劉明富　龍大鵬　袁志金

摘要：通過對現(xiàn)有壓風(fēng)系統(tǒng)運行狀態(tài)的深入分析，找出系統(tǒng)構(gòu)建需要解決的問題和存在的不足，在提出構(gòu)建空壓機群預(yù)警監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)體系概念的同時，對建設(shè)移動巡檢監(jiān)控裝置的目的意義進(jìn)行說明，對移動巡檢監(jiān)控裝置進(jìn)行了系統(tǒng)描述。

關(guān)鍵詞：壓風(fēng)系統(tǒng)?? 預(yù)警系統(tǒng)?? 監(jiān)控平臺

1、引言：

安全與效益是礦山一切工作的核心，隨著煤礦信息化、網(wǎng)絡(luò)化進(jìn)程的加快，越來越多的煤礦都配置了各種監(jiān)控系統(tǒng)，這些系統(tǒng)的運行，為保證礦山的安全和正常生產(chǎn)起了重要作用。壓風(fēng)自救系統(tǒng)、監(jiān)測監(jiān)控、人員定位、緊急避險、供水施救、通信聯(lián)絡(luò)構(gòu)成井下安全避險六大系統(tǒng)。其中，礦井壓風(fēng)系統(tǒng)是保障礦井安全自救和風(fēng)動機械工具動力的重要系統(tǒng)，當(dāng)?shù)V井發(fā)生重大災(zāi)害時，壓風(fēng)自救系統(tǒng)為井下避難人員實施自救提供新鮮空氣，是礦井安全生產(chǎn)必不可少的主要系統(tǒng)。2015年開始國家應(yīng)急管理部，實施“機械化換人、自動化減人”科技強安專項行動，提倡“無人則安”的安全理念，采用先進(jìn)的信息化手段，一批煤礦大型固定設(shè)備“無人值守”項目紛紛落地。為了響應(yīng)國家號召，開灤集團針對企業(yè)實際情況，圍繞大型固定設(shè)備實現(xiàn)“無人值守”的目標(biāo)，對壓風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行了自動化、信息化改造，取得了良好的效果，在礦井層面實現(xiàn)了壓風(fēng)系統(tǒng)區(qū)域智能化控制，在集團層面實現(xiàn)了礦井空壓機系統(tǒng)集群的遠(yuǎn)程預(yù)警監(jiān)控，顯著提升了礦井空壓機的智能化水平。

2、存在問題及解決方法：

目前，對于壓風(fēng)機單一機組而言所具有的保護(hù)足以支持系統(tǒng)的簡單運轉(zhuǎn)需求，但是各類信息的采集、處理仍然依靠人為巡檢和觀察記錄，需要安排固定的值守人員進(jìn)行現(xiàn)場操作、管理，長期以往帶來重大安全隱患;另外，在某些礦井建立了一些簡單的遠(yuǎn)程操控單元，但是受數(shù)據(jù)采集單一、實時性差及有些部位需要人員觀察的影響，未能從根本上減少人員投入，也未能從根本上杜絕一些可預(yù)防性的故障與事故發(fā)生，因此很有必要建立一種區(qū)域預(yù)警機制的監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)對礦用空壓機的安全、自動運行、遠(yuǎn)程監(jiān)管，在無人的情況下仍然掌握空壓機房運轉(zhuǎn)情況并能自動運行，實現(xiàn)現(xiàn)場無人值守、遠(yuǎn)程管控，在確保礦山安全、可靠運行的基礎(chǔ)上，逐步實現(xiàn)系統(tǒng)無人化，提高系統(tǒng)的運行效率。

2.1設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)低級

系統(tǒng)的實時性差，主要體現(xiàn)是遇到壓力突變的情況不能夠及時處理，其原因是現(xiàn)有壓風(fēng)系統(tǒng)傳感器布置少，沒有覆蓋整個壓風(fēng)機系統(tǒng)，比如，用風(fēng)管路上缺少監(jiān)測元件，我們基本上只檢測出口壓力，缺少對管路系統(tǒng)的監(jiān)測。解決方法是對主要用風(fēng)管路和用風(fēng)管路閥門部位加裝壓力傳感元件實時采集現(xiàn)場壓力信息，做到現(xiàn)場信息的及時反饋。

2.2缺乏全面的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

單一壓風(fēng)系統(tǒng)監(jiān)測系統(tǒng)，只實現(xiàn)本地監(jiān)測，且監(jiān)測參數(shù)單一，缺乏設(shè)備、環(huán)境音、畫、工況等信息的全面采集，要實現(xiàn)系統(tǒng)的集群遠(yuǎn)程監(jiān)控、遠(yuǎn)程管理，必須建立區(qū)域內(nèi)集視頻監(jiān)測、音頻信息采集、網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)傳輸、環(huán)境及現(xiàn)場信息監(jiān)測、有線+無線為一體的全方位的數(shù)字化自動化智能采集與應(yīng)用的數(shù)據(jù)系統(tǒng)，實現(xiàn)空壓機運行數(shù)據(jù)的全面采集。

2.3巡檢方式落后不可靠

過去現(xiàn)場的相關(guān)巡回檢查和設(shè)備管理主要依靠人去觀察，受客觀因素影響較大，無法進(jìn)行精確管理;傳統(tǒng)意義的數(shù)據(jù)管理只是基于設(shè)備本身測控層面，只能做到無人值守、有人巡視的層次，但要實現(xiàn)真正意義上的“無人值守”，必須從環(huán)境、設(shè)備、控制對象、以及人體感官信號等多方面進(jìn)行考察和管理，通過利用移動監(jiān)測裝置、視頻、語音、各類傳感器等先進(jìn)技術(shù)，開發(fā)相應(yīng)的監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)運轉(zhuǎn)環(huán)境內(nèi)的無人值守。

綜上所述，在構(gòu)建礦山空壓機群預(yù)警監(jiān)控系統(tǒng)提出需要解決兩大技術(shù)問題：一是解決數(shù)據(jù)智能采集和數(shù)據(jù)處理的問題;二是解決智能巡檢的問題。下面對移動巡檢監(jiān)控平臺進(jìn)行總體描述。

3、移動巡檢監(jiān)控裝置的設(shè)計

3.1目的意義

目前我國工業(yè)現(xiàn)場固定大型生產(chǎn)設(shè)備為人員定時巡視，在工業(yè)現(xiàn)場視頻無人自動巡視移動裝置研究方面卻是空白。因此工業(yè)現(xiàn)場無人視頻巡視系統(tǒng)的設(shè)計，將人員對現(xiàn)場設(shè)備定時巡視，改為視頻巡視移動裝置自動巡視，即給固定視頻設(shè)備安裝上“腳 ”，讓它像人員一樣“走”起來，來取代人員巡視。裝置根據(jù)不同要求按預(yù)定程序，載著攝像頭對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行實時監(jiān)視，視頻信號通過車載無線AP網(wǎng)橋傳輸送到集中監(jiān)控中心。移動巡檢監(jiān)控裝置主要由移動監(jiān)控平臺、導(dǎo)軌、電源控制系統(tǒng)、無線通訊系統(tǒng)、位置控制系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)等構(gòu)成。

利用視頻自動巡視移動裝置來取代工業(yè)現(xiàn)場人員對設(shè)備的定時巡視，它將現(xiàn)場采集的視頻信號以無線的方式發(fā)射到遠(yuǎn)程集控中心，而且它還能以無線的方式接收遠(yuǎn)程集控中心發(fā)來的各種控制指令來完成定時、連續(xù)等多種巡視方式。實現(xiàn)對工業(yè)現(xiàn)場的 “有人巡視，無人值守”模式創(chuàng)新，將系統(tǒng)模式改為“無人巡視，無人值守”，真正通過技術(shù)創(chuàng)新實現(xiàn)了“減員增效”的目的;實現(xiàn)固定視頻設(shè)備“移動化”，替代人員常規(guī)設(shè)備巡視; 改變了視頻設(shè)備傳統(tǒng)的固定安裝的模式，極大減少現(xiàn)場攝像頭安裝數(shù)量，降低視頻安裝成本并減少設(shè)備日常維護(hù)費用。

3.2技術(shù)方案

工業(yè)現(xiàn)場無人視頻巡視系統(tǒng)，它由三部份組成，一是“T”型導(dǎo)軌，二是移動裝置，三是高清網(wǎng)絡(luò)云臺攝像頭。導(dǎo)軌是移動裝置的軌道，移動裝置通過驅(qū)動膠輪掛到軌道下面，并沿著軌道水平左右移動。移動裝置即為一臺視頻單元，分兩個室，上室為裝置的機械驅(qū)動部份，里面有直流驅(qū)動電機、主軸同步驅(qū)動輪、從動膠輪、同步驅(qū)動皮帶、限位傳感器;下腔為電氣控制部份，里面裝有鋰電池、開關(guān)量無線收發(fā)模塊、充電接口、電壓檢測模塊。移動裝置外殼的下面裝有360度高清網(wǎng)絡(luò)云臺攝像頭，側(cè)面裝有無線視頻網(wǎng)橋。

3.3具體應(yīng)用方式

視頻巡視系統(tǒng)以無線的方式接收遠(yuǎn)程集控中心計算機組態(tài)界面發(fā)來的控制指令，并按指令要求移動裝置載著網(wǎng)絡(luò)云臺攝像頭沿著T型軌道自動向左或向右行駛，行駛到相應(yīng)的限位點后根據(jù)指令要求自動返回或停止。安裝在移動裝置上的攝像頭對現(xiàn)場設(shè)備和環(huán)境進(jìn)行時時采集，并將采集到的視頻信號通過車載無線網(wǎng)橋發(fā)送到遠(yuǎn)程計算機。移動裝置具有多種遠(yuǎn)程控制模式如定時巡視、時時巡視、手動巡視等。當(dāng)移動裝置上鋰電池的直流電源低于工作電壓下限值時，巡視裝置自動返回到充電位進(jìn)行自動充電。

4、推廣應(yīng)用情況：

智能運動視頻控制及其移動設(shè)備智能自充電技術(shù)的實際應(yīng)用推廣，構(gòu)建了完整的現(xiàn)場無人自動智能視頻巡視群，利用視頻自動巡視移動裝置取代現(xiàn)場人員對設(shè)備的定時巡視，實現(xiàn)實時信息的實景展現(xiàn)，促進(jìn)了礦山空壓機群預(yù)警管控系統(tǒng)的構(gòu)建，為實現(xiàn)多區(qū)域空壓機系統(tǒng)的互聯(lián)互通做出了重要貢獻(xiàn)，提高了遠(yuǎn)程監(jiān)測監(jiān)管和故障預(yù)警診斷效率，提高了空壓機系統(tǒng)自動化運行、故障預(yù)警預(yù)報、預(yù)處理的能力。同時移動視頻監(jiān)控裝置的應(yīng)用，降低人力勞動強度，取代了現(xiàn)場巡視人員，取得了明顯的經(jīng)濟效益和社會效益，極大地推動了企業(yè)的數(shù)字化、信息化進(jìn)程，降低了勞動強度，保障了作業(yè)場所的人員安全，提高了生產(chǎn)效率。

參考文獻(xiàn)：

1、李建剛;劉延霞;張龍;基于組態(tài)王與PLC的空壓機監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計[J]; 2011年05期

2、鮑衛(wèi)寧;何鳳有;湯玚;鮑衛(wèi)娜;無人職守的礦山空壓機監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計[J];煤炭工程;2010年02期

3、張大偉;基于PLC的煤礦壓風(fēng)機智能監(jiān)控系統(tǒng)[J];礦山機械;2015年02期

作者簡介：劉明富（1976-），男，山東壽光人，工程師，主要研究方向煤礦機電