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摘要：小康礦在2011年投入安裝了一套KC/YF-II型空壓機監控系統，滿足了小康礦對生產系統自動化控制程度的要求，使控制過程更加安全可靠，功能更加齊全，能夠對生產過程信息集中監控、實時存取、自動分析，選擇最佳運行方案。該空壓機遠程監控系統集中了智能數據采集和通訊、邏輯控制、組態編程、圖像監控以及光纖網絡通訊等先進成熟技術，可靠實現空壓機和附屬設備的遠程集中控制，實現了現場無人值守的要求，達到增強設備運行管理效能和減員增效的目的，并且提高了煤礦自動化水平。

關鍵詞：空壓機；集中控制；監控

1提出問題

我礦空壓機房現有4臺OGD-40.2型空壓機，每班最少保證2臺運轉，根據井下用風情況隨時增減空壓機開機臺數。近年來，我礦面臨的人員不足，還要保證設備正常運行的問題。因此，空壓機房若實現無人值守，是一個比較合理的解決方案，無人值守會避免噪聲對值守人員的傷害，還能節約人力。通過視頻監控也可以實現空壓機房的安全保衛工作。

2解決方案

我礦空壓機有4臺單螺桿空壓機，采用KC/YF-II型控制系統對空壓機房內的設備進行遠程監視及控制，系統采用PLC+CRT的控制方式，PLC設置在空壓機房將現場，將現場的數據進行采集和設備的控制然后通過以太網將數據傳送到運轉隊調度室的控制分站，在調度室的分站上進行數據的顯示、記錄、報警等相關事項。PLC分別與4臺空壓機控制器進行通訊，將采集來的數據，在PLC內部進行最優選擇，選擇原來開機時間短的空壓機，現在適當開機時間長一些，三臺冷卻水泵盡量做到平均分配運行時間。

3系統構成空壓機遠程監控系統

由遠程監控站、現場控制站（PLC）、現場傳感器和執行機構、視頻監控系統、光纖通訊網絡、視頻監視主機、視頻監視攝像頭等組成。

4硬件構成

4.1PLC的特點。該控制系統硬件采用西門子S7-300模塊化結構，S7-300是德國西門子公司生產的可編程序控制器(PLC)系列產品之一。其采用模塊化結構、易于實現分布式的配置以及性價比高、電磁兼容性強、抗震動沖擊性能好，在空壓機房內高溫、震動條件下仍然可以正常工作。PLC控制柜內設以太網接口，供監控計算機與現場觸摸屏進行通信,實現了主備互換、相互冗余。能夠滿足現場安全性的要求。

4.2現場單元的特點。現場單元采用空壓機智能化控制器,該控制器具有空壓機超溫、斷水、斷油等保護功能，可以有效的保護空壓機可靠運行，在監測到故障后，提供故障信息，并且在不解決故障時，不能進行開機。控制模塊端子采用插拔式接線方式,若控制模塊發生故障時,維修人員可以方便、快速地進行更換，只需要簡單的設置報警限值就可以投入使用。

4.3監視部分的特點。監控觸摸屏、PLC控制柜設在空壓機控制室內，監控電腦設置在運轉隊調度室。監控計算機與PLC控制柜采用高速通信網絡進行通信,監控計算機與空壓機組的PLC采用光纖進行傳輸，協議采用PROFIBUS協議進行通訊。監控觸摸屏在調度室電腦出現故障時，能夠起到監控電腦的作用，檢修人員可以暫時在空壓機房通過觸摸屏進行空壓機啟停的操作。同樣起到一個冗余控制的作用。

4.4通訊部分的特點。系統通信網絡采用開放式的總線結構,為以后遠期工程系統功能的擴展提供了條件。現場還采用了視頻監控系統，可以將現場的實時情況進行記錄，可以記錄3個月內的視頻資料。為查找問題提供了一個依據。采用光端機進行光纖通訊，降低了控制系統的錯誤率，提高了控制系統的可靠性，并節省了線路鋪設的費用，達到了減少投資，提高效率的要求。可以使空壓機房內的數據都通過光纖傳輸到調度室，不需要更多的鋪設通訊線路，及減少信號的衰減，保證通訊的可靠性。

4.5電動執行機構的特點。現場采用了電動閥門，在對應空壓機停止運行的時候，進水和回水閥門會自動關閉，減少不必要的供水量，保證冷卻水的壓力要求。電動機執行機構上設置開關門到位信號，防止電動執行機構對閥門照成損傷。

5功能特點

5.1遠程控制空壓機啟停。調度員通過設置在調度室內的監控主機，對空壓機房內的4臺空壓機進行遠程操控，調度員需要開啟空壓機時，有相應的保護條件，條件不具備時，即使點遠程開機也不能啟動空壓機，這樣就起到了保護空壓機的作用。在有人對空壓機進行檢修時，可以將空壓機的遠程操作切換到就地操作，保證了調度員不能遠程開機，保證了檢修人員的安全。

5.2空壓機故障遠程報警。空壓機出現故障停機時，在調度室內的監控主機會發出報警聲音，提示調度員有空壓機出現故障停機，調度人員根據故障情況，通知電鉗工到現場進行維修。維修完成后，通過遠程啟停空壓機進行試運轉。5.3報表輸出功能。在調度室內設置的監控主機具有數據報表的功能，可以對4臺空壓機的運行情況進行匯總，包括運行時間、故障時間、故障內容、累計運行時間、當月運行時間等，能夠為管理人員提供檢修的依據。

5.4視頻監視檢修人員操作、遠程喊話。在空壓機房內設置視頻監視系統，在檢修時，可以監視檢修人員的操作步驟，若有問題可以通過，設在調度室內的喊話器，進行提醒，保證人員操作安全。

5.5在線實時錄像。調度室內設置硬盤錄像機，能夠實現對空壓機房的實時監視和視頻錄制，有畫面動態錄制功能，在畫面沒有動的物體時不進行錄像，在有動的物體才進行錄像，這樣節省了硬盤的消耗量，能夠使硬盤的錄像時間加長，能夠錄制保存1個月以上的視頻資料。對無人值守的空壓機房起到了保護的作用。

5.6操作方式。監控系統能夠實現3種控制方式:自動控制方式、遠方操控制方式、就地手動操作方式,3種控制方式可根據現場實際情況任意切換。保證無人值守時和檢修時對控制的要求。自動方式下可以實現4臺空壓機的啟動時間自動分配，保證空壓機的均勻使用，手動方式下可以提醒操作人員及時切換空壓機。保證了空壓機的運行維護保養的均衡。延長空壓機的使用壽命。

6應用效果空壓機控制系統在小康礦實現了信息管理集中化,以及連續控制、順序控制和離散控制等設備運行自動化，根據需要進行空壓機啟停控制，冷卻水閥門啟停控制，電動機各個部位溫度檢測監視，高壓供電系統監視，室內設備人員監視，達到了無人值守的要求。

6.1根據用氣的高峰期和低谷時段自動開停空壓機數量,合理調整供氣量，滿足用氣設備的需要，節能效果明顯提高。

6.2對設備進行信息化管理,使設備運行在最佳狀態，提高設備的運行效率，減少維護量。

6.3空壓機房實現無人值守全自動化運行，在調度室內實現了視頻全程進行監控，有硬盤錄像機保存空壓機房內的視頻至少3個月。

6.4PLC主站能與每臺空壓機操作面板上的控制器進行數據通信,實現聯動控制，對任意一臺空壓機的啟停及保護，能夠達到空壓機的統一控制。

6.5具備對進線柜各空壓機的配電柜進行監視功能,并可檢測各開關柜上的電流、電壓。對空壓機電機起到監視的作用，避免電動機故障影響空壓機正常運行。結束語集散型的自動化控制系統在煤礦空氣壓縮機房的應用，實現了空氣壓縮機無人值守自動化運行，保證了供氣穩定，保護了現場設備，實現了空壓機的運行安全和人員安全。提高了設備的運行效率，減少了維護量。

參考文獻

[1]吳永貴.力控組態軟件應用一本通[J].北京市.化學工業出版社，2015.

[2]徐世許，朱妙其，王毓順.可編程序控制器———原理、應用、網絡[M].合肥：中國科學技術大學出版社,2008.

作者：張朝東；袁泉；王寶權 單位：遼寧省鐵煤集團小康礦