低。但是，該系統具有許多缺點，例如結構復雜，維護困難，自動化程度低等問題，導致系統的響應也非常慢。

風機是煤礦井下通風系統中最重要的組成部分。該系統的審核是所有監視系統的核心。為了確保所有通風系統的正常運行，必須確保風機的各種參數保持動態和恒定。

2.系統結構及工作原理

(1)通風監控系統的組成

分析了大量數據，例如通風系統的溫度和厚度以及風機的運行狀況。該系統的總體結構包括設備運行狀態數據管理，數據收集系統，歷史數據分析，自動修復系統等。基于這些觀察，特別準備了以下研究。①有許多現代無線通信技術。首先，需要根據礦山的實際情況選擇合適的礦山無線電傳輸方式。經過大量研究，本文根據煤礦的特殊運行條件選擇了Wi-Fi無線數據系統。對傳感器系統的研究和分析已經完全確定了傳感器的工作條件，并且已經確定了傳感器的位置，安裝方法選擇位置。②使用不同的監視傳感器來獲取跟蹤參數。大多數監視參數是灰塵，空氣溫度，相對濕度，風機參數等。預測系統過程中的問題并及時糾正它們，以使監視系統保持良好的工作狀態。③檢查風機的運行狀態和狀況，以確保風機正常運行。

(2)系統工作原理

煤礦通風系統通常安裝兩個主要風機，如果一個風機發生故障或需要維修，則另一個風機必須打開。根據礦井通風的要求，風機始終配備兩套風機。一種用于吸入，另一種用于增加吸入速率。為了在兩個風機彼此不干擾的情況下方便控制，每個風機都配備有獨立的電動機來供電。處理設備中安裝的各種傳感器中記錄的參數由處理設備數字化，并且可以通過WLAN傳輸和無線傳輸從主控制系統的PLC中獲取，并且PLC可以將記錄的數據與常用值進行比較。使它執行標準測試，發送警報或正常運行的信號，最后自動智能地識別通風系統的所有檢查。

3.控制硬件組成

通風監控系統的風機控制硬件主要包括數據處理系統和電路。監控系統硬件電路如圖1所示。

圖1 監控系統硬件電路

(1)數據處理系統

為了盡快開發和識別系統，驗證系統的有效運行并確保可靠性，選擇了現代的AVR開發板作為研究的基礎。AVR微控制器具有出色的性能和低功耗。該微控制器非常堅固，使用壽命長，可以清洗并記錄100,000次。

(2)外圍電路

外圍電路由電源和電路組成。（包括存儲電路，轉換器電路，顯示電路等）使用特定的顯示模塊格式顯示圖片，顯示布局，該模板包含100多個圖形字符，例如字母，數字，標點符號。

由于網絡故障，存儲系統中的臨時網絡中斷會影響編譯器收集的各種參數和數據，并會阻止下載。為了避免數據丟失，收集的信息應以存儲格式臨時存儲。系統中使用的存儲設備對于讀取和寫入保護是安全可靠的。數據收集系統：接收系統的功能是將接收設備收集的數據轉換為傳輸信號，然后通過無線電發射機將信號發送到控制處理系統。每個傳感器的發射器信號都是電壓信號。由于傳感器信號的輸出電壓非常低，因此需要換能器來增加電壓。

(3)系統溫控程序

風機控制是任何監視系統的主要設備，并且具有啟動風機的能力。設備必須首先檢查地面空氣溫度，風機運行情況和灰塵顆粒濃度數據。為了調整鉆孔，操作員必須調整風機的運行參數。通過對微控制器進行編程，可以實現以下目標：溫度處于正確的溫度，風機處于閑置狀態，溫度稍微接近或高于上限，風機低速運行，并且溫度更高風機也將超過指定的上限運行。

4.人機交互及PLC抗干擾

(1)人機交互系統

人機通信系統是使用觸摸屏PLC內核設計和開發的。監視和控制操作員可以通過人機計算機通信為每個參數配置預定義值。可以查詢、分析收集和傳輸的信息，可以進行手動和自動控制，并可以根據實際情況設置操作標準。同時，系統繪制歷史數據圖，以便主機可以根據變化趨勢預測每個參數并采取適當的預防措施。

(2)PLC抗干擾系統

由于煤礦的特殊運行條件，設備故障的可能性比在地面上高得多，PLC是監控系統的重要組成部分。如果此組件發生故障，則所有監視系統將無法正常運行。為了確保監視系統的正常運行，必須采取特殊措施以防止PLC中斷。斷開盡可能多的I/O電源電纜端子。系統中使用的傳輸線必須具有較高的屏蔽性能。保護層也必須接地，以防止靜電在保護層中積聚。為防止PLC故障，請檢查PLC工作環境的溫度和濕度，工作區域的濕度應小于85%，溫度應保持在0℃-50℃以下，以防止PLC損壞。由于外力的作用，PLC周圍應該沒有振動源，PLC應該承受沖擊，并且減震橡膠應該放在PLC的頂部并與電氣柜接觸。

5.礦井通風安全監測監控系統的主要技術探討

目前，礦井通風安全監控系統的核心技術在應用過程中仍然受到諸多因素的影響，其穩定性需要注意傳感器的校驗質量。傳感器在監控系統的通風安全中起著重要作用。在建立安全通風系統時，質量必須符合礦山建設標準。而傳感器的穩定性可以有效的預防和減少安全事故的發生，確保礦井財產和員工生命安全。因此，傳感器的采購必須嚴格控制產品質量，并且在傳感器投入使用之前，必須分析和測試適應性問題，比較其性能，消除潛在的安全隱患。

關注技術創新新時代的背景和創新時代產業發展的必然趨勢。仍有許多創新與新時代保持同步。甚至安全通風系統對項目來說都是新的。但是，仍然存在受到外部因素影響的潛在風險。因此，在今后的建設中，應組成一支合理的科研團隊，并根據自身情況組成一支高素質的專業團隊，研究缺陷。必須及時更換和維修，特別是在防雷方面。例如，在雷電事故之間建立安全區，使用保護區和中央車站，并采取有效的防雷措施，以減少雷電事故。另外，設備維護非常重要。日常設備維護對于設備的使用壽命特別重要。設備的操作員和維護人員必須制定完整的維護計劃，并提供有效的維護系統，以使設備的日常維護與實際維護保持一致。同時，有必要縮短必要設備的維護和保養以使其短路，并采取預防措施以防止發生安全事故。

6.總結

本文分析了通風檢查系統的現狀，并詳細分析了現有通風檢查系統存在的問題。礦井通風監控系統由人機界面技術和Wi-Fi無線傳輸技術組成。系統設計基于PLC，進一步提高了PLC的降噪能力，具有執行速度快、穩定性高的特點，并快速維護，改善煤炭公司安全系數，降低生產成本和改善礦井通風監控系統的新思路。