摘要：基于主通风机目前的使用现状，在矿井主通风机运行中引入了SIMATCS7-300型自动监测系统以对通风机的运行状态进行相关的监测及控制，此监控系统能在设备正常运行的过程中实现对通风机设备“一键反风”及“一键倒机”的控制功能，有效实现了对主通风系统的实时监测及运行的一体化操作。
关键词：主通风机；监控；自动控制；可编程控制器
前 言：通风机作为改善井下作业环境的关键设备，其结构中各关键部件的合理布局及系统的通风性能直接影响着井下作业的安全性。结合工程实际可知，现有的消防排烟通风机存在前后级叶轮负载不均衡、电机散热性差、叶片安装角不能调节、通风效果较差、维护困难等问题。
1 现有消防排烟通风机结构特点
传统的通风机主要由前级电机、后级电机、固定式叶片、前级叶轮、整流罩、集流器、后级叶轮、风筒等主要部件组成。该结构采用了两个电机对称布置，安装于通风机风筒内部，占据了较大的通风空间，而电机在运行过程中，会因电机的不同步性，造成叶轮负载出现不均衡性；通风机叶片采用固定式连接，其角度相对固定，适用条件相对单一，不能针对不同的管网需求和使用工况进行安装角度的调整，通风机总体通风效率不高；由于布置了两台电机，导致通风机系统总体重量偏重，在安装时，对结构的安装强度具有较高的要求。另外，该种结构设计对后期零部件的维护保养将造成较大的影响。
2 主通风机监测监控系统
整个设备系统主要包含监测监控系统、高压配电系统、低压配电系统、直流工作电源及工业电视监测系统。同时设备中各对应位置还设置有不同类别的传感器。
2.1 主通风机自动监控系统
矿井主通风机的监控系统主要包含PLC测控系统、监控计算机及通信系统三部分。控制器的具体型号为SIMATCS7-300及CPU314C-2DP两种，这两种控制器的组成模块主要包括通讯模块、电源模块、数字智能控制模块几部分，这几个部分的主要功能为整个运行过程数据的实时采集，采集的数据内容包括风门的运动状态及整个设备在运转过程中的温度变化。其中，控制系统的主要功能为控制风门的开关、主通风机的开始结束及正反转，同时还会对设备报警器的状态进行及时的监测监控。
2.2 主通风机监控
主机设备配置的监控主机为IPC6104U型标准工业监控计算机，监控系统选用的线路类型为PICMG1.3型线路。系统主机的CPU型号为533/800/1066MHzFSBLGA775Celeron、CeleronD、P4双核CPU，CPU的频率为DDR2533/667/800MHz，运行内存为2G。整个设备配置有两台型号为10/100/1000Mbit/s的以太网控制器。设备定时器为1~255s/min，同时定时器中包含有超时定位系统及复位系统；监控用的显示器型号为26英寸的高分辨率显示器，其分辨率最高可达1280×1024，数据采集卡型号为PCL813；组态软件为KINGVIEW6.53，此组态软件能够满足主通风机运行过程中的设备自动化需求，整个设备同时配置有激光打印机。整套监控软件能够实现通风机数据的实时监控，同时及时绘制出工作曲线，完成数据的收集及汇总，关于重要的操作步骤，这一操作系统能够在及时完成数据监控的同时保障整个通风机系统的高效运行。
2.3 主控制系统
各主通风机都有堵路的可以进行编程的控制器系统，两套控制器系统安装在相同的控制柜中。同时，两套系统的电源、输出信号及信号的接触点都处于不同的位置，两个操作系统是相互独立的，通过信息的总线连接到各自的主机上，两台主机之间通过MPI实现数据的交换。每台通风机的主机与PLC都是通过MPI相连接的，计算机收集到的数据通过网络与远程计算机实现互联，主通风机传送的信号以Web网页的形式与主机形成数据的交换。外部输入信号与主机之间通过通用的PLC接口实现数据的交换，设备配套使用的继电器型号为OMRONMK2P-124VDC。
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2.4 设备配套传感器
整个传感器系统主要包含以下几部分：差压传感器2个，型号JYB-DZADM；负压传感器2个，型号JYB-KB-PAG-X；加速传感器2个，型号RPY6700V-B及RPY6700H-B；风门开关12个，型号PE60-2K；风门传感器；电机温度传感器16个；矿用本质安全型转速传感器2个，型号GSH-800。
2.5 监视系统
监视系统所用的主机为DS-8008HS型工业录像机，设备视频输入线路为8条，能够保证数据的高效采集。视频编码的压缩通过高性能DSP实现，能够实现视屏的循环输入及输出；当传输的信号出现问题时，会在本地系统报警，通过在线网络及时传输报警信号机图片，同时可以通过远程网络对设备的相关问题进行及时处理，实现远程云控制。设备同时安装2台红外摄像设备及普通的短时间录像设备。
3 系统功能特性
3.1操作程序
主通风机系统的操作需要在监控室的操作台上完成各项工作，操作人员可以根据具体的操作需要对操作的手段进行选择。常见的操作方式包含以下几类，手动操作、检修操作和自动化操作等，当设备处于重新启动及停机状态时，需要选择手动操作。
3.2 功能特性
3.2.1 启动预告
在手动操作过程中，首先启动第二台通风机，打开其工作风门及风闸，当设备满足启动的相关条件时，通过启动开关完成设备的启动，当设备运行出现错误时，通过报警系统实现设备运行的终止。当设备解除安全隐患时，停止报警，实现设备正常运行。
3.2.2 通风机
通风当设备进行通风操作时，操作人员可以通过操作按钮将备用主通风机启动。当操作指令正确时，PLC将控制主通风机风闸的开关，打开备用风机的风门，当风门到达指定位置时，备用通风机正常启动，操作系统发出操作正确的指令，若出现操作错误需要及时终止相关的操作。当备用风机进行反风操作时，操作人员按下按钮实现分闸。若操作正确，PLC打开备用主通风机。当风门和闸到达指定位置后，备用主通风机启动，运行正常后设备发出正常信号，若出现操作错误则及时进行终止。
3.2.3 闭锁功能
两台主通风机不能实现同时运转，二者之间会形成闭锁的关系。当风门关闭时，通风机不会启动。在利用主通风机进行反风操作时，在主通风机的风机转速高于5%的情况下，通风机不能正常启动。设备中的制动及高压闭锁装置只有在高压切断一段时间后才能实现设备的重现运转，再次启动需要退出高压模式。两套设备的运转相互配合，当其中一台设备运转出现故障时，设备自动停止运行，另一套设备自动接替设备运行。
3.2.4 报警功能
当设备运行过程中出现故障时，根据事故类型及事故的严重程度，监测监控系统会做出相应的响应及报警。常见的事故包括：电动机过压、短路、接地，通风机风叶损坏、振动破坏、轴承温度过热、风机喘振及风门关闭等。
结束语
此矿井通过对其主通风机的监测监控系统进行相应的改进，有效提高了该矿井通风机系统的自动化水平，对设备的运行状态进行了全天候的连续性监控，并对工作过程中的数据进行了及时的记录以及分析汇总，实现了设备运行的远程监控及控制，实现了无人化操作，在提高矿井工作效率的同时，提高了设备的安全可靠性及经济性，实现了安全生产。
参考文献：
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论文作者:林俊
论文发表刊物:《基层建设》2019年第10期
论文发表时间:2019/7/4
标签：通风机论文; 设备论文; 操作论文; 风门论文; 系统论文; 数据论文; 监控系统论文; 《基层建设》2019年第10期论文;