一.1 主通风机在线监控系统

一.1.1 系统现状

 

通风子系统包含主通风机在线监控系统和井下局部通风机在线监控系统。两个系统均为本次新建控制系统，系统采用西门子PLC作为控制核心，并配备RJ45通讯接口。

根据现场的环境和实际硬件配置条件，经过分析，可以构建自动控制系统，实现无人值守。

一.1.2 系统概述

矿井通风机在线监控系统是风机的必要配套设备，它对主通风机的运行状态进行实时监测，并对其运行中出现的各种情况做出迅速合理的处理，为煤矿矿井安全生产、经济合理通风和火灾救灾通风提供信息依据和有力措施保障。

本方案设计的主通风机在线监控系统能够提供丰富的数据、图形、信息，让用户迅速了解风机当前的运行状态，当风机运行状态异常或带病运行时，系统给出可靠的报警信号以及相应的逻辑控制；为操作人员提供技术参考，有力保障矿井安全，成倍提高煤矿的生产效率。

一.1.3 系统监控对象

风机在线系统主要监控的对象为：通风机、驱动风机的电机、电机的驱动装置（需要预留PLC通讯接口）、风机风门、通风机的配电设备以及配套管路等的状态及参数。

一.1.4 系统组成

风机在线监控系统整体设计为三层架构：信息层（后台与触摸屏），控制层（PLC），设备层（现场传感器、智能监控仪表、综合保护装置等）。系统拓扑结构如图所示。

控制后台

在控制箱上配置触摸屏，就地显示与控制风机的运行状态及参数。触摸屏为10寸显示屏，TPC 1062KS触摸屏支持包括中文在内的32种语言组态，适用于多种安装环境。屏体镶嵌于控制机柜前端，安装触摸屏之前，需要根据屏体大小预留窗口。

控制机柜

系统配置西门子S7-300系列PLC作为控制核心，通过配置开关量输入模块完成对现场开关量信号的采集；配置开关量输出模块完成控制器对风机的逻辑控制，通过配置模拟量输入模块对现场模拟量传感器的值进行采集，通过配置profibus/RS485通讯模块，实现与现场智能综合保护装置、智能电量采集模块、电机驱动单元等的通讯。

控制机柜设计尺寸为800x600x2000mm，柜内布局如图所示。

一.1.5 传感设备

负压传感器

负压传感器用于检测主扇风机风筒内气体压力，选用DPT系列压力变送器，芬兰HK仪表单位的DPT系列微差压变送器体积小巧，性能非常稳定，可跳线对量程进行选择。

主要技术参数：

1. 4～20毫安，最大负载500欧姆；

2. 电气连接：4个螺丝终端，最大1.5平方毫米；

3. 线缆入口：M 16；

4. 供电电压：24VDC；

5. 操作温度：-10+50℃；

6. 存储温度：-20+70℃；

7. 外界湿度：0到95%RH。

差压传感器

差压传感器和取压装置配合使用，用于检测主扇风机风筒内气体压力，以便计算风筒风量，差压传感器选用DPT系列压力变送器，芬兰HK仪表单位的DPT系列微差压变送器体积小巧，性能非常稳定，可跳线对量程进行选择。

主要技术参数：

a) 4～20毫安，最大负载500欧姆；

b) 电气连接：4个螺丝终端，最大1.5平方毫米；

c) 线缆入口：M 16；

d) 供电电压：24VDC；

e) 操作温度：-10+50℃；

f) 存储温度：-20+70℃；

g) 外界湿度：0到95%RH。

风速传感器

 

GFW15煤矿用风量传感器是采用超声波测量原理。主要用于连续监测矿井通风总回风巷、井下主要测风站、扇风机等处的风速，是矿井通风安全参数测量的重要仪表。具有红外遥控调校功能和调校简单的特点。

主要技术指标

1) 测量范围：0.3-15m/s

2) 测量误差：小于±0.3m/s

3) 响应时间：小于40s

4) 显示：三位LED就地显示

5) 输出信号： 4-20mA

6) 工作电压：本安DC9V-21V

7) 工作电流：≤70mA  

8) 信号传输距离：≤2km

震动监测仪及辅件

震动监测仪用于检测风机风筒的轴向震动和径向震动幅度，选择江阴中泰科技单位生产的ZT6305型振动烈度监控仪和配套速度传感器选择CD-6型。