通風子系統(tǒng)一.1主通風機在線監(jiān)控系統(tǒng)
一.1.1系統(tǒng)現(xiàn)狀
通風子系統(tǒng)包含主通風機在線監(jiān)控系統(tǒng)和井下局部通風機在線監(jiān)控系統(tǒng)。兩個系統(tǒng)均為本次新建控制系統(tǒng)，系統(tǒng)采用西門子PLC作為控制核心，并配備RJ45通訊接口。
根據(jù)現(xiàn)場的環(huán)境和實際硬件配置條件，經(jīng)過分析，可以構(gòu)建自動控制系統(tǒng)，實現(xiàn)無人值守。
一.1.2系統(tǒng)概述
礦井通風機在線監(jiān)控系統(tǒng)是風機的必要配套設(shè)備，它對主通風機的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)測，并對其運行中出現(xiàn)的各種情況做出迅速合理的處理，為煤礦礦井生產(chǎn)、經(jīng)濟合理通風和火災(zāi)救災(zāi)通風提供信息依據(jù)和有力措施保障。
本方案設(shè)計的主通風機在線監(jiān)控系統(tǒng)能夠提供豐富的數(shù)據(jù)、圖形、信息，讓用戶迅速了解風機當前的運行狀態(tài)，當風機運行狀態(tài)異常或帶病運行時，系統(tǒng)給出可靠的報警信號以及相應(yīng)的邏輯控制；為操作人員提供技術(shù)參考，有力保障礦井，成倍提高煤礦的生產(chǎn)效率。
一.1.3系統(tǒng)監(jiān)控對象
風機在線系統(tǒng)主要監(jiān)控的對象為：通風機、驅(qū)動風機的電機、電機的驅(qū)動裝置（需要預(yù)留PLC通訊接口）、風機風門、通風機的配電設(shè)備以及配套管路等的狀態(tài)及參數(shù)。
一.1.4系統(tǒng)組成
風機在線監(jiān)控系統(tǒng)整體設(shè)計為三層架構(gòu)：信息層（后臺與觸摸屏），控制層（PLC），設(shè)備層（現(xiàn)場傳感器、智能監(jiān)控儀表、綜合保護裝置等）。系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)如圖所示。
通風機在線監(jiān)控系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)
控制后臺
在控制箱上配置觸摸屏，就地顯示與控制風機的運行狀態(tài)及參數(shù)。觸摸屏為10寸顯示屏，TPC 1062KS觸摸屏支持包括中文在內(nèi)的32種語言組態(tài)，適用于多種安裝環(huán)境。屏體鑲嵌于控制機柜前端，安裝觸摸屏之前，需要根據(jù)屏體大小預(yù)留窗口。
控制機柜
系統(tǒng)配置西門子S7-300系列PLC作為控制核心，通過配置開關(guān)量輸入模塊完成對現(xiàn)場開關(guān)量信號的采集；配置開關(guān)量輸出模塊完成控制器對風機的邏輯控制，通過配置模擬量輸入模塊對現(xiàn)場模擬量傳感器的值進行采集，通過配置profibus/RS485通訊模塊，實現(xiàn)與現(xiàn)場智能綜合保護裝置、智能電量采集模塊、電機驅(qū)動單元等的通訊。
控制機柜設(shè)計尺寸為800x600x2000mm，柜內(nèi)布局如圖所示。
控制柜外部正視圖
控制柜內(nèi)部正視圖
一.1.5傳感設(shè)備
負壓傳感器
負壓傳感器用于檢測主扇風機風筒內(nèi)氣體壓力，選用DPT系列壓力變送器，芬蘭HK儀表單位的DPT系列微差壓變送器體積小巧，性能非常穩(wěn)定，可跳線對量程進行選擇。
主要技術(shù)參數(shù)：
1.4～20毫安，負載500歐姆；
2.電氣連接：4個螺絲終端，1.5平方毫米；
3.線纜入口：M 16；
4.供電電壓：24VDC；
5.操作溫度：-10+50℃；
6.存儲溫度：-20+70℃；
7.外界濕度：0到95%RH。
差壓傳感器
差壓傳感器和取壓裝置配合使用，用于檢測主扇風機風筒內(nèi)氣體壓力，以便計算風筒風量，差壓傳感器選用DPT系列壓力變送器，芬蘭HK儀表單位的DPT系列微差壓變送器體積小巧，性能非常穩(wěn)定，可跳線對量程進行選擇。
主要技術(shù)參數(shù)：
a)4～20毫安，負載500歐姆；
b)電氣連接：4個螺絲終端，1.5平方毫米；
c)線纜入口：M 16；
d)供電電壓：24VDC；
e)操作溫度：-10+50℃；
f)存儲溫度：-20+70℃；
g)外界濕度：0到95%RH。
風速傳感器
GFW15煤礦用風量傳感器是采用超聲波測量原理。主要用于連續(xù)監(jiān)測礦井通風總回風巷、井下主要測風站、扇風機等處的風速，是礦井通風參數(shù)測量的重要儀表。具有紅外遙控調(diào)校功能和調(diào)校簡單的特點。
主要技術(shù)指標
1)測量范圍：0.3-15m/s
2)測量誤差：小于±0.3m/s
3)響應(yīng)時間：小于40s
4)顯示：三位