煤矿通风机在线监测控制系统
第一章 系统功能与技术指标
1. 系统功能
2. 技术指标
3. 监测参数范围
4. 系统特点
5. 系统的组成
6. 系统的工作原理 第二章 气体流量的监测
1. 气体流量计算的基本原理
2. 负压测点的布置
3. 系统负压测点的结构与物理位置
4. 压力变送器的基本技术指标与使用方法
5. 压力的采集与气体流量的计算 第三章 电机的轴承温度、绕组温度的测量
1. PT100 电阻介绍
2. 温度采集模块
3. 温度采集工作原理
第四章 电气参数的测量
1. 三相电参数采集模块
2. 系统三相电参数的采集 第五章 风机流量的计算
流量的计算
第六章 振动的测量
振动的监测
第七章 转速的测量
转速的监测
第八章 模拟量的采集
模拟量采集模块
第九章 场安装环境的选择及要求
1. 安装环境的选择
2. 安装程序、方法
3. 信号线的接线方法
4. 现场保养与维护
风机是矿井要害设备之一，它的实时运行数据需要纳入 全矿井自动化系统。传统的设备无法与矿井自动化系统交 换数据，只有依赖于计算机网络技术，才可以将风机运行 的实时信息数据传送给矿调度室，并将其运行数据并入全 矿井数据库以供整体分析决策使用。所以，在线监测系统 是实现全矿井自动
化的必须设备之一。
通风设备配电在线监测系统是基于大型风机流量监测方 法的装置。系统以国家标准《通风机空气动力性能试验方 法》、《煤炭行业标准》和《煤矿用主要通风机现场性能参 数测定方法》为依据，应用工业计算机检测技术和独特的 专有研究成果对矿用大型通风机的运行状态进行连续在线 测量与数据处理，以多种方式提供通风机运行状态的各种 数据，保障通风机的安全运行和方便通风机的性能测试， 并为多种功能扩充提供方便的条件。
在线测量与处理的风机运行参数包括：风机入口静压、 风速、流量，电机的轴承温度、定子绕组温度、电机功率、 电机振动烈度、风机的转速、进出气体温度等。数据传输 模式可与全矿井自动化系统实现灵活便捷的数据联网，将 风机的实时运行参数传输到矿总调度室，以满足自动管理 的需求。
通风设备配电在线监测系统能够在生产过程中随时掌握 通风设备的运行状态，改变了传统的设备管理方式，提高 了通风设备的自动化管理水平，有力地保证了通风机设备 的经济、可靠运行，为设备的管理和维修提供了可靠的科 学依据，深受用户欢迎。
本系统测控功能齐全，画面和报表丰富多彩，方便现场 操作人员使用和技术维护。
第一章 系统功能与技术指标
1 系统功能
系统的主要功能有：实时监测通风系统参数、通风机 的性能参数、电机的电气参数、轴承温度、数据管理、报
表管理、性能测试、远程通讯等，详述如下： 实时监测通风系统风压、风量。 实时监测通风机性能参数：流量、静压、效率。 实时监测风机配用电机的电气参数：电流、电压、功 率。
实时监测轴承温度并在超限时报警。 实时监测定子温度并在超限时报警。 数据实时显示、存储、查询、打印。 历史数据报表查询。
实时显示风压 - 风量、效率 - 风量等曲线。 数据全矿共享
实时监测矿井瓦斯浓度
2 技术指标
工作电压：〜 220V ± 10%
环境温度：—10 C〜+ 50 C
环境湿度：》 85%
变送器精度：《 0.5级
监测精度：
流 量： 1.5 级
压 力： 0.5 级
电参数： 0.25 级
温 度： 0.5 级
振动： 1 级
3 监测参数范围
流 量： 4000〜 125000 m3/min
压 力： 0〜 6000Pa
温度：0〜150 C
电 压： 0〜 10kV
电 流：由互感器确定
功 率：无限制
振动： 0〜 50mm/s
瓦斯
4 系统特点
采用了先进的计算机技术，功能强大，智能化程度高； 以图形界面显示工作状态，画面丰富，直观生动。
采用模块化设计方案，系统抗干扰能力强，运行精度 高，使用维护方便。
采用了先进的计算机技网络技术，实现了全矿数据共 享。
采用了多种抗干扰措施，因此系统的抗干扰能力强， 可靠性高，监测准确。
流量监测措施独特、新颖，可靠性好、精度高。 选用了可靠性好、精度高的传感（变送）器。 软件设计安全性高。操作简单快捷、维护方便
5 系统的组成
本系统以PLC为核心，主要由信号测取装置和传感（变 送）器、信号采集及转换装置、通讯装置、供电装置、显 示器等组成。
信号测取装置和传感（变送）器主要包括取压装置、模 拟量采集器、压力变送器、温度采集器等。
信号采集及转换装置主要包括滤波环节和电压 / 电流变 换。
通讯装置主要包括 10mbps/100mbps 自适应网卡。 供电装置主要包括交流稳压电源。
6 系统的工作原理
该系统以PLC为核心，配以各种外围设备组成，在软件 的控制下，完成数据的采集、分析等工作，以图表等多种 形式显示在显示器上，并传输到指定地点。各部分的工作 过程简述如下。
电气参数的监测
电气参数指配套电机的电流、电压、功率、功率因数等。 选用精度高、可靠性好的电量采集模块将来自电压、电流 互感器的电压、电流换成标准电信号，再送给计算机进行 处理。
气体流量的监测
在系统中，气体流量的监测是依据气体流经变截面构件
时所形成的动压计算获得。
风机振动的监测
通过电磁电式振动速度传感器，对风机轴承振动绝对峰 -峰值进行连续监视和测量。
转速的监测
采用霍尔效应，当金属齿经过霍尔传感器前端时，引起 磁场变化，霍尔元件检测到磁场变化，并转换成一个交变 电信号，传感器内置电路对该信号进行放大、整形，输出 良好的矩形脉冲信号，测量频率范围更宽，输出信号更精 确稳定，安装简单，防油防水。
信号采集与转换
由各种集成化的模块将数据采集后送 PLC进行处理，最
后由计算机显示出来。
系统的供电
由开关电源为各种变送器、传感器提供直流电源。
第二章气体流量的监测
1气体流量计算的基本原理
系统对流量监测的核心任务是监测气体在流经风机时经 过断面时所产生的压力值。
系统工作流程如图一所示。
图一
系统使用压力变送器，分别将两台风机的 4个断面处的 数搦处理 风机机体*信号转撫 计t
压力转换为频率信号，送到 PLC进行数据处理，换算得到
对应的数值。最后交由计算机显示出来。
2负压测点的布置
根据《煤矿用主要通风机现场性能参数测定方法》 MT
421 —1996，中华人民共和国煤炭工业部 1996 —12— 30批 准，P 1测点布置在一级风机环形断面测点分布见图二 a,
测点布置在水平、垂直的两条直径与硐壁和芯筒外缘的交 点a、b、c、d、e、f、g、h处；P2测点布置在连接风筒圆 形断面见图1b,测点布置在水平、垂直的两条直径与硐壁 的交点a、b、c、d处，见图二b;
3系统负压测点的结构与物理位置
系统在工厂设计时是在风机内部的理论位置放置负压引 压环，负压引压环是使用 ①40mm勺金属管弯圆焊接制成, 并在理论位置上打孔，然后引通到相应位置的风机顶部， 用以连接测量器件 ，工艺已标准化。
4压力变送器的基本技术指标与使用方法
在系统中，负压的测量采用压力变送器，其性能与技术 指标如下：
特点
长期稳定性好
防浪涌电压和极性反相保护 抗干扰设计
灵敏度高，温漂小
主要技术参数 输出形式：频率信号
供电电源：＋ 24VDC +12VDC 准 确 度：± 0.25 ％ 介质温度：—20〜85 C
环境温度：—10〜60 C
响应时间：》 30mS
负载能力：W 600 Q 过载压力： 2 倍 在风机工作时，压力变送器接受到来风机的压力，将此 压力信号转换为频率信号，交由 PLC进一步处理。
5 压力的采集与气体流量的计算 风机工作的时候，由风机的风速压力作用于压力变送器
后交由PLC的高速采集口来采集。这样， PLC便获得了系统
监测静压与平均动压（P）的原始信号。
对原始信号的处理：
系统使用PLC编程，对所有采集到的信号进行换算与处 理。数据最终由工控组态软件显示出来
第三章 电机的轴承温度、绕组温度的测量
电机的轴承温度、绕组温度的测量 电机绕组温度、轴承温度的感知元件为在电机出厂时预 埋的PT100铂热电阻，并以三线制的方式引出风机机体处 接线盒内。
每台电机共有两个轴承温度测点与三个定子绕组温度测
点，每个测点均预埋有 2个PT100铂热电阻，其中一支为 备用。两台风机共 4 台电机共有二十个测点，分别使用 4 块 6 路温度测量模块与之连接，采集电机工作时的工作温 度。
1 PT100电阻介绍
概述：
铂热电阻根据使用场合的不同与使用温度的不同，按照 绕制的骨加来区分，有云母、陶瓷、簿膜等元件。作为测 温元件，它具有良好的输出性能，可作为显示仪、记录仪、 调节仪以及其它”电
脑”之类仪表提供精确的输入值。若 配接一体化温度变送器，可输出 4〜20mA和0〜10V等标准
电流和电压信号，使用更为方便。
结构和原理
装配式热电阻是由感温元件、不锈钢保护管、接线盒以 及各种用途的固定装置组成。铠装式铂热电阻比装配式铂 热电阻直径小、易弯曲、适宜安装在装配式无法安装的场 合，它的外保护管采用不锈钢，内充满高密度氧化物质绝 缘体因此它具有很强的抗污染和优良的机械强度，能在环 境较为恶劣的场合使用。
隔爆式铂热电阻通常用于生产现场伴有各种易燃、易爆 等化学气体、蒸气的场合，如使用普通铂热电阻极易引起 环境气体爆炸，因此在这种场合必须使用隔爆式的铂热电 阻，隔爆铂热电阻，能适用在 dn BT1— 6以及dn CT1- 6
温度组别区间内具有爆炸性气体危险场所内。
铂电阻是一种温度传感器，其工作原理：在温度作用下， 铂热电阻丝的电阻值随之变化而变化，且电阻与温度的关 系即分度特性完全和IEC标准等同，因此 PT100主要用来 测量-200 —+600C的温度。
主要技术指标：
铂热电阻在0C时的电阻值称 R (0C)和100C时的电 阻值称R
(100C)以及 R( 100C) /R (0C)叫作比值 W100
Pt100其含义为(0C)时的名义电阻值为 100Q,目前
使用的一般都是这种铂热电阻。
国际标准规定的PT100测量精度允许偏差如下：
A级——R(OC) =100Q ±0.06 Q
± (0.15+0.002 | t | ) C
B级——R (0C) =100Q ±0.12 Q
± (0.30+0.005 | t | ) C
比值 W100=1.3850 A级土 0.0000006 B 级 0.00012
上式中”| t |”为实际温度的绝对值
2温度采集模块
温度采集模块主要性能
温度采集模块可测量：5路三线制
PT100(PT500, PT1000等)输入；1路内置环境温度测量
(通道号为5);模块不具备测量热电偶传感器的功能。 温度采集模块同时具有：2路开关量输出(温度上下限 报警，可设置为按任一路
基于可编程控制器的煤矿主通风机监控管理系统
煤炭工程 ２００７年第７期 基于可编程控制器的煤矿主通风机 监控管理系统 王启立，胡亚非，熊建军 （中国矿业大学，江苏徐州２２１￣８） 摘要：以工控领域的可编程控制器（ＰＬＣ）和组态软件为核心的煤矿主通风机的计算机监控 管理系统，实现了通风机的计算机实时监控以及通风机房与工业以太网和煤矿安全监控网络系统 的信息共享，促进了煤矿主通风机的信息化与网络化管理。 关键词：通风机；可编程控制器；远程通讯 中图分类号：ＴＤ６３ ５；ＴＰ２７３ ．５文献标识码：Ｂ文章编号：１６７１—０９５９（２００７）０７－００９４￣３ ０ 引 言 随着计算机技术、通信技术和自动化技术在煤矿生产 管理中的不断应用，煤矿大型要害设备的自动化管理水平 日益提高。矿井主通风机是实现矿井安全生产、经济合理 通风和火灾救灾通风的主要动力设备，其性能直接关系到 矿井通风系统通风能力和水平的高低，影响矿井生产的安 全和耗能。因此，矿井主通风机的运行控制和自动化管理 日益重要。 笔者长期从事煤矿主通风机的监测监控技术研究，先 后推出了便携式通风机性能测试仪、基于智能采集模块的 通风机性能在线监测系统，在我国煤矿中得到了广泛应用。 现在，基于日趋成熟的可编程控制器技术和迅速发展的计 算机网络技术，又研制出基于可编程控制器和组态软件的 主通风机计算机在线监控管理系统。 １ 系统的设计功能 根据对目前各种通风机监测监控系统的应用情况的调 研和分析，本系统在模块智能化、系统可靠性、监控一体 化以及信息共享与远程传输等方面作了深入研究。根据矿 用主通风机普遍的应用情况，并考虑煤矿主通风机现场条 件，确定系统要实现的主要功能如下： １）实现信号采集与实时监测，包括风机运行状态、风 门状态、故障状态、负压、流量、轴承振动、轴承温度、 定子温度、电压、电流、功率、效率等。 ２）动画模拟风机运行情况，生成性能参数实时曲线和 历史趋势曲线，监测数据归档、数据报表查询及打印。 ３）实现主要性能参数的报警设置、报警信息存储、显 示、查询、统计和打印。 ４）通过上位计算机实现风门控制及风机起动、停止， 倒机及故障处理控制。 ５）实现监测信息共享与远程传输功能，解决通风机房 与上级管理部门（煤矿通风部门、调度中心以及矿务集团调 度中心）的信息共享问题。 ２系统的硬件设计 系统采用西门子ｓ７—３００系列可编程控制器作为下位 机，以工控微机作为上位机，以标准控制柜作为信号采集 和控制输出装置，辅以传感器、中间继电器和其它辅助设 备构建整个监控系统。硬件设计采用了功能块设计思想， 主要由现场信号采集功能块、信号转换及通讯功能块、上 位组态功能块、控制功能块及远程通讯功能块和系统功能 块构成框架如图１。 监控对象现场信号采集 信号转换 通 Ｊｘ【 机 电 控 系 统 风 门 ｎｒ编程控制器 模拟量 输入模块 以太嗍 通汛模块 开关量 输入模块 开关量 输出模块 通汛 电缆 控制输… 图１硬件系统功能块框架图 位组态
(精选文档)基于PLC的矿井通风机变频操纵系统设计
目 录
1 绪论 ................................................... 错误!未定义书签。
矿井通风系统简介 ......................................... 错误!未定义书签。
国内外研究状况 ........................................... 错误!未定义书签。
课题的要紧研究内容 ....................................... 错误!未定义书签。
2 通风系统及主扇风机操纵方案 ............................. 错误!未定义书签。
通风系统的设计方案 ....................................... 错误!未定义书签。
矿井主扇风机的操纵方案 ................................... 错误!未定义书签。
矿井主扇风机概述 ........................................ 错误!未定义书签。
矿井主扇风机的供电系统 .................................. 错误!未定义书签。
3 系统硬件组成及各部份功能 ............................... 错误!未定义书签。
PLC可编程操纵器部份 ..................................... 错误!未定义书签。
PLC概述 ................................................. 错误!未定义书签。
PLC的应用 ............................................... 错误!未定义书签。
典型的PLC产品 .......................................... 错误!未定义书签。
主要通风机在线监测系统的应用研究
２００８年第３期 中州煤炭 总第１５３期 主要通风栅在线监测系统硇应用研究 秦军胜 ，张玉武 ，刘永峰 （１．中国矿业大学，江苏徐州 ２２１００８；２．永煤集团公司新桥煤矿，河南永城４７６６００） 摘要：主要通风机在线监测系统在矿井安全生产中起着至关重要的作用。介绍了主要通风机在线监测系统 的主要功能及实际应用效果，以及由此产生的效益。 关键词：通风机；在线监测；负压；故障诊断；安全生产 中图分类号：ＴＰ２７７ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００３—０５０６（２００８）０３—００２４～０２ 通风机是矿井的重要 设备之一，担负着向井下 输送新鲜空气的任务，以 冲淡有害气体的浓度和带 走飞扬的煤尘，使井下作 业人员有一个安全、可靠、 良好的工作条件。建立可 靠稳定的通风机在线监测 监控系统是安全保障技术 之一。传统的人工方式有 很多的局限性：人工读表 精确度差，主观误差大；巡 回时间间隔长，实时性差； 文本记录的可检索性差。而在线监测系统可以实现 对现场数据实时采集、记录和分析。 １ 系统概述 新桥矿采用１ 、２ 两套ＦＢＣＤＺ一１０一Ｎｏ２９型对旋 轴流式通风机作为主要通风机对矿井抽风，２套风 机互为备用。其中电动机功率２×３５５ ｋＷ，转速５９０ ｒ／ｍｉｎ，电压等级６ ｋＶ。系统采用温度传感器和压力 传感器取代温度计和压力皮托管，利用ＰＬＣ（可编程 控制器）对数据进行采集处理，通过通讯端口在上 位机上实现数据的存储、生成数据表格与数据曲线， 并实现声光报警（图１）。 ２系统的主要功能 （１）实现风机运行参数的实时监测与风机主辅 收稿日期：２００８—０４—０１ 作者简介：秦军胜（１９７０～），男，河南新乡人，工程师，１９９５年毕业 于焦作工学院，中国矿业大学在读工程硕士，现从事技术管理工作。 ・２４・ 图１监测监控系统示意 设备控制的一体化。 （２）实时监测风机配用电机的电气参数：电流、 电压、功率。 （３）实时监测设备的运行参数：电机和风机前 后轴承温度、振动参数及超限报警。 （４）显示当前运行机号、正反转信号，风机开停 状态。 （５）实时监测风机气动参数：负压、流量、全 （静）压、全（静）压效率、轴功率。 （６）实现定子电压低于５．１ ｋＶ报警，定子电流 超过上下限报警。 （７）上述监测参数通过通信线路传送到集控室 上位机，经上位机接人矿局域网。 ３ 系统所需监控的输入输出量 在风机监控系统中，需要实时监测风机的前后 轴温、三相定子温度、风机电动机的振动参数，电机 电流、电压、有功、无功功率等一系列的参数。通过
基于NX和PLC的煤矿通风机虚拟仿真控制系统设计
基于NX和PLC的煤矿通风机虚拟仿真控制系统设计
杨森
(中煤科工集团 重庆研究院有限公司，重庆400037)
摘 要：本文以西门子UG NX软件的机电T$化概念设计功能，结合PLC控制技术及通信技术，设计一套煤矿通风机
控制系统半实物仿真平台。实现了实物PLC和触摸屏控制NX中虚拟煤矿通风机的功能。
关键词：煤矿通风机；PLC； NX；虚拟仿真
中图分类号：F406.3; TD724 文献编制码：B 文章编号:1008-0155 ( 2019 ) 16-0217-03
煤矿的安全生产中，煤矿通风系统起着输送新鲜空气、
排放粉尘和各种有毒气体的作用。随着煤矿自动化程度的不
断提高，目前绝大多数的煤矿已实现基于PLC的在线监控 系统。在线监测系统的广泛应用，对值班人员和操作维护人
员的技术水平提出了更高的要求。但是因煤矿通风机的重要
性通常一个月左右才进行一次凤机倒换，且对时间有着严格
的要求,在实际应用中的控制系统不能满足操作人员的日常
培训要求。因此，为提高操作人员的技术水平和操作效率，
也为提高他们对突发状况的应对能力，本文基于NX的机电
一体化概念设计功能建立三维模型，结合PLC的控制功能
和OPC协议的通信功能，设计一套半实物虚拟仿真控制系 统％
1功能要求
利用NX的机电一体化概念设计功能,完成煤矿通风机
的模型，并赋予物理属性和运动属性。利用实物PLC对虚 拟的通风机模型进行控制,实现风门开闭、风机启停的功能。a. 能够实现手动控制风机的启停、风门的开闭，能够对
进线柜、母联柜进行分合闸控制。
b. 能够实现一键启停的控制功能：此模式下能够实现虚
拟系统的一键启停功能，能够按照操作顺序自动对进线柜、
风门、风机电机、母联柜等进行控制。
C.能够实现一键倒风功能：可以实现一键切换两台风机
的运行功能。d. 能够将通风系统的风机负压、风速、流量，以及风机
电机的电压、电流等参数在HMI显示屏中显示。e. 模拟当一路供电线路出现故障，进线柜不能为通风机
S7-300和Wincc在通风机在线监控系统中的应用
第４期（总期４７期）
２０１１年７月 溢体秸动 控副
Ｆｌｕｉｄ Ｐｏｗｅｒ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｎｏ．４（Ｓｅｒｉａｌ Ｎｏ．４７）
Ｊｕｌｙ，２０１ １
Ｓ７—３００和Ｗｉｎｃｃ在通风机在线监控系统中的应用
徐维维 郭鹏飞 李解
（１．中国矿业大学化工学院江苏徐州２２１００８ ２．北京化工大学机电工程学院北京１０００２９）
摘 要：为了对矿井通风机进行在线监控，基于ｓ７．３００和组态软件Ｗｉｎｃｃ设计了一套自动控制系统，该系统可靠性高、 稳定好，能够对控制过程进行更好的监测与控制，从而有效地提高在线通风控制系统的效率，极大地提高煤矿的自动 化水平，该系统已取得了良好的应用效果。 关键词：自动化；通风机；在线监控系统；Ｓ７．３００；Ｗｉｎｃｃ
中图分类号：ＴＨ１３８ 文献标志码：Ｂ 文章编号：１６７２．８９０４．（２０１１）０４．００３８．００３
引言
矿井主通风机是煤矿四大固定设备之一，担负着
向井下输送新鲜空气、排出粉尘和污浊气流、确保矿
井安全生产的重任ｎ 。对其运行状况进行监控，可全
方位了解和判断设备运行状况，如发现缺陷，及时采取 适当的措施，以保证煤矿生产的安全 。所以对每个
矿井来说，一套通风机在线监控系统是必要的。本文 结合霍州煤电集团晋北煤业有限公司下属北黄苇煤
矿的特定情况，设计了一套适用于北黄苇煤矿的通风
控制系统。
１ 系统监控对象和要求
１．１监控对象
矿井采用抽出式通风方式，副斜井、主斜井进风，
风井回风，布置两台型号为ＦＢＣＤＺＮ０２８／２８０的防爆 对旋轴流风机作为主扇风机。其中１台工作，另１台
备用，每台风机同时配ＹＢＦｅ一１０ ２５０ ｋＷ ６９０ Ｖ防爆电
机２台，并且含４套西门子变频器启动装置。此矿井 风量为１０５ ｒｎ ／ｓ，矿井的最小负压为７６７ Ｐａ，最大负压
为２ ８００Ｐａ。
１．２系统设计原则
由于通风机具有连续运行的特点，在矿井中的地
浅析煤矿智能通风系统
浅析煤矿智能通风系统
摘要：近年来，我国对煤矿资源的需求不断增加，煤矿开采越来越多。要实现稳定安全的矿井通风，需要对通风系统的隐患和参数进行实时监测。煤炭资源广泛应用于工业生产，可以促进社会和经济的进步。因此，相关单位需要根据当前矿井通风安全管理和控制工作，进行科学改进和优化，以提高矿井建设的可靠性。本文研究了煤矿通风管理重要性，对矿井的智能化通风控制系统进行研究，最后研究了智能化通风系统的组成进行探讨，以供参考。
关键词：煤矿通风；安全管理；通风系统
引言
矿井通风系统是矿井生产系统的重要组成部分，安全可靠的矿井通风系统是防止各种灾害发生的重要保障。矿井通风系统是一个复杂的、随机的、非稳定的系统，伴随着新鲜风流的不断供入，井下风门的开合、采掘布局的调整、地面气温的变化都时刻影响着矿井通风系统。因此，开展矿井通风系统动态预警分析研究具有重要意义。
1煤矿通风管理重要性
其一，煤矿通风需对应的通风系统来支撑。通过运行矿井通风系统，能够在矿井中导入新鲜空气，保证矿井内部空气流通，并稀释矿井内可能存在的有毒气体，使其浓度降低，从而保证矿井内作业人员的生命安全。其二，矿井通风系统的应用为作业人员提供了足量的氧气，使其一方面不至于因人员过多而缺氧，另一方面能够调节矿井内部的温度效应及空气密度，为作业人员创造一个相对较好的作业环境，并保证安全生产。但是因矿井开采环境的不确定性、多变性及复杂性，无形中提升了矿井通风难度，因此在实际通风管理中，往往会因一些简单的细节问题而影响整体的矿井开采工作，并埋下安全隐患。因此矿井开采单位在通风管理过程中应当有意识地把握其中的关键、主要因素，分析矿井具体的通风状况，并以此为基础进行通风系统的完善，避免安全生产事故的发生。 2矿井的智能化通风控制系统的研究
煤矿井下智能化通风控制系统的研究，需要充分考虑煤矿实际工作环境，借鉴工业4.0的理念，以建立网络信息传输为基础，使机器设备、信息存储、生产装备融合成一体，在生产体系中各部分能够单独运行的同时，可实现信息自动的交换，从而确保生产能够高效安全的运行。矿井通风设计必须考虑分析井下工作状况，也要考虑通风设备安装的地点位置。过去矿井通风存在着很难兼顾运行设备与统计信息分析结果之间的调控，也不能达到井下通风量按需供给的要求，工业4.0以及智能化系统能够很好解决上述问题。矿井的智能化通风控制系统的研究可分成7步，包含理论性的认证、智能控制系统的设计、系统实验与调试、完善研发、专家评估认证、现场测试认证和产品市场投放。在系统设计的过程中，必须保证软件与硬件的匹配合理，确保智能通风控制系统具有一定的经济、实用、准确、安全、平稳的性能，在设计中要充分考虑系统存在或可能出现的诸多问题，在认证的环节中，要提出通风整改、优化建议。以工业4.0为指导，在矿井内安装各类传感器，通过网络连接，由处理器CPS分析后将控制指令发送到执行器，由执行器完成控制，最终确保矿井通风有序、协调进行。
基于PLC的风机控制系统设计
-
.-
《机电传动控制》
课 程 论 文
论文题目：
姓 名： 刘建峰
班 级： 机电124
电 话：
电子邮箱： 962303854qq.
提交日期：
河南科技大学
2014 至 2015 学年 第 一 学期 学 号 5 -
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课程论文评分表
评分内容 分值 评分标准 得分
论文选题 20 A．论文具有前瞻性，有较多的创新见解：16~20分
B．论文具有前瞻性，有少数的创新见解：5~15分
C．论文没有前瞻性，无创新：0~4分
论文结构 40 A．论文层次分明，内容组织有序：30~40分
B．论文层次一般，内容组织一般：15~29分
C．论文层次不合理，内容组织不合理：14分以下
语言组织 20 A．语言简练，通顺：16~20分
B．语言一般，基本通顺：12~15分
C．语言不通顺，错别字较多：11分以下
结合实际 20 A．论文有较高的使用价值，能够解决实际问题：16~20分
B．论文使用价值一般，有一定的参考价值：8~15 -
.- 分
C．论文没有使用价值：0~7分
合计 100
摘 要
随着科学技术的进步，早期的可编程逻辑控制器已发展为现今的可编程控制器，简称PLC。PLC是微机控制技术与继电器控制技术相结合的产物，是在顺序控制器上发展起来的。PLC是以微处理器为核心用数字控制的专用工业计算机。即使在很恶劣的工业环境中，还能保持可靠运行。
煤矿主通风机在线监测参数远传的实现
煤矿技术 煤矿主通风机在线监测参数远传的实现 曹海琴 （山西大同同煤集团四台矿风井区，山西大同０３７０００） 【摘要】本文阐述了煤矿主通风机在线监测参数远传的各种 办法，并对各种办法的使用范围作了简单的介绍。 【关键词】通风机；在线监测；远传 １引盲 煤矿主通风机的功率大，如果时刻不停的工作，则通风机将会 使用耗电量极大的用电器。根据目前掌握的数据显示主通风机的耗 电量高达整个煤矿耗电总量的２５％－３０％。甚至部分煤矿的主通风机 的耗电量都已经超过了３０％。因而，如果可以实时指导主通风机的 运转状况，在主通风机不需要工作的时候，关闭主通风机，［主通风 机是煤矿的呼吸系统，相当于人体的肺，没有不运转的时候，除非 此矿关闭。］则可以在很大程度上减少整个煤矿的耗电量，可以很大 的提高整个煤矿的经济效益。然而，国内的大部分煤矿内的主通风 机都位于离煤矿管理中心很远的位置，要实时的知道主通风机的状 况，了解主通风机的工作情况有一定的难度。因而，建立合适的监 控系统，实现远距离在线监测和远距离通讯，已经成为当下刻不容 缓需要解决的问题。 ２实时监测数据的远距离传输 监控系统数据的传输按传输介质来分可以分为两种方式，即有 线传输方式线和无线传输方式。分析煤矿现场的实际工作环境，假 如煤矿现场采用有线传输介质，传输介质可以用光纤或者日常生活 用得较多的电话线。光纤的成本相对高些，而电话线价格便宜。无 线传输则需要用到无线解调器，也就是我们日常生活中俗称的猫。 根据不同的煤矿现场工作环境，我们需要采用不同的传输介质 进行数据传输，有的时候甚至需要两种介质联合使用。 ２．１监控系统练到［啥意思］网络的方式 采有不同的传输介质，都有各自的优缺点。因而需要我们具体 问题具体分析，根据现场环境选择最合适的联网方式。 光纤联网具有许多的优点。因为在线路传输中，光纤传输用到 的是光信号，而光信号在传播过程中不受周围电磁场的干扰，因而 传输的信号稳定。而且光纤传输时信号衰减小，可以传输的距离长， 最长的距离可以达到一百多公里，且中间不需要再连接任何信号放 大器。除此之外，光纤通信可以不受环境温度的影响，抵抗自然风 雨雷电，风吹日晒的能力强。然而比起其他传输方式，采用光纤通 信的成本大大提高。因为本身光纤的价格就相对较高，且用于光纤 通信的各种设备的成本也相对较高。尽管如此，现代化的煤矿还是 大部分配置了光纤通信网络，以便于数据的通信。 就像一般家庭中用电话拨号上网一样，煤矿主通风机也是采用 这种电话线连到网络实现数据通信的。连到网络上面的电话机，可 以用内部的专用电话，也可以用生活中用的普通的电话机。不过以 日常用的情况不一样，我们需要在煤矿厂的数据中心和主通风机房 都分别放置一部电话机，以实现实时的数据通信。电话线通信方式 原理简单，操作方便，不需要过多的设备投入，投入成本低。然而 电话通信方式的稳定性相对较低，这是因为电话通信的稳定性在很 大程度上都决定于数据中兴［啥意思］和主通风机上的两台电话机的 稳定性。而且该种通信方式还时刻占用了主通风机房内部的电话。 假如机房内电话响起的时候，则有可能造成数据传输中断等问题。 随着科技的发展，无线传输方式也得到快速的发展，在理论上 无线传输方式是个很好的选择。因为无线传输方式投入成本低，而 且性价比高。 ２．２通风机实现数据的编程实现方式 通风机实现数据通信不仅需要硬件上的连接，还需要在软件上 进行编程，最终实现煤矿主通风机数据的传输。现在较为流行的编 程方式有以下几种： ２．２．１依据套接字的编程方式 目前通信协议中最为广泛的协议有ＴＣＰ／ＩＰ协议，该协议包含了 信号传输控制协议和互联网通信协议。根据ＴＣＰ／ＩＰ协议的定义知， ＴＣＰ／ＩＰ协议采用的套接字主要有以下几种，ＲＡＷ ＳＯＣＫ、ＤＡＴＡＧＲＡＭ ＳＯＣＫＥＴ还有ＳＴＲＥＡＭ ＳＯＣＥＫＥＴ三种协议。在ＴＣＰ协议中，刚开始需 要在本地设置一个本地服务器编码，这样子就可以将本地网络及下 位机机器连接到网络中，接着用本地的服务器采用ＬＩＳＴＥＮ的设计办 法进入网络阻塞的情况，最后当客户有需求的时候，主通风机会相 应客户的需求，并建立相应的连接。 ２．２．２基于ＡＤＯ技术的编程技术 ＡｃｔｉｖｅＸ Ｄａｔａ Ｏｂｊｅｃｔｓ也就是ＡＤＯ技术，该技术是根据互联网 通信技术，在基于数据通信原理的技术上的编程接口，该技术与采 用什么样的编程语言无关的系统组件，现在大部分网络通信编程语 言都可以基于该技术进行相应的编程。 ２．２．３基于ＭＯＤＥＭ互联网技术 在ＭＯＤＥＭ技术的基础上，进行相对应的变成可以实现两台机器 的互联。该项技术主要是利用ｗｉｎｄｏｗｓ操作系统本身所自带的网络 拨号功能，来实现该项功能的。 当两台计算机通过路由器连接到网络以后，两台计算机就建立 了相应的关系，报号的那台电脑我们习惯称之为远程用户，而在通 信网络中处于被呼叫的那一方我们一般都称之为“远程服务器”。只 要两台电脑之间建立了这种关系，就可以通过电脑和网络的通信协 议在他们之间传送数据。 ３结束语 在计算机技术高速发展的时代，在通信技术日新月异的今天， 数据传输技术已成为一种普遍流行的技术，在煤矿监控系统中采用 数据监控远程传输技术也将成为一种必须，因为只有这样子才能最 大程度上减少电量的浪费，节约成本，提高煤矿的效益。 参考文献： …１沈建明等．煤矿主通风机监测数据远传模块的设计．流体机 械，２００２（６）． ２刘颀等＿用ＭＦＣ实现煤矿主通风机监测数据的网络通讯风机技 术。２００１（１）． 【３】吴新忠，任子晖，马小平等．煤矿主要通风机在线监控系统研究现状 及展望【Ｉ１．煤炭科学技术，２００９（１２）． （上接第２９７页） （３）终采 全面检查各个放煤口，将剩余的顶煤放到见矸为止，并立即封 闭放煤口，回撤运输机和巷道支架，并且回收部分支架脊背煤体， 整个这一阶段的放煤量占应放煤量的１０％～１５％。 ３总结 在应用此采煤法时，考虑煤层厚度大，倾角大，因此回采巷道应 采用全煤巷。而考虑煤层厚度及现场效益等问题，放煤巷道选择全 煤巷布置较为有利。 与传统巷道放顶煤采煤法的巷道布置相比，在放煤巷道和回风 巷道之间布置了一条开切上山，在进行松动爆破之前，该上山可作 为回风线路；在对顶煤可放性产生影响的因素中，煤层强度的影响 力最大，而开采深度、煤层倾角和厚度相对来说影响力稍小。 ２０１４．０１ ｌ
榆树井煤矿主通风机在线监测设计与实践
童拭ｊｉ；舛技 ２０１ １年第３期
榆树井煤矿主通风机在线监测设计与实践
倪圣功
（上海庙矿业公司榆树井煤矿机电科，内蒙古鄂克前旗０１６２１５）
摘要文章以榆树井煤矿为例，介绍了煤矿主通风机在线监测系统的设计与实践，运行显示，系统安全可靠、数据准确度高，对通风系统安全 运行起到重要作用，有效提高了煤矿通风的自动化管理水平。 关键词主通风机监控系统设计与实践 中图分类号ＴＤ６３ ５ 文献标识码Ｂ
榆树井矿是济宁矿业集团上海庙矿业公司的新建
矿井，主通风机选用了ＦＢＣＤＺ Ｎｏ．２８／２×２００型对选轴 流通风机，并实现了自动监测与控制。
１ 系统ＰＬＣ控制方式及硬件功能
可编程控制器ＰＬＣ，是目前工业控制系统应用较
多的控制装置，带有数字或模拟输入／输出接口，能够
完成逻辑、顺序、定时、记数和算术运算等功能，主通风 机在线监测系统ＰＬＣ控制方式硬件结构如图１所示。
图１ ＰＬＣ控制方式硬件结构图 系统选用西门子公司ｓ７—３００系列ＰＬＣ作为硬件
支持，通过ＡＩ模块完成对模拟量信号的采集，主要模 拟量信号有：风机轴承温度、电机轴承温度、定子温度、 风压、风量、轴承震动、电流、电压、功率等，其中选用
ＰＴ１００铂热电阻温度传感器作为测温元件，选用振动
传感器测量轴承径向和轴向的振动，通过高压开关柜 中的电量测量元件取得电量信号；选用微差压变送器
测量风机负压。所有模拟量采集元件采集的信号都转
化为４—２０ｍＡ直流电流或０—５Ｖ直流电压信号，输入 ＰＬＣ模块进行数据转化。
通过ＤＩ模块完成电机运行状态、风门开关状态、
风门限位开关信号、就地／遥控状态等运行状态信号的
｝收稿日期：２０１０—１０一ｌ９ 作者简介：倪圣功（１９７４一），１９９６年毕业于中国矿业大学自动化 系，２０１０年在山东科技大学函授自动化本科，机电工程师，现在榆树 井煤矿担任机电科副科长职务。 采集，所有状态信号都取常开无源信号。
通过ＤＯ模块输出水平和垂直风门开关、风机启 停、风机正反转等控制量信号。控制量信号经ＤＯ模
基于C8051F单片机的通风机性能在线监测系统
２０１１年第２期 煤矿机电 ・６５・
基于Ｃ８０５ １ Ｆ单片机的通风机性能在线监测系统
周胜利 ，朱凯 ，马忠星
（１．济宁矿业集团公司阳城煤矿，山东济宁２７２５００；２．济宁矿业集团公司安居煤矿，山东济宁２７２０００）
摘 要： 针对煤矿井下通风不畅、瓦斯浓度超标现象，设计了一套实用的基于Ｃ８０５１Ｆ系列单片
机的通风机性能在线监测系统。系统采用模块化的方式将各传感器的信号转化成数字信号，再通
过ＲＳ－４８５总线传输到数据采集模块中，由采集模块传输至上位机进行显示。该方案实现了预期的
设计目标。
关键词： 通风机；Ｃ８０５１Ｆ单片机；ＲＳ－４８５总线；模块化结构
中图分类号：ＴＰ２７７ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１－０８７４（２０１１）０２—００６５—０３
Ｏｎ—Ｌｉｎｅ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ Ｖｅｎｔｉｌａｔｏｒ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ
Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｃ８０５ １ Ｆ Ｓｉｎｇｌｅ－Ｃｈｉｐ Ｍｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒ
ＺＨＯＵ Ｓｈｅｎｇ—ｌｉ ，ＺＨＵ Ｋａｉ ，ＭＡ Ｚｈｏｎｇ—ｘｉｎｇ
（１．Ｊｉｎｉｎｇ Ｍｉｎｉｎｇ Ｇｒｏｕｐ Ｙａｎｇｃｈｅｎｇ Ｃｏａｌ Ｍｉｎｅ，Ｊｉｎｉｎｇ ２７２５００，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｊｉｎｉｎｇ Ｍｉｎｉｎｇ Ｇｒｏｕｐ Ａｎｊｕ Ｃｏａｌ Ｍｉｎｅ，Ｊｉｎｉｎｇ ２７２０００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｏｎ ａｃｃｏｕｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎ ｓｕｃｈ ａｓ ｎｏｎ—ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ，ｏｖｅｒ—ｇａｓ—ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ａｔ ｃｏａｌ ｍｉｎｅ，
ｄｅｓｉｇｎｓ ｏｎｅ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｏｎ－ｌｉｎｅ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｖｅｎｔｉｌａｔｏｒ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｃ８０５ １ Ｆ．Ｔｈｉｓ ｓｙｓｔｅｍ ａｄｏｐｔｓ ｔｈｅ