＊郭 建

（山西汾西礦業(yè)集團(tuán)公司柳灣煤礦 山西 032303）

1.引言

煤礦的井下通風(fēng)系統(tǒng)是煤礦系統(tǒng)的一部分。礦井的主要通風(fēng)系統(tǒng)首先是為工作人員提供足夠的空氣，其次是新鮮空氣來稀釋有毒物質(zhì)。較危險的瓦斯積聚為煤礦的安全運行制造了不利因素。如果礦井發(fā)生瓦斯爆炸或火災(zāi)等事故，可以通過改善礦井通風(fēng)來控制災(zāi)難。當(dāng)前，煤礦常用的監(jiān)控系統(tǒng)采用繼電器作為控制裝置，其成本相對較低。但是，該系統(tǒng)具有許多缺點，例如結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維護(hù)困難，自動化程度低等問題，導(dǎo)致系統(tǒng)的響應(yīng)也非常慢。

風(fēng)機(jī)是煤礦井下通風(fēng)系統(tǒng)中最重要的組成部分。該系統(tǒng)的審核是所有監(jiān)視系統(tǒng)的核心。為了確保所有通風(fēng)系統(tǒng)的正常運行，必須確保風(fēng)機(jī)的各種參數(shù)保持動態(tài)和恒定。

2.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理

(1)通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)的組成

分析了大量數(shù)據(jù)，例如通風(fēng)系統(tǒng)的溫度和厚度以及風(fēng)機(jī)的運行狀況。該系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)包括設(shè)備運行狀態(tài)數(shù)據(jù)管理，數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)，歷史數(shù)據(jù)分析，自動修復(fù)系統(tǒng)等?；谶@些觀察，特別準(zhǔn)備了以下研究。①有許多現(xiàn)代無線通信技術(shù)。首先，需要根據(jù)礦山的實際情況選擇合適的礦山無線電傳輸方式。經(jīng)過大量研究，本文根據(jù)煤礦的特殊運行條件選擇了Wi-Fi無線數(shù)據(jù)系統(tǒng)。對傳感器系統(tǒng)的研究和分析已經(jīng)完全確定了傳感器的工作條件，并且已經(jīng)確定了傳感器的位置，安裝方法選擇位置。②使用不同的監(jiān)視傳感器來獲取跟蹤參數(shù)。大多數(shù)監(jiān)視參數(shù)是灰塵，空氣溫度，相對濕度，風(fēng)機(jī)參數(shù)等。預(yù)測系統(tǒng)過程中的問題并及時糾正它們，以使監(jiān)視系統(tǒng)保持良好的工作狀態(tài)。③檢查風(fēng)機(jī)的運行狀態(tài)和狀況，以確保風(fēng)機(jī)正常運行。

(2)系統(tǒng)工作原理

煤礦通風(fēng)系統(tǒng)通常安裝兩個主要風(fēng)機(jī)，如果一個風(fēng)機(jī)發(fā)生故障或需要維修，則另一個風(fēng)機(jī)必須打開。根據(jù)礦井通風(fēng)的要求，風(fēng)機(jī)始終配備兩套風(fēng)機(jī)。一種用于吸入，另一種用于增加吸入速率。為了在兩個風(fēng)機(jī)彼此不干擾的情況下方便控制，每個風(fēng)機(jī)都配備有獨立的電動機(jī)來供電。處理設(shè)備中安裝的各種傳感器中記錄的參數(shù)由處理設(shè)備數(shù)字化，并且可以通過WLAN傳輸和無線傳輸從主控制系統(tǒng)的PLC中獲取，并且PLC可以將記錄的數(shù)據(jù)與常用值進(jìn)行比較。使它執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)測試，發(fā)送警報或正常運行的信號，最后自動智能地識別通風(fēng)系統(tǒng)的所有檢查。

3.控制硬件組成

通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)控制硬件主要包括數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和電路。監(jiān)控系統(tǒng)硬件電路如圖1所示。

圖1 監(jiān)控系統(tǒng)硬件電路

(1)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)

為了盡快開發(fā)和識別系統(tǒng)，驗證系統(tǒng)的有效運行并確?？煽啃?，選擇了現(xiàn)代的AVR開發(fā)板作為研究的基礎(chǔ)。AVR微控制器具有出色的性能和低功耗。該微控制器非常堅固，使用壽命長，可以清洗并記錄100,000次。

(2)外圍電路

外圍電路由電源和電路組成。（包括存儲電路，轉(zhuǎn)換器電路，顯示電路等）使用特定的顯示模塊格式顯示圖片，顯示布局，該模板包含100多個圖形字符，例如字母，數(shù)字，標(biāo)點符號。

由于網(wǎng)絡(luò)故障，存儲系統(tǒng)中的臨時網(wǎng)絡(luò)中斷會影響編譯器收集的各種參數(shù)和數(shù)據(jù)，并會阻止下載。為了避免數(shù)據(jù)丟失，收集的信息應(yīng)以存儲格式臨時存儲。系統(tǒng)中使用的存儲設(shè)備對于讀取和寫入保護(hù)是安全可靠的。數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)：接收系統(tǒng)的功能是將接收設(shè)備收集的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為傳輸信號，然后通過無線電發(fā)射機(jī)將信號發(fā)送到控制處理系統(tǒng)。每個傳感器的發(fā)射器信號都是電壓信號。由于傳感器信號的輸出電壓非常低，因此需要換能器來增加電壓。

(3)系統(tǒng)溫控程序

風(fēng)機(jī)控制是任何監(jiān)視系統(tǒng)的主要設(shè)備，并且具有啟動風(fēng)機(jī)的能力。設(shè)備必須首先檢查地面空氣溫度，風(fēng)機(jī)運行情況和灰塵顆粒濃度數(shù)據(jù)。為了調(diào)整鉆孔，操作員必須調(diào)整風(fēng)機(jī)的運行參數(shù)。通過對微控制器進(jìn)行編程，可以實現(xiàn)以下目標(biāo)：溫度處于正確的溫度，風(fēng)機(jī)處于閑置狀態(tài)，溫度稍微接近或高于上限，風(fēng)機(jī)低速運行，并且溫度更高風(fēng)機(jī)也將超過指定的上限運行。

4.人機(jī)交互及PLC抗干擾

(1)人機(jī)交互系統(tǒng)

人機(jī)通信系統(tǒng)是使用觸摸屏PLC內(nèi)核設(shè)計和開發(fā)的。監(jiān)視和控制操作員可以通過人機(jī)計算機(jī)通信為每個參數(shù)配置預(yù)定義值?？梢圆樵?、分析收集和傳輸?shù)男畔ⅲ梢赃M(jìn)行手動和自動控制，并可以根據(jù)實際情況設(shè)置操作標(biāo)準(zhǔn)。同時，系統(tǒng)繪制歷史數(shù)據(jù)圖，以便主機(jī)可以根據(jù)變化趨勢預(yù)測每個參數(shù)并采取適當(dāng)?shù)念A(yù)防措施。

(2)PLC抗干擾系統(tǒng)

由于煤礦的特殊運行條件，設(shè)備故障的可能性比在地面上高得多，PLC是監(jiān)控系統(tǒng)的重要組成部分。如果此組件發(fā)生故障，則所有監(jiān)視系統(tǒng)將無法正常運行。為了確保監(jiān)視系統(tǒng)的正常運行，必須采取特殊措施以防止PLC中斷。斷開盡可能多的I/O電源電纜端子。系統(tǒng)中使用的傳輸線必須具有較高的屏蔽性能。保護(hù)層也必須接地，以防止靜電在保護(hù)層中積聚。為防止PLC故障，請檢查PLC工作環(huán)境的溫度和濕度，工作區(qū)域的濕度應(yīng)小于85%，溫度應(yīng)保持在0℃-50℃以下，以防止PLC損壞。由于外力的作用，PLC周圍應(yīng)該沒有振動源，PLC應(yīng)該承受沖擊，并且減震橡膠應(yīng)該放在PLC的頂部并與電氣柜接觸。

5.礦井通風(fēng)安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的主要技術(shù)探討

目前，礦井通風(fēng)安全監(jiān)控系統(tǒng)的核心技術(shù)在應(yīng)用過程中仍然受到諸多因素的影響，其穩(wěn)定性需要注意傳感器的校驗質(zhì)量。傳感器在監(jiān)控系統(tǒng)的通風(fēng)安全中起著重要作用。在建立安全通風(fēng)系統(tǒng)時，質(zhì)量必須符合礦山建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。而傳感器的穩(wěn)定性可以有效的預(yù)防和減少安全事故的發(fā)生，確保礦井財產(chǎn)和員工生命安全。因此，傳感器的采購必須嚴(yán)格控制產(chǎn)品質(zhì)量，并且在傳感器投入使用之前，必須分析和測試適應(yīng)性問題，比較其性能，消除潛在的安全隱患。

關(guān)注技術(shù)創(chuàng)新新時代的背景和創(chuàng)新時代產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然趨勢。仍有許多創(chuàng)新與新時代保持同步。甚至安全通風(fēng)系統(tǒng)對項目來說都是新的。但是，仍然存在受到外部因素影響的潛在風(fēng)險。因此，在今后的建設(shè)中，應(yīng)組成一支合理的科研團(tuán)隊，并根據(jù)自身情況組成一支高素質(zhì)的專業(yè)團(tuán)隊，研究缺陷。必須及時更換和維修，特別是在防雷方面。例如，在雷電事故之間建立安全區(qū)，使用保護(hù)區(qū)和中央車站，并采取有效的防雷措施，以減少雷電事故。另外，設(shè)備維護(hù)非常重要。日常設(shè)備維護(hù)對于設(shè)備的使用壽命特別重要。設(shè)備的操作員和維護(hù)人員必須制定完整的維護(hù)計劃，并提供有效的維護(hù)系統(tǒng)，以使設(shè)備的日常維護(hù)與實際維護(hù)保持一致。同時，有必要縮短必要設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng)以使其短路，并采取預(yù)防措施以防止發(fā)生安全事故。

6.總結(jié)

本文分析了通風(fēng)檢查系統(tǒng)的現(xiàn)狀，并詳細(xì)分析了現(xiàn)有通風(fēng)檢查系統(tǒng)存在的問題。礦井通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)由人機(jī)界面技術(shù)和Wi-Fi無線傳輸技術(shù)組成。系統(tǒng)設(shè)計基于PLC，進(jìn)一步提高了PLC的降噪能力，具有執(zhí)行速度快、穩(wěn)定性高的特點，并快速維護(hù)，改善煤炭公司安全系數(shù)，降低生產(chǎn)成本和改善礦井通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)的新思路。