煤礦主通風機在線監控與故障診斷系統的應用研究

蘇龍++胥鵬++李宗保

摘 要：介紹了煤礦主通風機的特點，然后介紹了主通風機在線監控與故障診斷系統的系統構架、仿真系統模擬和功能設計方案，運用仿真系統可以對煤礦主通風機通風系統進行仿真模擬，以此分析和論證通風系統改造技術方案，同時可以得出改造后的通風效果。

關鍵詞：主通風機 通風 仿真系統 簡述

中圖分類號：TD67 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）10（a）-0032-01

煤礦通風方式有串聯通風和并連通風兩種。近年來，中國礦業大學、遼寧工程大學、北京科技大學等高等院校進行了礦井通風仿真系統的研究，并開發了MVSS3.0、VentGIS、Ventsim等仿真軟件，準確、快速地模擬風流分布，分析礦井通風現狀和自然風壓對礦井的作用規律，確定不同時期井下保持良好通風效果的最優通風系統方案，使礦井通風系統與產量匹配，從根本上確保礦山通風系統的可靠性，對于改善礦井通風，增強通風系統管理能力，提高安全保障水平非常必要。

煤礦主通風機是煤礦向井下送風的重要設備，也是大型耗能設備，對其實現在線監測與故障診斷，使之始終運行在良好狀態，對于保障煤礦安全生產，保護礦工生命和企業財產安全，保證企業節能提效具有重要意義。同時，對于煤礦安全避險六大系統的建設，起著重要支撐作用，是其重要有機組成部分。

1 主通風機在線監控與故障診斷系統系統構架設計

主通風機在線監控與故障診斷系統主要由PLC測控子系統、故障診斷子系統、上位機組態軟件子系統、視頻監視子系統等組成，分礦、通風車間、現場三層結構。現場完成數據采集與控制動作的執行；風機現場信號通過千兆工業以太網傳至通風車間，完成主通風機在線監測、監控、監視與故障診斷；礦級領導及調度人員可基于WWW瀏覽器通過個人PC或調度大屏瀏覽相關信息和進行遠程調度指揮。

2 主通風機在線監控與故障診斷系統功能設計

2.1 數據監測、采集功能

（1）裝置具有對甲烷濃度、風機風壓（靜壓、全壓）、風速風量、軸承溫度、電網電流、電壓、功率、定子溫度、電機與風機效率、風峒大氣參數（溫度、濕度、大氣壓力）等風機運行參數實時監測功能；實時監測風門位置、風機開停狀態、電機編號等風機運行多種狀態信息。

（2）實時地采集由各傳感器傳送來的數據，進行實施處理并顯示現場數據至觸摸屏。

2.2 多種控制方式

BLA-FJⅠ型主通風機在線監控裝置必須具有現場控制、遠程控制、手動控制等多種控制方式。

2.3 故障診斷功能

主通風機在線監控裝置基于VentGIS仿真系統平臺，采用小波神經網絡算法進行數據分析與故障診斷。

2.4 存儲、顯示、打印功能

主通風機在線監控裝置實時顯示及存儲現場監測數據、各類報警值、各類報表、實時及歷史曲線、故障診斷報告；打印各類報表。

2.5 人機對話功能

主通風機在線監控裝置采用菜單式人機對話施工完成各種功能操作。包括登錄用戶、修改密碼、用戶管理、風機監測界面等。

2.6 網絡功能

主通風機在線監控裝置具有網絡通信功能，實現網絡化、WEB化與可視化。

2.7 實時多任務功能

能實時傳輸、處理、存儲和顯示信息，根據要求實時控制，能周期地循環而不中斷。

3 主通風機在線監控VentGIS仿真系統簡述

3.1 功能

VentGIS是中國礦業大學2008年推出的礦井通風可視化仿真系統，界面友好，易學易用，是強有力的通風系統設計分析工具。VentGIS是基于微軟最新的開發平臺Visual Studio 2010和GDI+，借鑒軟件工程的思想和GIS理論，綜合運用相關基礎理論，從底層進行研發的，其主要特點是：（1）拓撲自動建立和維持關系，風流分配的模擬，任何節點之間的電阻快速分析；（2）各種類型的數據可視化的通風網絡分析，通風系統自動生成專題地圖；（3）流行的圖形編輯和操作，雙通風系統圖，三維圖，網絡圖，三維地圖，風機特性曲線圖等圖件的自動繪制；（4）與AutoCAD的DXF圖形文件兼容，可以最大限度地利用現有通風圖形數據，也可以盡可能的圖形AutoCAD的DXF格式導出的。

3.2 仿真模型的建立

每個分支可通過許多直線或弧線在一起，這些直線或圓弧稱為一個分支連接相結合。連接的每個分支是由起點，中間點（弧時間）和終點坐標來確定。目前，自動生成算法通風網絡圖，通風系統將出生在一個彎曲的網絡圖，復雜的算法最長路徑的方法，其主要思路是找到各風機系統中的最長通路，以通路長的布置在兩側、通路短的布置在中間為原則，形成曲線網絡.

4 結語

VentGIS仿真系統為主通風機監測系統提供了基礎，為監測主通風機的故障監測提供了技術方案，煤礦通風仿真系統需要與主通風機在線監控與故障診斷系統的功能設計和系統結構保持一致，這樣進行故障監測和系統設計方案才具有真實性與實用性。

參考文獻

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