胡國勇

（陽煤集團翼城華泓煤業(yè)有限公司， 山西 陽泉 045000）

1 礦用通風機遠程監(jiān)控設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計

礦用通風機遠程監(jiān)控設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)包括設(shè)備電源、DSP主控模塊，其中設(shè)備電源主要是為遠程監(jiān)控設(shè)備提供電能，確保設(shè)備的正常工作，DSP主控模塊主要負責對通風機運行狀態(tài)信號采集、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)傳遞、報警、顯示等功能，其在工作中對由各類傳感器傳遞過來的的數(shù)據(jù)信息進行分析、處理，然后將監(jiān)控到的數(shù)據(jù)信息傳遞到集控中心，當其檢測到的各類數(shù)據(jù)超過系統(tǒng)設(shè)定的安全界限后，會自動發(fā)出報警信號，同時根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定的處理方案自動控制風機進行相應的動作，以確保煤礦井下的通風安全[1]。礦用通風機遠程監(jiān)控設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

在圖1所示的礦用通風機遠程監(jiān)控設(shè)備中，主要通過布置在各監(jiān)測點的各類傳感器設(shè)備來完成對巷道內(nèi)瓦斯?jié)舛?、通風機運行電流、電壓、溫度等信息的實時監(jiān)測，并對從控制終端傳送過來的控制信號的執(zhí)行情況進行檢測和反饋，并不斷地修正[2]，直到各設(shè)備的運行情況均滿足控制要求，在監(jiān)控設(shè)備的控制終端，值班操作人員可以通過顯示屏幕實時對控制系統(tǒng)進行控制參數(shù)修訂、輸入、設(shè)定關(guān)鍵控制值域，并且當系統(tǒng)發(fā)生故障報警時能夠準確判斷事故發(fā)生的原因、區(qū)域，及時采取應急控制措施，確保能夠第一時間確定故障源并能在最短的時間內(nèi)進行修復，保證煤炭生產(chǎn)企業(yè)的正常運轉(zhuǎn)。

2 DSP主控模塊的概述及特點

DSP是指數(shù)字信號處理設(shè)備，其主要作用是用于對各類采集到的數(shù)字信號進行處理，其不僅能夠?qū)μ幚韺ο筮M行編程處理，而且它的數(shù)據(jù)運行處理的速度遠遠超過普通的數(shù)據(jù)處理設(shè)備，能夠滿足瞬時、大容量、高精確性的數(shù)據(jù)處理要求，總的來說在該通風機遠程監(jiān)控設(shè)備中，DSP主控模塊需具備以下特點，才能夠滿足礦用通風機遠程監(jiān)控設(shè)備對通風機運行情況實時監(jiān)控的要求[3]。

1）應具有改進型的哈佛結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)將數(shù)據(jù)儲存空間和程序代碼的有效隔離，同時需要允許能同時進行數(shù)據(jù)的讀取和數(shù)據(jù)的寫入。

2）需要在內(nèi)部設(shè)置高速的硬件乘法數(shù)據(jù)算法，加強其多級流水線功能，實現(xiàn)對大容量數(shù)據(jù)的高速、精確處理。

3）采用多總線結(jié)構(gòu)和流水線技術(shù)，以加強處理器的數(shù)據(jù)處理和多通道的信息傳遞功能。

4）需要采用具有標準協(xié)議的信號處理尋址方式和尋址指令，以進一步縮短對各類采集信號的處理時間，確保監(jiān)測系統(tǒng)的及時性和有效性。

圖1 礦用通風機遠程監(jiān)控設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)示意圖

3 通風機監(jiān)測點位的選擇

為了確保通風機遠程監(jiān)控系統(tǒng)對通風機運行情況監(jiān)測的準確性，需在通風機設(shè)備內(nèi)布置多個監(jiān)控點，實現(xiàn)對通風機運行情況的準確監(jiān)測[4]，其監(jiān)控信息主要包括風機的風壓、電機軸承溫度、繞組溫度及電機軸的振動參數(shù)等，綜合這些監(jiān)控數(shù)據(jù)即可準確的判斷通風機的運行狀態(tài)，其監(jiān)控點位的分布如圖2所示。

圖2 通風機監(jiān)測點位的分布

4 通風機監(jiān)測設(shè)備監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸方案

為了確保通風機監(jiān)測設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩⒖煽?，其設(shè)備監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)應具有以下特點[5]：

1）抗干擾能力強。通風機常設(shè)置在工況比較復雜的地方，且各類電器設(shè)備多，信號干擾大，為了確保監(jiān)測系統(tǒng)對采集到的信息傳遞的準確性、及時性、可靠性、完整性，就必須要求監(jiān)測設(shè)備的傳輸方案應具有極強的抗干擾能力。

2）高速傳輸功能。為了確保對巷道內(nèi)有毒氣體含量及通風機運行狀態(tài)的精確監(jiān)測，礦用通風機遠程監(jiān)控系統(tǒng)在巷道和各通風機設(shè)備上布置了大量的數(shù)據(jù)監(jiān)測點，因此在同一時刻會有大量的數(shù)據(jù)信號在系統(tǒng)內(nèi)進行傳輸，因此為了確保能夠?qū)⒉杉臄?shù)據(jù)信息及時傳遞到控制中心，就要求監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)具有很高的傳輸速度。

通風機監(jiān)測設(shè)備監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)通過對各監(jiān)測點的信號的采集，然后利用變送器設(shè)備將這些數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為標準的電流信號傳遞給數(shù)據(jù)采集和處理模塊，然后再將這些數(shù)據(jù)進行量化處理，傳遞給集成控制系統(tǒng)，同時當集成控制系統(tǒng)發(fā)出控制信號后，也通過該數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備進行相關(guān)信號轉(zhuǎn)換后，最終傳遞到通風機的執(zhí)行機構(gòu)，確保通風機能夠根據(jù)指令調(diào)節(jié)運行方式，確保煤礦井下巷道內(nèi)的氣流的有效性，其傳輸結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 通風機監(jiān)測設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)示意圖

5 結(jié)論

基于總線協(xié)議的礦用通風機遠程監(jiān)控設(shè)備，可根據(jù)煤礦井下的生產(chǎn)和環(huán)境監(jiān)測情況實時對通風機進行控制，不但可以確保煤礦井下的安全生產(chǎn)而且能夠極大地提升通風機的使用效率和經(jīng)濟性。