煤矿压风机远程自动控制系统的设计

摘要：在矿井煤炭生产过程中，风钻、风镐以及掘进机等多种设备动力均来

源于井下压风，压风系统是确保煤矿井下正常生产的基础系统之一。现阶段矿井

地面压风机多采用人工控制方式，即压风设备运行、状态监测以及参数设定等均

依靠作业人员现场控制，此种压风机控制方式存在效率不高、用工量大以及控制

方式落后等问题，不仅难以保证井下压风管路供气质量，而且影响压风机使用寿命。本文基于煤矿压风机远程自动控制系统研究现状，以PLC控制技术为基础，

结合传感器技术与KingSCADA技术为煤矿压风机设计远程自动控制系统。

关键词：煤矿；压风机；远程自动控制

引言

煤矿压风机能为矿用风动机械设备提供动力，是保障煤矿巷道通风的核心设备，对煤矿安全生产至关重要。当前我国大部分煤矿的压风机系统仍然通过人工

就地控制来完成系统设备的启停、运行参数的调控以及故障监测等，人工控制模

式效率低下，且精准度不高，容易出现因操作不当或操作不及时引起的煤矿通风

事故。随着智慧矿山概念的提出以及PLC自动化控制技术的发展，煤矿大型机电

系统的自动化控制成为煤矿发展的重要方向，本文主要研究基于PLC控制技术的

煤矿压风机自动化控制系统，旨在实现煤矿压风系统风量调节、风压调节、运行

参数实时监测以及故障联锁联动等功能的自动化，实现压风系统控制智能化。

1空压机自动化系统结构及功能

1.1空压机自动化系统结构组成

在地面空压机房布置的自动化控制系统结构包括有监控PC、监测控制柜、流

量传感器、电量参数模块、压力变送器等，监控上位机控制系统依据动态网编制。自动化控制系统核心为S7-200PLC，可实现对空压机的运行监测与控制。自动控

制系统中电量参数模块、PLC扩展模块、模拟量监测模块（EM231）、通信模块

（CP243-1）、传感器等均采用监控柜内24V电压供电；PLC与地面4台空压机间通过屏蔽电缆实现通信。自动化控制系统功能包括有空压机运行参数监测、故障信息监测等，并通过通信系统将信息传输给控制系统上位机。

1.2空压机自动化控制系统功能实现

采用自动化控制系统可实现空压机、相关管线控制阀门间连锁控制，同时可实现空压机远程启动、停止以及就地控制。自动化控制系统具备有手动、远程自动控制两种相互独立控制模式。手动控制时各台空压机均独立运行，适宜于空压机设备检修或者故障隐患排查时使用；远程自动控制时地面的4台空压机可实现联机运行，可依据井下压缩空气消耗量、管网压力变化情况控制空压机运行。当井下用风量增加、个别空压机出现故障以及压风管网压力下降时，可自动开启备用空压机；当用气量减少时则自动减少地面空压机运行数量，不仅可满足井下压风使用需要，而且可降低空压机整体能耗。为平衡各台空压机运行时间，并增强空压机使用寿命，自动控制系统对空压机控制时按照“先开先停、先停先开”原则，尽量保持各空压机使用时间相近。采用通信系统以及相关监测传感器对空压机运行参数进行监测，具体运行参数包括有管内压力、排气温度、排气压力、管内流量、空压机电流及电压等，监测参数会实时传输给监控上位机，并提供报警信息查询、历史数据查询以及监测报表打印等服务。在人机交互界面或者监控上位机可实时显示空压机故障、压力、温度、电流及电压等监测曲线，并可通过监测曲线变化对空压机运行状况进行分析。当监测到管网压力降低至预警值以内且无法及时升压，空压机运行出现故障时，自动化控制系统即会发出故障报警。

1.3空压机自动化控制系统通信方式

触摸屏、PLC等均布置在空压机监控柜内，由于通信距离短，为此选用的通信方式为MPI，PLC与各空压机间采用MODEBUS方式、与监控中心间采用以太网通信方式。

1.4自动化控制平台

控制平台通过KingSCADA软件实现控制指令以及监测参数传输。在控制平台内设计有账户管理、视频监控、数据查询、运行控制等多种操作界面，可实现空

压机运行自动化监测以及控制。在空压机监控柜内的PLC控制系统将监测获取到

的各参数通过MODE-BUS方式传输给上位机，上位机首先会关联各数据变量，然

后对监测数据进行显示。通过采用自动化控制平台，操作人员在监控中心可实时

掌握压风机运行情况，并远程控制空压机运行。

2压风机自动控制系统功能

2.1监控功能

（1）实际环境中，压风机工作过程的监控，主要监控管道流量、排气压力、管内压力、排气温度等数据。（2）其他受控设备的状态监测，主要监测冷风机

电动机、压风机的电气参数，阀门开关状态信息、冷却系统冷却水流量参数等。

2.2曲线查询功能

（1）在工作周期内，系统运行参数曲线查询，主要有各个设备的排气压力、流量、温度的时间曲线，电动机电流、电压的曲线，以及故障信息曲线。（2）

所有可查询信息的打印。

2.3控制功能

（1）提供三种控制方式，即手动控制、自动控制和集控控制，适应相关设

备的独立检查和维修，自动化要求和一键启动的需要，系统风压低时，能够实现

自动补压，系统风压高时，能够实现自动停机降低风压，进而实现无人进行开守

的状态。（2）针对于多台压风机系统，通过对排气温度数据以及压风管路压力

数据的收集，按照控制逻辑原则实现自动调整多台压风机的启动和停止。

2.4报警功能

当系统在工作时如监测到参数和正常值有很大的差距，将参数传输到控制柜PLC，开启报警程序。根据不同的故障信息，对应的控制逻辑是有差别的，对于

那些对系统正常运行不造成影响的故障，只是开启声光报警，并且将相应的故障

进行记录，通过故障显示界面显示出来。然而对于那些对系统正常运行造成影响

的或者影响主功能实现的故障，通过启动停止系统的某些设备或者是停止整个系统，直到故障完全被排查解决以后，才能够重新启动系统或者设备。

3工业试验分析

在某煤矿中将设计的煤矿风压机远程自动控制系统进行工业试验，基于远程

控制系统，通过对1号、2号、3号和4号风压机的远程控制，实现远程开机和

关机的任务，并且在系统运作时监测风压机电流、电压以及工作状态等重要的数据；同时能够实现4台分压机的相互切换。在对风压机进行半年的试验以后，可

以得出在远程自动控制系统下，风压机能够实现稳定运行，且系统数据更新实时

性强的优点。

结束语

为提高矿井地面空压机运行效率并实现对空压机远程控制，文中结合某矿实

际情况基于PLC构建一种空压机自动化控制系统，该控制系统可实现空压机运行

参数监测、远程集中控制、故障预警等。在该矿进行现场应用后，该自动化控制

系统运行可靠，可大幅提升空压机运行自动化控制水平。通过在矿井采用空压机

自动化控制系统，可在一定程度上降低空压机故障发生率以及后续故障处理时间，为自动化、智能化矿井构建奠定一定基础。

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空压机自动化监控方案设计

空压机自动化监控方案设计本文以枣矿集团田陈煤矿压风机房改造项目为背景，研究了自动监控系统来监控空压机的运行。把4台智能空压机组成网络，并对风包、冷却水水泵等进行改造，实现整个压风机房的在线实时监测和智能控制，从而达到无人值守的目的。下面是小编为大家整理的空压机自动化监控方案设计，欢迎阅读。空压机房配置四台智能型空压机，智能型空压机本身具有参数监测、自动控制及保护等功能。现场配置四台冷却水泵，为空压机提供循环冷却水，风包以一对一方式设置。压气系统压缩机排气温度、排气压力、风包压力、风包温度等参数；冷却水系统冷却水进水口压力；电机系统电机电压、电流、螺杆温度等；供电系统电压、电流、有功、无功、功率因数、电量及频率等；系统主要由各类传感器、电动阀、PLC控制柜、带触摸屏的西门子S7-300 PLC及模拟量输入模块、数字量输入模块、数字量输出模块、串行通信模块及以太网通信模块等组

成。采用集中管理、分散控制系统结构。系统的现场测量控制主要由各类传感器、变送器及执行机构完成。对于空压机本体，由于选用的是智能型的设备，所需传感器及执行机构本身已有，无需再添加。智能空压机都提供有通信接口，所以只需通过通信电缆连接到PLC系统中，通过在PLC中编程即可实现对空压机的自动监控。压风机房风包部分需要加装以下设备：风包压力变送器、风包温度变送器、风包排污口阀门应选用电动阀。压风机房冷却水水泵的出水口阀门也应选用电动阀。电动阀及水泵的控制通过数字量输入输出模块实现。压风机供电系统的监控通过高压柜内装设的微机综合保护装置实现，综保都具有通信功能，通过其通信接口可以与PLC连接，通过在PLC内编程即可实现压风机供电参数的采集、开关的遥控分合闸等功能。 PLC集中控制柜设于压风机房内，PLC选用西门子S7-300系列，性能稳定而可靠。集控柜装设有触摸屏，操作人员可通过该触摸屏查看各台空压机的实时运行情况，如操作员权限符合要求，还可向空压机发出命令，进行各种控制操作。 PLC集中控制柜内装设有以太网通信模块及光端机等设备，可方便地与调度中心通信。在调度中心设有高性能工业控制计算机、打印机等设备，并装有后台监控软件，可实现对压风机房的远程集中控制，最终实现无人值守。

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矿井通风智能化管控系统设计摘要：对于矿井通风智能化管控系统，为实现需求，设计模块化通风智能化管控系统，这能实现通风系统智能化管控和专人巡检运行，进而提高了安全性、可靠性和风量调控的精准性，并降低了通风能耗，减少了管理人员工作量。关键词：矿井通风；矿井通风智能化管控系统；智能化调风引言：智能矿山建设是将数字化、智能化以及信息化等技术综合应用到矿井生产系统中，提高煤炭生产效率以及安全保障能力。现阶段矿井智能化建设仍处于初期阶段，部分矿井已构建智能化综采工作面，在一定程度提升采煤工作面效率及工作面作业人员数量。通风是煤炭生产系统重要组成单元，将现代化控制技术以及信息处理技术等融合到通风系统中，依据井下需要调整供风量并在异常情况下提供调整策略，对提升矿井通风系统效率具有一定促进作用。文中就结合山西某矿生产现状及现有通风设备水平，针对性提出智能化改造技术方案，以期能在一定程度提升矿井通风效率。 1.智能通风系统构架构建的智能通风系统应用智慧矿山结合，实现通风隐患判别、通风参数感知以及通风构筑物协同控制等功能。当前，随着智能化煤矿建设步伐的加快，智能化矿井的建设已朝着构建功能较为完备且可靠性较强的通风监控系统前进，但未能实现智能化控制，现场应用时存在的主要问题包括有：通风系统监测设备较少、监控精度较低，井下风窗、风门等通风构筑物未能实现远程控制；采用的安全监控系统无法实现自动分析及预警等功能；风网解算以及风量分配等均通过人工方式实现，存在准确率底、效率不高等问题；通风图纸无法实现自动生产。以矿井井下各监测设备监测参数为基础，构建矿井通风三维可视化平台及三维模型，实现通风监控及决策智能化控制。综合使用遥测感应、超声波等技术对井下通风巷道内风压、风速、相对湿度及温度等参数进行实时测定，当监测参数变化幅度超过预先设定值后，监控中心会自动发出预警信息，并向通风系统智能决策平台传

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煤矿智能通风控制系统研究摘要：本文研究智能通风控制系统，提出智能控制策略和控制系统设计方案，实现通风系统智能调节风速、风量和故障实时监测，提高通风系统的安全性和节能性。系统硬件结构分为井下控制站和井上上位机，控制站选择STM32为主控制器，实现对井下多种传感器数据的采集、处理和传输，且实现对主备风机的控制。上位机实现风机控制算法及故障诊断算法的实现和执行，实现对风机故障的诊断与预测，提高生产的安全性。关键词：通风系统；智能控制；故障诊断； 1 前言 1 智能控制技术是自动控制技术在多交叉学科上的重要延伸，在石油、煤炭、医疗等行业起到重要作用。例如智能化煤矿对于信息的实时获取过程伴随有众多智能控制技术，智能机器人控制、智能故障诊断、智能调度和控制等对于井下工作的实时监控和人员安全保障具有重要的作用。智能控制技术从工程领域角度包括智能控制与系统两个方向。所谓的智能是能有效的传递和处理信息的过程，实时的智能控制系统是一个复杂、非线性、时变的系统，准确控制系统的性能，需要从以上所述的两个方面进行性能分析。我国是煤炭资源大国，分布在山西、内蒙等地的大型煤矿中通风系统是必不可少，井下通风状况的实时监测对于煤矿的安全生产和人员安全具有举足轻重的作用[1]。瓦斯的防控工作是煤矿安全生产的重要环节，瓦斯事故的直接原因均与矿井通风状况有关，通风系统设计不合理、设施不完备等状况，因此针对智能控制技术进行分析，建立一套智能化通风控制系统是十分必要的[2]。 2 智能控制系统

智能控制系统是随着大数据进程的不断发展衍生出的高度复杂的系统。智能控制系统结构如图1所示，感知信息处理是处理来自传感器的信息，根据智能算法不断辨识、感知和整理所需的数据。认知部门是针对存储的知识和经验数据进行分析推理，做出决策并送入执行和控制单元。规划和控制是整个系统的核心，根据给定任务的要求、反馈信息以及经验信息进行推断决策、动作规划，最终产生具体的控制效应，并通过执行器进行执行。从前端的传感器到中央控制器到执行器形成一套完整的执行和反馈系统，即所谓的智能控制系统。图1 智能控制系统的结构智能控制系统应具备学习能力、适应性强、鲁棒性、实时性、人机交互等性能，对各种故障具有自诊断、屏蔽和自恢复的功能。智能控制系统可以分为分级递阶智能控制系统、专家控制系统、模糊控制系统、神经网络控制系统、基于规则的仿人智能控制系统、集成智能控制系统和组合智能控制系统等。 3 智能通风控制系统智能通风控制系统必须能够实现主备风机自动切换，对瓦斯浓度、风压、风速、温度以及运行的状态实时监测等工作。根据实际工况的需要，能够实现远程数据传输及控制，并实时进行信息的反馈。智能通风控制系统具体完成的工作如下所示： (1)根据井下工作环境进行判断实时自动控制风速。一线的掘进工作面供风需求主要与瓦斯浓度、烟尘浓度、工作面深度、风机阻力和工作面的温度共同决

煤矿压风机远程自动控制系统的设计

煤矿压风机远程自动控制系统的设计摘要：在矿井煤炭生产过程中，风钻、风镐以及掘进机等多种设备动力均来源于井下压风，压风系统是确保煤矿井下正常生产的基础系统之一。现阶段矿井地面压风机多采用人工控制方式，即压风设备运行、状态监测以及参数设定等均依靠作业人员现场控制，此种压风机控制方式存在效率不高、用工量大以及控制方式落后等问题，不仅难以保证井下压风管路供气质量，而且影响压风机使用寿命。本文基于煤矿压风机远程自动控制系统研究现状，以PLC控制技术为基础，结合传感器技术与KingSCADA技术为煤矿压风机设计远程自动控制系统。关键词：煤矿；压风机；远程自动控制引言煤矿压风机能为矿用风动机械设备提供动力，是保障煤矿巷道通风的核心设备，对煤矿安全生产至关重要。当前我国大部分煤矿的压风机系统仍然通过人工就地控制来完成系统设备的启停、运行参数的调控以及故障监测等，人工控制模式效率低下，且精准度不高，容易出现因操作不当或操作不及时引起的煤矿通风事故。随着智慧矿山概念的提出以及PLC自动化控制技术的发展，煤矿大型机电系统的自动化控制成为煤矿发展的重要方向，本文主要研究基于PLC控制技术的煤矿压风机自动化控制系统，旨在实现煤矿压风系统风量调节、风压调节、运行参数实时监测以及故障联锁联动等功能的自动化，实现压风系统控制智能化。 1空压机自动化系统结构及功能 1.1空压机自动化系统结构组成在地面空压机房布置的自动化控制系统结构包括有监控PC、监测控制柜、流量传感器、电量参数模块、压力变送器等，监控上位机控制系统依据动态网编制。自动化控制系统核心为S7-200PLC，可实现对空压机的运行监测与控制。自动控制系统中电量参数模块、PLC扩展模块、模拟量监测模块（EM231）、通信模块

基于PLC的煤矿压风机自动控制系统分析

基于 PLC 的煤矿压风机自动控制系统分析摘要：我国是一个煤矿资源相对丰富的国家，煤矿的开采及使用为我国经济建设以及社会发展提供了充足的物质保障。压风机是煤矿开采过程中至关重要的设备，主要用于为井下气动工具提供动力，同时为井下提供新鲜的空气，排除有害的气体与粉尘，确保煤矿的安全开采。传统的煤矿压风机系统自动化程度较低，设备的开启及停用均依赖于人工操作，井下的稳定供气无法得到保障，为矿井的安全生产留下了安全隐患。基于PLC设计并实现煤矿压风机自动控制系统，既提升了煤矿开采的可靠性，又降低了系统能耗，对于践行能源安全战略观有着重要的意义。关键词：PLC 煤矿压风机自动控制一、压风机及压风机自动控制系统的工作原理分析（一）压风机的工作原理压风机的工作原理如下：电机在运行过程中会使主动轴产生转动，主动轮上的齿轮同时带动从动轮上的齿轮，并使其按照相反的方向进行转动，啮合的转子相随转动，机壳与转子构成一个空间，当有气体从进气口进入该空间后，气体被压缩并被排出出气口，另一个转子则转到与第一个转子在压缩开始的相对位置，与机壳的另一边形成一个新空间，进而通过连续的运动实现鼓风。压风机可以为井下气动工具提供动力，同时为井下提供新鲜的空气，排除有害的气体与粉尘，在实际工业生产过程中得到了广泛的应用。（二）压风机自动控制系统的工作原理传统压风机的控制方式为人工控制，基于冷却水系统控制压风机，该控制系统只有一级或者二级排气压力模拟仪表，由于压风机的启停控制操作较为复杂，

且在煤矿开采过程中需要频繁的进行压风机控制，在压风机控制过程中很容易因为人为因素而导致事故发生，同时人工控制方式下，压缩空气的质量无法得到保证，不利于管理工作的开展，从一定程度上制影响了矿山自动化系统的实现。在实际的工业生产过程中，为了确保井下工作的顺利开展，需要多台压风机同时作业，而压风机的能耗较高，多台压风机同时作业产生的功耗较大。基于PLC的煤矿压风机自动控制系统自主控制电机与高压风机，高压控制柜主要由以下几个部分组成：温度传感器、电量采集模块、压力传感器、电动阀、开停传感器、PLC 主控制器等。PLC作为一种专用于工业环境下的数字运算操作电子系统，具有可靠性、准确性以及节能等特性，有效提升了压风机控制系统的自动化水平，既有助于降低企业的成本，也有助于降低生产风险，为煤矿企业的健康发展提供保障。二、基于PLC的煤矿压风机自动控制系统控制方式分析结合煤矿开采过程中的实际需要，基于PLC的煤矿压风机自动控制系统的控制方式设计为手动控制、集控以及自动控制。三种控制方式之间存在着优先级关系，手动控制优先级高于集控与自动控制。手动控制的方式通常适用于自动控制系统设备的调试以及系统运行过程中的特殊需求，当出现需要手动控制的情况时，相关工作人员对煤矿开采现场的压风机进行手动的启动、停止操作，此时各设备间的联锁关系处于失效状态。集控方式可以实现煤矿压风机的一键启动及停用，做到对系统运行过程中相关参数的实时监控。在工业生产中通常是多台压风机共同工作，多台压风机间的联锁控制是自动化控制系统的关键，当压力变送器测定的压风系统风压低于启动值时，通过联锁控制增大风压。当压力变送器测定的压风系统风压高于启动值时，压风机组的停机压力则需要设定为不同值，实现多台压风机的逐级停机。在自动控制系统下，冷却系统的启动需要满足以下条件，有且至少有一台压风机处于运行状态，压风机的进水温度需满足条件。通过冷却风机、离心泵联动启动，进而实现压风系统冷却降温，给煤矿的顺利生产提供坚实保障。三、基于PLC的煤矿压风机自动控制系统功能分析（一）监控功能

矿井空气压缩机智能监控研究与实践

矿井空气压缩机智能监控研究与实践近年来矿井风动机械的驱动、压风自救设施的投入都对安全稳定的压风供给提出了更高要求。KC/YF-II型压风机远程监控系统集中了智能数据采集和通讯、逻辑控制、组态编程、图像监控以及光纤网络通讯等先进成熟技术，可靠实现压风机和附属设备的远程电气化智能控制，具备现场无人值守的功能和条件，达到增强设备运行管理效能和减员增效的目的，是打造数字化矿井发展方向的必要需求。标签：电气化智能;远程监控;减员增效 1 概况 1.1矿井压风系统概况：本矿井采用型号为LS32-450H WC螺杆空气压缩机、公称容积流量62.6m?/min、额定排气压力0.8mpa、最大排气压力0.86mpa、机组输入比功率6.75KW/（m?/min），5台机组并列运行。压风机远程监控系统由远程监控站、现场控制站（PLC）、现场传感器和执行机构、视频监控系统、光纤通讯网络等组成，与外冷却系统共同构成矿井空气压缩机电气化智能系统。 2 监控系统的控制模式 2.1 上位机远程控制模式设置压风机控制面板，将控制方式由“挂起”设置为“遥控”，在上面板按一下“停车”键，“NO”指示灯变成闪烁状态时，即表示压风机可以随时远控; 将PLC 监控柜的控制转换开关切换到“远控”位置。就地控制模式：设置压风机控制面板，将控制方式设置为“挂起”，面板“NO”指示灯灭;此时，可通过压风机控制面板就地启停设备。上位机操作方法进入运行系统启动计算机，运行桌面“大兴矿压风机监控系统”监控软件，首先进入运行主界面，主界面实时显示4台压风机、风包、冷却水泵、水池和电动阀门等设备的运行工况参数和动态显示设备运行状态，通过选择功能按钮可进入不同功能界面。 3 设备远程控制 3.1 压风机远程控制操作顺序控制方式显示为“遥控”→选择“登录/注销”按钮进行操作权限登录→ 选择“2#机控制面板”按钮进入控制面板界面（如图所示）→ 打开进水阀（行程时间约20秒），阀位信号指示“开到位” → 点击“手动启动”按钮完成机组启动，停机操作过程。

煤矿压风机远程自动化控制系统的研究与应用

煤矿压风机远程自动化控制系统的研究与应用煤矿压风机是煤矿井下的重要设备，它通过将新鲜空气送入井下供矿工呼吸，同时排出井下的有害气体，保障了矿工的安全作业。近年来，随着信息化和自动化技术的发展，煤矿压风机远程自动化控制系统得到了广泛应用，极大地提高了煤矿生产的效率和安全性。本文将对煤矿压风机远程自动化控制系统的研究与应用进行探讨。 1. 控制系统架构煤矿压风机远程自动化控制系统通常由数据采集模块、控制计算机、远程通信模块和监控终端组成。数据采集模块用于采集压风机运行状态的各项参数，如压力、温度、电流等。控制计算机通过对采集的数据进行处理，实现对压风机的自动控制。远程通信模块则用于实现控制计算机和监控终端之间的数据传输，监控终端则可以远程监控和调整压风机的运行状态。 2. 自动化控制算法对于煤矿压风机的自动化控制，传统的PID控制算法已经不能满足当今煤矿生产的需求。人们开始使用模糊控制、神经网络控制及模型预测控制等高级控制算法来实现对压风机的精确控制。这些算法可以根据实际情况动态调整参数，提高系统的响应速度和控制精度。 3. 安全监测系统煤矿压风机的安全监测系统是整个远程自动化控制系统中至关重要的一部分。通过对压风机的运行状态进行实时监测，可以及时发现并排除潜在的安全隐患，保障矿工和设备的安全。 1. 提高生产效率煤矿压风机远程自动化控制系统可以实现对压风机的远程监控和自动调节，减少了对操作人员的依赖性，大大提高了生产效率。而且，系统可以根据实时的矿井情况动态调整压风机的工作状态，使其始终处于最佳状态，进一步提升了生产效率。 2. 提升安全性 3. 降低运行成本自动化控制系统可以实现对压风机的精确控制，避免了在矿井的生产操作中出现由人为操作带来的不必要损耗。系统可以对压风机的运行情况进行全面和精确的监测，实现对矿井通风系统的合理优化，最终降低了运行成本。

空压机远程监控系统的设计与实现

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/c419043977.html, 空压机远程监控系统的设计与实现作者：张吉同来源：《山东工业技术》2016年第05期摘要：本文通过对压风机远程监控所使用的硬件结构、连接、配置以及对modbus通信协议进行论述；同时使用VB编程语言对上位机的软件组态进行了详细的设计和实现。关键词：压风机；Modbus；串口 DOI：10.16640/https://www.360docs.net/doc/c419043977.html,ki.37-1222/t.2016.05.248 0 引言空压机是煤矿生产的重要组成部分，是煤矿机电的四大设备之一，它担负着为煤矿的所有风动设备提供动力来源以及井下压风自救的气源，它的安全经济运行对煤矿安全生产起着至关重要的作用。长期以来煤矿空压机的监控大部分都是采用就地的模式，每个压风机机房需要24小时人工值守。但是由于空压机的高噪音，给工人的身心健康造成严重污染。随着通信技术、控制技术和计算机技术的发展，实现空压机系统远程监控成为了可能，也体现了“以人为本”的管理理念，也是实现无人值守减员增效的数字化矿山的要求。 1 系统架构空压机远程监控系统主要有三层结构：设备层、监控分站、远程监控平台。设备层主要是空压机上安装的各种传感器，负责空压机主要参数的采集，其主要包括温度传感器、压力传感器、电流电压采集器等。监控分站每台压风机都采用一台PLC做为监控分站，主要负责压风机各个传感器采集数据的收集，并在就地模式下可对压风机各种采集数据进行加工处理、显示、报警、并提供远程通信接口等，并可实现对单台压风机进行启停等控制功能。远程监控平台是利用ATC-1000设备把RS485串口转换为RJ45网口，并接入交换机，通过矿地面工业环网把各台压风机的信息传输到矿调度中心的上位机电脑，实现对压风机的远程监测和控制功能。系统组成如图1所示： 2 硬件系统连接及配置因为每台压风机都提供了一个RS485的串行接口，所以每一台压风机都要进行编号，即每台压风机的通信地址。编号从第一台压风机001开始到最后一台压风机004结束。接着使用两根带屏蔽层的电缆把四台压机并联起来，接入ACT-1000的两个RS485的接线柱上，然后通过ACT-1000的RJ45接口接入交换机，再通过网线接入地面环网交换机进入环网，通过光线环网进入监控中心机房的服务器。

矿井主通风机智能监控方案及系统设计

矿井主通风机智能监控方案及系统设计摘要：矿山机械设备的故障类型非常繁杂，当不少设备存在共性问题，破碎、掘进类设备容易出现轴承磨损、液压油升温、配套元器件损坏等情况，运输类机械、液压支架系统、通风除尘类机械的故障类型也各有差异。矿山开采企业应制定科学的操作规范、定期或不定期的检修保养设备，每天开展例行检查，确保及时发现隐患。本文主要分析矿井主通风机智能监控方案及系统设计。关键词：主通风机；智能监控；变频控制引言主通风机是矿井通风系统的核心，直接决定了井下工作人员的作业安全性，由于井下综采作业的不同阶段对风量和风压的要求不一样，因此需要根据井下实际情况对主通风机的风量和风压进行调节。在传统的控制系统中主要是利用节流阀或者安装风门的方式来进行控制，该控制方案虽然结构简单，但只能改变进入到巷道内的风量，无法从源头上对风机的运行状态进行调整，风机一直处在高速运行中，电能消耗大，风量、风压的调节精度差。 1、监控系统整体框架基于PLC控制器设计的通风机监控系统整体框架结构图。由图可知，整个监控系统可以划分成为三大部分，分别为终端设备层、调度层以及传输层。终端设备层也可称之为现场层，主要由各类传感器、变频器、电机、通风机、控制柜等部分构成，关键位置还设置有监控视频，最主要的作用是对通风机的现场运行状态进行数据信息采集。另外，终端设备层还需要执行调度层下达的控制指令。调度层是监控系统的中枢，主要包括上位机、网络服务器、打印机以及监控大屏等。主要作用是对井下通风机的运行状态进行实时监视，对数据进行存储，也可对历史数据进行调取查询，更重要的是可以结合实际情况对井下通风机实现远程控制。传输层是调度层和终端设备层之间的连接桥梁，主要由传输线缆、网络设备以及

矿井通风机系统设计论文

矿井通风机系统设计论文一、系统设计方案我们研究了矿井风机监控系统，主要采用PLC结合变频器和组态软件的方式，能够随时随地的观察风机的各种状况，随时可以自动改变通风机的电机频率，在整个过程中解放了劳动力。详细分析了煤矿风机监控系统，根据监控系统的需求特点，从不同方面设计本课题，主要有：（一）分析了矿井主通风机的具体结构及特点，对矿井主通风机的运行参数进行详细分析，如：温度、振动等，还对传感器、通风机进行了合理地选型。（二）西门子S7-300在本系统中被我们作为下位机使用，整个监控系统的构成更加符合现代工业的需求。（三）采用了Wincc组态软件作为上位机监控软件来进行开发和设计，能够随时观测风机的各种运行状况，并根据实际需求对风机进行控制。如能随时查看当前数据，对以前的数据也能够保存和打印和发生报警时有语音提示等功能，还可以把各种数据转化为曲线的形式，方便工作人员对风机的运行状况进行分析。二、系统的基本构成在整个煤矿系统中，不可能只使用一台风机，根据不同的用途，主、辅通风机，整体和局部通风机，它们的作用也不尽相同。矿井主

通风机主要担负着整个矿井或矿井某一区域的通风任务，由于主通风机需要保持长期持续的运转状态，所以主通风机工作状况的不论是好的还是坏的，它和煤矿的安全生产和职工的生命安全息息相关。本系统的主通风机有两台，它们之间没有主次之分，两台通风机轮流使用，一台在工作时，另一台处于保养状态，这样就能够保证一旦主通风机出现故障时，这个通风机系统不至于瘫痪，既能使设备得到及时的保养，又能使系统可靠运行，这种结构就是双冗余结构。风压、温度、瓦斯浓度等数据是本系统只要控制的依据，根据测量数据的不同来改变通风机的旋转频率。保证各项数据各项数据在最佳范围内浮动，确保系统的稳定性。本系统主要由两部分构成，即上位机系统和下位机系统。上位机的主要功能是使各种数据被实时显示出来，设定系统的各个参数的数值，并根据反馈回来的数据下达指令，控制整个系统的运行状况。西门子公司WinCC组态软件时上位机系统的控制软件。西门子s7-300作为下位机的处理核心，负责完成各种任务，如数据采集、数据输出和控制算法等，适用于大量的信息处理和高实时性的煤矿通风机监控系统。具有四个变频器，主要作用是接受指令，调节风机旋转频率，达到控制目的；六个EM277扩展模块，主要作用是将数字量转化为模拟量的模拟量输入模块；两个风压传感器，主要作用是测量矿井下的风量的大小；两个温度传感器，主要作用是测量电机的轴承温度和整个运行环境的温度；和两个瓦斯传感器，监测巷道内的瓦斯浓度三、结束语

矿井局部通风机远程数字监控系统设计

矿井局部通风机远程数字监控系统设计刘小满【摘要】针对平煤股份一矿井下局部通风机监测系统无通信接口,地面控制站无法实时了解通风机运行状况的问题,设计了一套新型矿井局部通风机远程数字监控系统.该系统主要由地面监控站、通信控制器、通风机控制器等3个部分组成,各部分通过数据交换机接入现有的工业以太网形成独立的设备数字监控系统,实现了数据共享,从而共同完成井下局部通风机的远程监控.现场试验结果表明,该系统实现了对局部通风机和馈电开关运行状态的实时显示、控制及故障报警功能;实现了局部通风机本地控制和远程控制相结合的控制方式,达到了无人值守条件;实现了局部通风机与风速检测系统的联动,达到了节能减排效果.%In view of problems that mine local ventilator monitoring system has not communication interface used in No.1 Coal Mine of Pingdingshan Coal Group Co.Ltd.,and ground control station can't understand running state of ventilator in real-time,a set of remote digital monitoring system of mine local ventilator was designed.The system is mainly composed of ground monitor station,communication controller,ventilator controller,each part was accessed to the industrial Ethernet to form independent digital monitoring system through data switching exchange,so as to realize data sharing and jointly complete the remote monitoring of underground local ventilator.The field test results show that the system implements functions of real-time display,control and fault alarm of running status of local ventilator and feeder switch;implements combination of local control,remote control of the local ventilator and achieves unattended

矿井通风监测监控系统自动智能化设计

矿井通风监测监控系统自动智能化设计矿井通风技术的发展和应用，在很大程度上优化了地下生产环境，提高了矿产资源开采和生产的安全性。此外，随着智能技术和矿井通风技术的融合和发展，许多矿井已经实现了智能生产，管理者可以实现对设备运行的远程监控和管理。对于某些生产问题，控制系统还可以完成智能操作，从而在第一时间将事故的影响控制到最小。因此，本文对矿井通风监控系统的自动化、智能化设计进行了探讨，希望所讨论的内容能为我国煤矿的更好发展提供一定的支持。关键字：矿井通风；安全监控；关键技术煤矿井下通风系统是煤矿正常生产系统的重要组成部分。矿井通风系统的主要功能是：第一，在需要风的各个地方提供足够的空气供人们呼吸；新鲜空气的进入可以稀释地下有毒气体粉尘，防止有害气体聚集，为煤矿安全生产创造良好的环境。当矿井发生瓦斯爆炸、火灾等事故时，可以通过调整矿井通风来控制灾害。目前煤矿井下广泛使用的通风监控系统主要采用继电器作为控制器，具有价格低廉的特点。然而，该系统存在结构复杂、维护困难、自动化程度低、操作困难等缺点。此外，由于结构系统的复杂性，系统的响应速度较慢。针对上述通风监控系统存在的问题，提出了一种新型的矿井通风监控系统。通风机是整个矿井通风系统中最重要的部分，其监控是整个监控系统的重点。为了保证整个通风系统的正常运行，需要对呼吸机的参数进行连续、动态的监控。该监控系统采用无线通信技术和单片机技术，实现对通风系统的自动化、智能化监控。 1 系统结构及工作原理 1.1 通风监测监控系统矿井通风监测系统集计算机技术、网络通信技术和传感器技术于一体，实现了矿井通风网络的综合管理，保证了矿井的安全高效生产。目前国内煤矿通风监