空壓機自動控制及手機物聯應用的改造

秦 帥

（永煤煤電控股集團棗園煤業，河南 禹州 452570）

隨著我國科技及互聯網的發展，煤礦自動化水平也在提高。為減輕勞動強度、降低人工成本和減少設備故障率，決定對棗園煤業礦井四臺空壓機進行自動化控制改造。改造目標是，最大化的保證井下風動工具的正常使用又不造成風能的浪費，方便檢修，使檢修人員、管理人員能夠實時監測空壓機的運行狀態，能夠實現無人值守集中控制和手機物聯實時監測［1］。

1 空壓機房當前狀況及問題

1.1 現狀

棗園煤業礦井在用4 臺空壓機，分別為LG-38/10 型雙螺桿空壓機2 臺，PMVF200-40/10-Ⅱ型雙螺桿空壓機一臺，BLT175A-23.6/8 型雙螺桿空壓機一臺。LG-38/10 型空壓機控制方式為PLC遠程控制，PMVF200-40/10-Ⅱ型空壓機為永磁電機變頻控制，BLT175A-23.6/8 型空壓機為接觸器660V/380V升壓啟動控制，空壓機起停由值班人員現場就地啟動。正常運行2 臺LG-38/10型空壓機，當井下用風量變小時，人工切換到一臺38 m3的空壓機和一臺23 m3的空壓機。

1.2 問題

值班人員工作量大，值班人員除需巡查空壓機的運行狀態及參數外，風包每班需放水2 次。壓風機切換不及時，不能保證設備的經濟運行。同時在設備出現故障時，崗位人員不能及時發現，致使設備帶病運轉。

2 空壓機手機物聯及自動化控制改造方案

2.1 改造方案

實現4 臺空壓機聯動控制。控制系統須具備高穩定性、易操作、運行方式靈活，能遠程控制同時便于管理和維護。在主要機房設置控制監控主機，對空壓機進行控制和遠程監控，實現無人值守。檢修人員和管理人員可使用手機實時監測，出現異常時能在手機上預警，在機房內和風包處安裝網絡攝像頭，實時觀察設備運行情況。

以工業物聯云核心和蘑菇云盒控制器為載體，在確保網絡傳輸安全、可靠的基礎上，將集中控制系統、終端監控系統（電腦、手機）形成有機聯動。每臺空壓機加裝蘑菇云盒，從空壓機控制面板上取485 通訊線與蘑菇云盒485 接口連接，通過蘑菇云盒采集空壓機控制面板上的數據，再通過以太網（4GNB-loTLoRa）進行數據傳輸到云端數據處理與計算，最后通過工業物聯云傳輸到終端電腦和手機上［2］。

在手機上下載蘑菇物聯APP，登錄賬號軟件，內有實時監測、維保檔案、基本情況、歷史報警，與空壓機控制面板參數相同，實時監控設備的運行數據及狀態和控制設備的開停。在空壓機房內安裝兩臺網絡攝像頭并與電腦、手機聯機實施監控機房內的狀況。

圖1 手機物聯系統原理

圖2 自動放水系統

空壓機風包安裝自動放水裝置由電磁閥（ZQDF型DN20/AC220V）和微電腦定時器（TB-12）組成。自動放水裝置的安裝，可在不同的季節進行調制，當達到設置的時間定時器自動接通，電磁閥通電進行放水。夏季空氣濕度大風包每班放水3 次，定時器設置每3 個小時放水一次；春季、秋季、冬季空氣干燥設備每4 個小時放水一次，每次放水時間均為60 秒，并且放水的流量可調。有效的解決了風包放水的問題，不用在電腦上遠程控制，同時以低成本完成了風包放水的難題。風包放水為自動放水，不需要人員操作。并且機房內和風包處的網絡攝像頭能實時監視設備的外觀情況。

2.2 系統功能

（1）無人值守。空壓機房實現無人值守。在監控室可開停空壓機，當一臺空壓機運行壓力低于0.50 MPa時空壓機持續加載3 次自動啟動一臺空壓機，也可使用電腦直接啟停；當一臺空壓機運行壓力高于0.78 MPa設定值時空壓機持續卸載3 次，一臺空壓機會自動停機，保證壓風機高效運行和節約用電。

（2）數據實時監測。數據監測分電腦監測和手機物聯監測，主要監測每臺空壓機的排氣壓力、排氣溫度、電機定子軸承線圈的溫度、設備保養后的運行時間、油脂的潤滑時間、主電機的電流。值班人員可在監控室電腦上直接查看各個空壓機的運行參數；其他相關人員可通過設備物聯系統在個人手機上隨時監測各個空壓機的運行狀態和各項數據以及運行曲線［3］。

（3）設備故障預警。相關人員在手機和電腦上均可遠程監測空壓機的運行情況，如出現空壓機超溫、超壓、過流、過壓等故障時均能預警提示；同時當設備運行時間達到保養時間時會自動提醒，且空壓機服務商能進行遠程診斷，發現異常信息會主動提醒我們檢修，保證了礦井的供風安全［4］。

（4）設備快速維修。當設備出現異常或者故障時，檢修人員及管理人員的手機上能夠第一時間收到預警提示，得到設備運行中出現的原始故障和數據，為快速到達空壓機房，準確準備配件，提供了條件。另外還可通過物聯系統，遠程指導自行解決故障。

3 應用效果

1）空壓機手機物聯及自動化控制的應用實現了壓風機房的無人值守，提高了工作效率［5］。

2）實現電腦終端監控和手機物聯終端監控，解決了檢修人員不能及時發現設備故障信息而導致故障擴大的問題。

3）為設備的運行情況提供了數據支撐，從而能提出合理的維修和保養計劃，保證壓風設備安全運行。

4）風包自動放水裝置，解決了風包人工放水的問題。

5）使空壓機高效運行，減少做無用功，節約電能。

4 結語

經過礦井空壓機自動控制及手機物聯應用的改造應用，提高了對礦井壓風機的監測能力，保證了壓風機的安全運行，實現了壓風機聯機控制。通過遠程控制、手機物聯和自動放水裝置的接入，壓風機房徹底實現了無人值守，從而提高了礦井的綜合自動管理水平。