矿井主通风机自动化无人值守在线监控系统介绍

系统概述

      矿井主扇风机是全矿生产中的特大型关键设备，它的正常运行是矿井得以连续安全生产的根本保证。主扇风机在线系统由可编程控制器（PLC）、工控机监控站、以及压力、温度、振动等传感器组成。采用成熟的PLC和组态监控软件，可同时监控两台风机的运行状态，对风压、风速、风机运行状态、电机振动、温度、轴承温度等通风机性能参数进行实时在线监测。采用C/S架构建立远程监控系统，有效提高系统安全性。

主扇风机在线监控系统，主要具有以下优点：

  （1）监测风机实时的运行状态：通过对风机参数的监测，实时准确了解风机运行状态、涌出量等，以及风机用电情况、轴承温度、振动等情况；

  （2） 智能、可靠的报警功能：可具体设置参数阙值，对轴承温度、风机振动等参数进行设限监控，超限时能及时给出声光报警信号，便于及时处理；

  （3）提高设备管理水平：系统及时了解风机运行等情况，为有效避免设备故障提供可靠的技术保障。为管理者拟定设备保养维护计划提供可靠的信息。

系统组成

 主扇风机在线监控系统主要由传感器、电力参数采集模块、PLC、上位机、视频监控等组成。PLC的硬件主要由电源模块、CPU、数字量输入输出模块、模拟量输入输出模块、通信模块组成。

  1.工业计算机及上位机软件：远程控制、远程数据显示、远程运行状态监控及视频监视，支持Web浏览，可与矿山自动化系统平台对接；

  2.数字量信号控制：主要用于采集开关状态、电动机接触器及热继电器状态、变频器运行及故障状态、风门接触器状态及风门开到位、关到位状态，控制低压柜开关的分合闸、电动机的正转/反转和变频/工频启动，以及风门的打开和关闭；

  3. 模拟量信号采集：主要对风机负压及流量、压力、温度、风量、电动机温度和振动、变频器参数、低压柜的电力参数等信号进行采集；

  4.通信方式：系统采用标准485通讯方式负责与各低压柜内的电参数采集模块、通过以太网与上位机进行通信；

  5.视频监视系统：实时监视现场主扇风机运行状态。

系统功能

      矿井主扇风机在线监测系统采用组态软件平台，通风机参数在线监测系统配备以太网接口，支持TCP/IP协议，通过矿井光纤环网上传数据信息，实现远方对风机设备实行监测、监控、数据共享等功能。监控系统实现的功能包括：

（1）系统主要监测主风机、电机的运行状态（运行、备用、检修、故障），监测电机的轴承振动、温度、电机定子温度。监测风道气流的静压、全压、风量、风速、温度。监测电机的电压、电流、频率、有功功率、无功功率、功率因数、有功电度、无功电度；

（2）对电机前后轴承温度、电机定子温度、振动、电机电压、电流、风管的静压、全压、风流中瓦斯浓度等参数提供历史信息的查询打印，重要参数超限时实时报警，可由用户设置报警上下限；

（3）可实时记录风机开关、传感器状态，以及每个主电机实施开停动作的具体时刻，设备运行时间等，并且可根据要求生成报表、趋势曲线图，支持打印、导出等功能；

（4）监测数据能够按不同的条件查询，并且便于打印输出，授权的网络终端用户能够远程查看监测数据；

（5） 提供程序及数据安全管理功能，不同的用户可设置不同的权限，防止未授权用户修改监控系统参数；

（6） 风机在线监控子系统就近接入环网交换机，通过工业以太网快速接入全矿综合自动化平台，提供OPC接口与自动化平台无缝连接，实现风机的监控和数据共享；

（7）可实现风机的遥控自动启停、自动倒换和遥控“反风”运行功能。可实现多种控制方式：本地手动、本地自动、远程手动、远程自动。

系统通讯接口

      PLC系统预留有RS485通信模块、标准TCP/IP协议的以太网接口便于和智能供电设备或现场其它智能设备建立连接，达到数据读写功能。

      PLC系统通过光纤传输与地面上位机之间实现通讯。

      整个网络采用工业自动化领域开放式的以太网标准技术。设备可从现场级一直连接到管理级。实现系统范围内的通讯，并支持矿山范围内的工程与组态，直到现场级均支持IT 标准。提高产品的易用性及系统的可维护性。采用实时以太网通讯，通道数据响应小于150毫秒。

视频监视系统

      通过视频摄像仪，采集现场图像信息，采用光纤通讯介质，上传到监控中心，可以直观方便对现场情况进行远程监视，进一步提高了系统的可靠性、安全性。

主要功能

（1）信息采集：摄像机采集到的图像信号实时传输到显示屏；

（2）视频分控管理：实现同时监视多路不同的图像信号，实现远程监控、远程访问、报警联动等功能；

（3）监视功能：通过显示屏可以监视到任何一路视频信号；

（4）回放功能：可以实时查询和回放硬盘录像机所保存的图像；

（5）录像功能：硬盘录像机实时和定时录像存储；

（6）切换功能：对设定的图像按时间周期扫描自动轮巡；

（6）预览功能：用户通过IE预览器可以直接访问IP摄像机或视频服务器；

（7）录像文件查询功能：所有摄像机的录像文件可以依据时间、报警记录等查询。

           矿井空压机自动化无人值守在线监控系统

系统概述

       压缩空气作为煤矿常用的一种动力源，作为压缩空气的制造者——空气压缩机就显得尤为重要，它的安全可靠运行直接关系到煤矿的生产安全和经济效益。为实现矿井生产自动化和无人值守的目标，我公司自研了空压机无人值守在线监控系统，系统具备对空压机的远控、就地控制、自动启动和自动倒台，空压机的各类信息（包括风压机运行状况、各传感器具体参数等）的采集和显示以及故障报警和自诊断等功能，充分满足了工矿企业对空压机控制系统的各项技术要求，保障了空压机的安全运行，提高煤矿自动化技术水平和管理水平。

       该系统综合了德国西门子S7系列可编程控制器(PLC)和嵌入式系统技术，配合HMI人机界面，直观、形象的显示了空压机自动化系统的运行状况等。

       该系统具有以太网、RS485、CAN现场总线等数据传输方式，可以与外界计算机或其它智能传感器采用RS485等通讯方式的配接实现数据采集和处理，也方便实现对空压机的集中监控和保护。该系统具有以太网接口，通过煤矿环网将数据上传到集控调度中心，进行集中监视、监控。

系统组成

      1.工业计算机及上位机软件：远程控制、远程数据显示、远程运行状态监控及视频监视，支持Web浏览，可与矿山自动化系统平台对接；

      2.HT-ZK可编程控制柜：现场控制、监控、数据采集处理、状态监视中心；

      3.电动闸阀：对整套压风系统管路进行自动化控制；

      4.电动球阀：对压风管路及风包内温差冷凝废水进行自动排出；

      5.智能传感器：主要对空压机压力、温度、湿度、流量、电动机温度和振动、电机电流、低压柜的电力参数等进行采集；

      6.视频监视系统：实时监视现场空压机运行状态。

系统功能

  1.控制功能

          可以实现空压机的远程控制和就地控制。对空压机进行自动启停和自动倒台功能。

 2.控制模式

          系统具有远程控制、就地控制、联控等多种控制方式。

（1）远程控制方式

          远程控制由调度中心工控机上位机软件平台对空压机进行“单控/联控”操作。工作方式与“就地PLC终端操作站”控制方式相同。

（2）就地控制方式

          在就地PLC终端操作站上对空压机进行“单控”和“联控”操作的选择。如选择为“单控”，该模式下通过鼠标点击每台空压机的“启动/停止”键来操作空压机单独启动与停止；如选择为“联控”,该模式下用鼠标点击任一台空压机“启动/停止”键，联控机组自动进入联控状态。

（3）联控方式

          操作人员通过远程上位机或PLC控制柜对空压机进行操作，此方式由控制程序识别主、辅、备各机组，各机组根据控制程序将按顺序根据管网压力及开机延时时间按顺序依次启动和自动加减载，压力达到总管网压力上限值后，根据卸载延时时间自动卸载各机组。

3.参数设置

         用户可以根据系统运行状况，设置各个设备的运行参数，为系统运行及报警提供依据。

4.系统用户分级管理

   可分为管理员、维护人员、操作人员和浏览人员等。除浏览人员外，每人都有自己的独立账户和密码。系统自动记录登陆时间、操作记录、参数修改的时间。

5.语音扩播系统

        系统具备语音报警的功能，当压风机启动时，现场设备会发出启动告警语音，当设备故障时控制器会根据不同的故障信息发出对应的故障报警声音。

        报警语音可以通过光纤传输到监控中心，通过音响进行播放；系统也可支持监控中心对就地操作站喊话功能，可以通过话筒与操作站器之间进行打点、喊话。

6.显示功能

        操作站配有15寸液晶显示器，能以图形、动画及汉字显示的形式显示各机组的运行状态，并且能够显示各机组的参数及报警信息等，且具有历史报警查询功能。

7.密码保护功能

        操作站站进行参数设定前，必须先用户登录，才可以进行修改参数，有效的防止非专业人员进行参数设定。

8.历史数据查询功能

        系统监控上位机和PLC电控主机均支持历史故障记录、设备操作记录、设备运行记录、设备运行时间等数据报表查询功能，上位机系统支持一键导出、打印功能。系统数据至少可存储1年以上。

9.通讯功能

        系统具有标准TCP/IP以太网、RS485通讯方式，从而方便实现远程集中监控，并且可以与第三方设备实现数据共享。通过以太网可与全矿井监控系统无缝连接，实现数据上传等功能。

10.视频监视系统

        通过视频摄像仪，采集现场图像信息，采用光纤通讯介质，上传到监控中心，可以直观方便对空压机现场运行情况进行远程监视，进一步提高了系统的可靠性、安全性。摄像仪采用光纤级联方式接入矿山的环网交换机直接上传至地面监控中心。

主要功能

（1）信息采集：摄像机采集到的图像信号实时传输到显示屏；

（2）视频分控管理：实现同时监视多路不同的图像信号，实现远程监控、远程访问、报警联动等功能；

（3）监视功能：通过显示屏可以监视到任何一路视频信号；

（4）回放功能：可以实时查询和回放硬盘录像机所保存的图像；

（5）录像功能：硬盘录像机实时和定时录像存储；

（6）切换功能：对设定的图像按时间周期扫描自动轮巡；

（6）预览功能：用户通过IE预览器可以直接访问IP摄像机或视频服务器；

（7）录像文件查询功能：所有摄像机的录像文件可以依据时间、报警记录等查询。