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[摘要]煤礦瓦斯的治理與利用是實現我國能源結構合理化調整的重要內容。針對瓦斯發電的智能控制展開研究，提出構建遠程智能化控制系統的設計思路，并制定了具體的設計方案，有效提高了瓦斯發電的安全性與可控性，對同類型系統的研發起到了一定的參考借鑒價值。

[關鍵詞]煤層氣；發電機組；遠程控制；PLC

隨著我國能源產業結構化調整的進程不斷推進，關于清潔能源高效推廣與利用工作也受到了社會各界的廣泛重視。煤礦瓦斯作為煤礦成藏過程中的伴生氣體，具有燃燒比高、燃燒殘余物少等優點，是一種典型的清潔能源。因此，通過合理的抽排與處理，將瓦斯作為發電所需的燃料，既可確保煤礦生產的安全性，又給煤礦企業帶來了顯著的經濟收益和社會效益，另一方面，采取智能化的監控系統，通過傳感器節點、無線網絡與控制設備的有機結合，可有效地提高瓦斯發電的安全工作水平，具有相當廣闊的應用前景。

1遠程監控系統的框架設計

本系統可分為兩個主要部分構成，其一是位于生產現場的下位機系統，即現場控制子系統，可根據生產需求設定多個子系統，并均由處于異地的中控室中的上位機進行統一協調與監控，在子系統與主系統之間，可根據實地情況選取無線網絡或有線網絡來完成監測數據與控制指令的傳輸任務。傳輸模式可采用包括ZigBee、ADSL、WLAN和GPRS等多種技術實現。系統硬件框架結構如圖1所示。如上圖所示，中控室設1臺主控計算機來完成對各個子系統的實時監控。下位機的子系統首先需要負責及時采集燃氣內燃機內的被控參數，以描述當前發電機組的運行狀態，此外，下位機控制站還與機組低壓控制柜通過I/O接口相連，從而可接受上位機傳達的各項控制指令，完成對發電機組的啟/停、調速、調壓、合閘并網等工藝環節。在子系統當中配置PLC控制器完成對設備的各項操控，同時通過工業以太網實現對上位機的數據傳輸，由于所有的子系統均通過中控室中的上位機統一協調，因此有效的解決的不同子系統之間可能存在的同步異常問題，而各個子系統的具體指令的執行則由PLC獨立完成，這樣即提高了系統的整體性能，同時由充分發揮了各個子系統的獨立性能。另一方面，下位燃氣機組的控制器通過以太網交換機連接，組成下位機系統，通過DTU單元與上位機系統連接。在工作現場的視屏監控方面，可因地制宜的選擇數量不等的監控攝像頭，并將數據同步傳輸至中控室主機，在完成監控目標的同時，在數據庫服務器中予以備份，以備將來調閱。

2監控系統功能設計及參數選定

2.1監控功能的配置

對發電機組重要參數實現全部自動采集、傳輸、分析、記錄和打印；對發電機組的超速、油壓低、油溫高、水溫高、缸溫高、排溫高等異常情況進行及時的保護；實現對發電機組啟動過程的全方位控制。根據發動機轉速來實時判斷機組啟動是否正常，若發現轉速低于預定值時，判定啟動失敗，此時將強制停機，緊急關閉燃氣蝶閥和電磁閥，避免造成事故；實現故障報警、緊急停車，顯示故障類型及故障原因功能；通過網絡與設備廠家實現遠程設備故障會診，提供設備維護保養方法及建議；視頻監控實現全方位自動巡查并記錄圖像資料功能；實現對機組運行的手動/自動控制切換功能。

2.2監控參數的選定

根據實踐經驗，并參閱了大量的技術文獻，將本系統的監控對象參數選定為以下幾種：機組油溫、油壓、轉速、水溫；各氣缸缸溫及排溫；發電機的電量參數：三相電壓值、三相電流值、機組的有功功率、無功功率、機組頻率、功率因數；瓦斯氣進氣溫度、壓力。

3結語

本文針對瓦斯發電機組的遠程控制需求展開研究，設計了一款較為實用的智能化遠程控制系統，通過上位機系統與下位機系統的有機結合，借助工業以太網及無線網絡的通信能力，提高了對瓦斯發電機組的調控水平；設計了自動生成各種生產報表的功能，提高了系統管理的精確度；實現了監控系統與互聯網的連接，使得設備生產商可通過遠程在線故障診斷的方式提供系統運維服務。隨著物聯網技術的發展及成熟，遠程智能監控系統將會增加更多的功能，在安全生產領域發揮更大的作用。

【參考文獻】

[1]李桂梅，田慕玲，田慕琴.煤礦用瓦斯無人值守電站監控系統的開發[J].煤礦機械，2012(6)：258-261.

[2]張國昌.煤礦瓦斯發電技術綜述[J].車用發動機，2008(10)：9-10.

作者：吳正欣 單位：淮南礦業集團瓦斯利用分公司