文麗松

(南京銀茂鉛鋅礦業(yè)有限公司，　江蘇 南京　210033)

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某礦山通風(fēng)機(jī)站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的改造

文麗松

(南京銀茂鉛鋅礦業(yè)有限公司，江蘇 南京210033)

通過對(duì)南京銀茂鉛鋅礦井下通風(fēng)系統(tǒng)的調(diào)查研究，發(fā)現(xiàn)存在風(fēng)機(jī)數(shù)量多分布廣散、風(fēng)機(jī)控制和管理困難、維護(hù)成本高等問題。為了更好管理通風(fēng)系統(tǒng)，利用計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)安裝了一套多級(jí)機(jī)站風(fēng)機(jī)遠(yuǎn)程集中監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)際使用情況證明，該系統(tǒng)在調(diào)度監(jiān)控室就能掌握風(fēng)機(jī)的運(yùn)行情況和參數(shù)，并且可以遠(yuǎn)程控制風(fēng)機(jī)，提高通風(fēng)系統(tǒng)的安全性能，節(jié)約電能和人力。

井下通風(fēng)；多級(jí)機(jī)站；遠(yuǎn)程監(jiān)控；網(wǎng)絡(luò)通訊；節(jié)能增效

1　通風(fēng)系統(tǒng)的現(xiàn)狀和問題

南京銀茂鉛鋅礦業(yè)有限公司井下多級(jí)機(jī)站通風(fēng)系統(tǒng)有三級(jí)機(jī)站，分別是+14 m機(jī)站、-325 m機(jī)站、-475 m機(jī)站。由于各機(jī)站分布較遠(yuǎn)，原來一直采用人工手動(dòng)控制，沒有風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控設(shè)備，所以人員不在現(xiàn)場就不知道風(fēng)機(jī)的運(yùn)行情況，而且風(fēng)量、風(fēng)壓、電機(jī)狀態(tài)沒有檢測設(shè)備和顯示，也不能根據(jù)生產(chǎn)情況及時(shí)調(diào)整風(fēng)機(jī)的開停和風(fēng)速調(diào)節(jié)，給風(fēng)機(jī)管理和控制帶來很大困難，既存在安全隱患也不利于節(jié)約人工成本和能源，并且在很大程度上制約了礦山井下多級(jí)機(jī)站通風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)越性。為了改善上述問題和缺點(diǎn)，需要設(shè)計(jì)實(shí)施一套風(fēng)機(jī)遠(yuǎn)程集中監(jiān)控系統(tǒng)，以此解決礦山井下多級(jí)機(jī)站通風(fēng)系統(tǒng)控制和管理難的問題。

2　遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

系統(tǒng)主要由4部分組成：放在調(diào)度室的主控計(jì)算機(jī)(帶RS-485通訊適配器)，各級(jí)風(fēng)機(jī)房的遠(yuǎn)程I/O控制柜，現(xiàn)場的檢測傳感器，基于RS-485通訊用的電纜、分線箱、中繼器。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖如圖1所示。

主控計(jì)算機(jī)與各級(jí)機(jī)站采用RS-485通訊，形成計(jì)算機(jī)通訊網(wǎng)絡(luò)，現(xiàn)場的檢測傳感器將測量到的通風(fēng)巷道風(fēng)量、風(fēng)壓、電機(jī)頻率、軸承溫度、電壓、電流等數(shù)據(jù)送到遠(yuǎn)程I/O控制柜，機(jī)站遠(yuǎn)程I/O控制柜內(nèi)安裝泓格PAI-7065D和PAI-7017C模塊及相應(yīng)的供電線路電器元件，負(fù)責(zé)采集和處理現(xiàn)場的數(shù)據(jù)，并將處理后的數(shù)據(jù)通過RS-485通訊電纜傳輸數(shù)據(jù)給主控計(jì)算機(jī)。主控計(jì)算機(jī)接收各機(jī)站數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，將各機(jī)站風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)在監(jiān)控系統(tǒng)畫面以圖文和數(shù)值直觀表現(xiàn)出來，并進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，同時(shí)還可以通過主控計(jì)算機(jī)對(duì)各級(jí)機(jī)站發(fā)送操作指令，通過RS-485通訊電纜傳輸數(shù)據(jù)給遠(yuǎn)程I/O控制柜，機(jī)站遠(yuǎn)程I/O控制柜內(nèi)泓格PAI-7065D和PAI-7017C模塊接收指令后經(jīng)過處理再對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行操控。

系統(tǒng)監(jiān)控軟件是利用組態(tài)王設(shè)計(jì)開發(fā)的，在主監(jiān)控畫面中列出所有風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)動(dòng)畫圖和其他功能塊按鈕。從主監(jiān)控畫面可以進(jìn)入各級(jí)風(fēng)機(jī)監(jiān)控畫面，在各級(jí)風(fēng)機(jī)監(jiān)控畫面中有當(dāng)前風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)、參數(shù)、歷史數(shù)據(jù)信息、遠(yuǎn)程操作圖形按鈕及其他功能塊按鈕，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)該機(jī)站風(fēng)機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)控。主控計(jì)算機(jī)與各級(jí)機(jī)站泓格模塊之間采用RS-485通訊，主控計(jì)算機(jī)作為主站，各級(jí)機(jī)站作為從站，并固定其網(wǎng)絡(luò)地址尋址。

圖1　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理

3　系統(tǒng)改造后實(shí)現(xiàn)的功能

(1) 風(fēng)機(jī)的遠(yuǎn)程和本地控制功能。在監(jiān)控室可以遠(yuǎn)程監(jiān)控各級(jí)風(fēng)機(jī)，在各級(jí)風(fēng)機(jī)控制硐室，只要把機(jī)站遠(yuǎn)程I/O控制柜上的(遠(yuǎn)程/本地)轉(zhuǎn)換按鈕撥到本地控制，就可以手動(dòng)控制當(dāng)?shù)仫L(fēng)機(jī)。在本地控制時(shí)，遠(yuǎn)程控制失效，但監(jiān)測功能正常，這樣以防人員在進(jìn)行檢查和維護(hù)風(fēng)機(jī)時(shí)，遠(yuǎn)程控制誤操作帶來危險(xiǎn)。

(2) 風(fēng)機(jī)的遠(yuǎn)程反轉(zhuǎn)啟?？刂?。在緊急情況下，如需要反風(fēng)，可以在主控計(jì)算機(jī)上操作，控制任意一臺(tái)風(fēng)機(jī)反轉(zhuǎn)的啟停。

(3) 風(fēng)機(jī)的遠(yuǎn)程自動(dòng)控制。根據(jù)井下不同時(shí)段通風(fēng)需要，在計(jì)算機(jī)中設(shè)計(jì)編寫一套自動(dòng)控制程序，通過監(jiān)控系統(tǒng)中自動(dòng)控制功能塊由計(jì)算機(jī)來控制風(fēng)機(jī)的啟停。

(4) 風(fēng)機(jī)開停狀態(tài)和參數(shù)的監(jiān)測顯示。對(duì)每一臺(tái)風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，電機(jī)運(yùn)行的頻率、電壓、電流、軸承溫度、巷道風(fēng)量風(fēng)壓等參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，并在系統(tǒng)監(jiān)控軟件畫面上顯示。

(5) 機(jī)站通訊測試。在每個(gè)機(jī)站控制柜設(shè)置通訊測試按鈕，以便在井下各機(jī)站時(shí)能隨時(shí)了解分站與主站間通訊是不是正常，可以在現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)試。

(6) 數(shù)據(jù)和操作記錄及報(bào)表打印功能。計(jì)算機(jī)對(duì)操作員操作記錄、風(fēng)機(jī)運(yùn)行記錄、故障報(bào)警記錄、電機(jī)參數(shù)等數(shù)據(jù)進(jìn)行保存、統(tǒng)計(jì)，根據(jù)需要可打印出報(bào)表。

(7) 操作權(quán)限設(shè)定。根據(jù)不同人員的分工和技術(shù)水平，設(shè)置了不同權(quán)限的登錄賬戶，技術(shù)人員管理權(quán)限高于一般管理人員，一般管理人員高于當(dāng)班工作人員。

4　系統(tǒng)的使用情況

(1) 以前3臺(tái)風(fēng)機(jī)需要12個(gè)人看管，安裝遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)后不再需要井下風(fēng)機(jī)操作工，這樣企業(yè)每年節(jié)省的人員成本就達(dá)幾十萬，同時(shí)也能避免風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生嚴(yán)重噪音對(duì)工人的傷害，更符合礦山安全管理。

(2) 風(fēng)機(jī)遠(yuǎn)程集中監(jiān)控系統(tǒng)建立后，技術(shù)管理人員在監(jiān)控室就能實(shí)時(shí)了解全礦風(fēng)機(jī)的運(yùn)行情況，查找故障和數(shù)據(jù)。通過風(fēng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備的一些故障，及早排除故障，減少設(shè)備損失。根據(jù)生產(chǎn)情況，結(jié)合巷道風(fēng)量、風(fēng)壓隨時(shí)對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程開?？刂疲玫倪M(jìn)行風(fēng)流風(fēng)量調(diào)節(jié)，以最大程度的節(jié)約通風(fēng)能耗，降低通風(fēng)成本。改造后3臺(tái)風(fēng)機(jī)所用電能每年降低了8萬多度電。

(3) 系統(tǒng)具有靈活的可擴(kuò)展特性，井下延伸工程，需要加裝風(fēng)機(jī)，系統(tǒng)只需相對(duì)應(yīng)的修改程序和參數(shù)，把新增加的風(fēng)機(jī)和系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)通訊即可，原來的機(jī)站不受影響。

(4) 該監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)先進(jìn)，結(jié)構(gòu)簡單，通訊控制系統(tǒng)模塊化，維修操作方便，運(yùn)行可靠。系統(tǒng)投入應(yīng)用以來，故障少，維修成本低。

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2016￣04￣18)

文麗松(1980-)，男，江西吉安人，電氣工程師，主要從事礦山機(jī)電設(shè)備的管理，Email:wls198093@163.com。