訾美幸+++趙緒帥+++徐加恒

摘要：近年來，煤礦風(fēng)機(jī)智能遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用問題得到了業(yè)內(nèi)的廣泛關(guān)注，研究其相關(guān)課題有著重要意義。本文首先對(duì)相關(guān)內(nèi)容做了概述，分析了通風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)組成及硬件配置問題，并結(jié)合相關(guān)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，分別從多個(gè)角度與方面就風(fēng)機(jī)故障狀態(tài)控制邏輯設(shè)計(jì)展開了研究，闡述了個(gè)人對(duì)此的幾點(diǎn)看法與認(rèn)識(shí)，望有助于相關(guān)工作的實(shí)踐。

關(guān)鍵詞：煤礦風(fēng)機(jī)；智能遠(yuǎn)程監(jiān)控；系統(tǒng)；應(yīng)用

一、前言

作為一項(xiàng)實(shí)際要求較高的實(shí)踐性工作，煤礦風(fēng)機(jī)智能遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的關(guān)鍵性不言而喻。該項(xiàng)課題的研究，將會(huì)更好地提升對(duì)煤礦風(fēng)機(jī)智能遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的分析與掌控力度，從而通過合理化的措施與途徑，進(jìn)一步優(yōu)化該項(xiàng)工作的最終整體效果。

二、概述

根據(jù)智能化數(shù)字化礦山建設(shè)要求，煤礦主通風(fēng)機(jī)作為煤礦的主要安全設(shè)備，實(shí)現(xiàn)其自動(dòng)化和智能化監(jiān)控是煤礦風(fēng)機(jī)安全、可靠運(yùn)行的必然選擇。煤礦風(fēng)機(jī)采用一主一備設(shè)計(jì)安裝方式，備用風(fēng)機(jī)處于停機(jī)冷備用狀態(tài)。煤礦主要通風(fēng)機(jī)在正常倒機(jī)風(fēng)門切換的時(shí)間內(nèi)，必然會(huì)有一段時(shí)間造成系統(tǒng)停風(fēng)或微風(fēng)，對(duì)于煤與瓦斯突出礦井容易造成瓦斯超限，威脅安全生產(chǎn)。另外，在風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行過程中，如果出現(xiàn)故障，沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)，再采用倒機(jī)的方法來進(jìn)行處理事故時(shí)，若備用風(fēng)機(jī)此時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)出現(xiàn)故障，也會(huì)造成風(fēng)機(jī)倒機(jī)時(shí)間超出煤礦安全規(guī)程的上限，這樣就意味著系統(tǒng)停風(fēng)時(shí)間偏長(zhǎng)，易發(fā)生井下瓦斯超限。所以，應(yīng)研究風(fēng)機(jī)故障狀態(tài)下監(jiān)控系統(tǒng)如何監(jiān)測(cè)故障，并對(duì)一些故障采取相應(yīng)的措施進(jìn)行排除，保證風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)行，從而保證高瓦斯和雙突礦井安全生產(chǎn)。

三、通風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)組成及硬件配置

目前，部分礦井的主通風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)仍然采用傳統(tǒng)的人工操作，或是人工加繼電器進(jìn)行簡(jiǎn)單的順序控制的方法。系統(tǒng)僅有一些最基本的監(jiān)測(cè)量，不能全面、詳細(xì)地監(jiān)視風(fēng)機(jī)的運(yùn)行參數(shù)，自動(dòng)化程度低、可靠性差。這樣就存在很大的安全隱患，不適應(yīng)煤炭生產(chǎn)的需要和發(fā)展。

本文主要以煤礦動(dòng)葉可調(diào)軸流式風(fēng)機(jī)的控制系統(tǒng)進(jìn)行說明。風(fēng)機(jī)系統(tǒng)由電機(jī)、風(fēng)機(jī)本體、液壓站、潤(rùn)滑站、風(fēng)門裝置、冷卻裝置、葉片執(zhí)行器、配電裝置和各種傳感器等組成。風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)主要由PLC控制主站、各類信號(hào)傳感器、信號(hào)變送器、中間繼電器等組成。上位工控機(jī)完成系統(tǒng)的監(jiān)控以及系統(tǒng)的操作、顯示界面，安裝在值班控制室的操作臺(tái)上?？刂浦髡镜耐ㄓ嵞K的現(xiàn)場(chǎng)控制總線聯(lián)網(wǎng)均使用RS-485通訊協(xié)議。風(fēng)機(jī)房控制室設(shè)置的上位機(jī)，采用工業(yè)以太網(wǎng)通訊方式進(jìn)行通訊。上位機(jī)完成系統(tǒng)的監(jiān)控、操作、顯示等功能。與礦井調(diào)度室或機(jī)電設(shè)備管理服務(wù)器進(jìn)行通訊的監(jiān)控系統(tǒng)是通過工業(yè)以太網(wǎng)完成數(shù)據(jù)共享交換，系統(tǒng)還可以接受礦調(diào)度室或機(jī)電管理部門的調(diào)度指令控制。

四、風(fēng)機(jī)故障狀態(tài)控制邏輯設(shè)計(jì)

（一）溫度報(bào)警故障處理方法

在監(jiān)控系統(tǒng)中，對(duì)風(fēng)機(jī)軸承溫升、液壓站和潤(rùn)滑站油溫和管溫、以及電機(jī)兩端軸承和定子溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。因?yàn)楫?dāng)以上溫度不正常時(shí)，會(huì)作用于風(fēng)機(jī)的跳閘操作。所用對(duì)于以上的任何一個(gè)傳感器采集來的溫度都必須做到可靠、正確、穩(wěn)定。監(jiān)控系統(tǒng)為了能做到準(zhǔn)確、可靠、穩(wěn)定，分別從硬軟件來進(jìn)行設(shè)計(jì)：

1.在硬件上，對(duì)于每個(gè)測(cè)點(diǎn)，都設(shè)至少兩個(gè)的傳感器進(jìn)行監(jiān)測(cè)。這樣避免因?yàn)槟骋粋€(gè)傳感器出現(xiàn)故障，報(bào)出假信號(hào)，造成控制系統(tǒng)誤動(dòng)作，而造成事故。另外，就是嚴(yán)把傳感器的質(zhì)量關(guān)，不能出現(xiàn)因傳感器質(zhì)量問題造成的假信號(hào)。

2.在程序中，首先去除掉一些偏離實(shí)際可能出現(xiàn)的假值。比如對(duì)液壓站油溫和潤(rùn)滑站油溫小于0℃和大于120℃的判斷，只要出現(xiàn)這兩個(gè)值，在程序中將其屏蔽，不讓其參與控制。其次，對(duì)于象風(fēng)機(jī)軸承溫度和電機(jī)軸承溫度作用于控制的信號(hào)，在程序中做到至少需要同塊軸承上的兩個(gè)溫度同時(shí)達(dá)到跳閘溫度時(shí)，才能作用于風(fēng)機(jī)的跳閘。如當(dāng)風(fēng)機(jī)軸承溫度值大于85℃時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)開始有預(yù)警，由報(bào)警器報(bào)警燈僅發(fā)出紅光報(bào)警。當(dāng)軸承溫度大于100℃時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)開始有報(bào)警，由報(bào)警器發(fā)出有蜂鳴器報(bào)警音和報(bào)警燈的紅光報(bào)警信號(hào)。

（二）瞬間失電故障處理方法

監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)風(fēng)機(jī)如瞬時(shí)失電故障等一些故障作出判斷后，能夠自動(dòng)將故障消除保證風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行。

風(fēng)機(jī)運(yùn)行中當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)波動(dòng)時(shí)，風(fēng)機(jī)高壓開關(guān)的失壓保護(hù)將動(dòng)作，使風(fēng)機(jī)跳閘。當(dāng)電網(wǎng)瞬間恢復(fù)后，只能靠操作人員把各部分開關(guān)恢復(fù)，才能啟動(dòng)風(fēng)機(jī)。而風(fēng)機(jī)低壓配電為風(fēng)機(jī)的葉片執(zhí)行器、風(fēng)門開合、風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的潤(rùn)滑、葉片角度調(diào)節(jié)的液壓部分及冷卻裝置等供電。這些機(jī)構(gòu)的正常工作都影響著風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)行。所以，電網(wǎng)的穩(wěn)定性對(duì)風(fēng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)很重要。

從以下兩方面來解決以上提出的問題：

1.在硬件上，主要問題是將各部分高、低壓開關(guān)進(jìn)行改造，使高、低壓開關(guān)能達(dá)到電源有電即可自動(dòng)上電的功能。

2.在軟件上，要對(duì)風(fēng)機(jī)各部分是否帶電進(jìn)行判斷，然后，對(duì)短時(shí)間段內(nèi)停電后又帶電的情況下，對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行開啟，從而在最短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)礦井通風(fēng)。這個(gè)時(shí)間可根據(jù)實(shí)際情況自己設(shè)定。

（三）風(fēng)機(jī)角度調(diào)節(jié)控制方法

風(fēng)機(jī)在運(yùn)行中出現(xiàn)多次角度自動(dòng)回零，因?yàn)槌霈F(xiàn)風(fēng)機(jī)葉片角度自動(dòng)回零的現(xiàn)象，而值班人員沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)，而造成全礦井停風(fēng)的重大事故。

在程序中為了防止類似事故的出現(xiàn)，設(shè)定一個(gè)葉片執(zhí)行器返回報(bào)警值“最小角度”，操作人員可以根據(jù)風(fēng)機(jī)角度設(shè)定值的大小，設(shè)定一個(gè)葉片最小角度報(bào)警值。在風(fēng)機(jī)運(yùn)行中，監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)葉片執(zhí)行器返回值的大小來判斷角度是否小于報(bào)警值。當(dāng)返回值小于設(shè)定的最小角度報(bào)警值時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警，提醒值班人員檢查風(fēng)機(jī)運(yùn)行是否正常，采取相應(yīng)的措施，不至于出現(xiàn)風(fēng)機(jī)運(yùn)行著，而葉片角度改變，造成井下停風(fēng)的事故。

五、結(jié)束語

綜上所述，加強(qiáng)對(duì)煤礦風(fēng)機(jī)智能遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用的研究分析，對(duì)于其良好實(shí)踐效果的取得有著十分重要的意義，因此在今后的煤礦風(fēng)機(jī)智能遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用過程中，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)其關(guān)鍵環(huán)節(jié)與重點(diǎn)要素的重視程度，并注重其具體實(shí)施措施與方法的科學(xué)性。

參考文獻(xiàn)：

[1] 陳士緯，王家兵.礦井主通風(fēng)機(jī)在線監(jiān)測(cè)監(jiān)控現(xiàn)狀及展望[J].煤礦安全.2017（01）：115-116.

[2] 韓向峰，煤礦主通風(fēng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的研究[M]，安徽理工大學(xué).2016（10）：60-62.

[3] 陳士緯，王家兵，礦井主通風(fēng)機(jī)在線監(jiān)測(cè)監(jiān)控現(xiàn)狀及展望[J].煤礦安全.2016（09）：88-89.endprint