空壓機群組微機監(jiān)控系統(tǒng)兗礦集團楊村煤礦馮全斌郁青林岳朝柱山東省煤炭科研所耿同凡姜玉智王恩成1概述空氣壓縮機是煤礦生產(chǎn)的重要動力設備之一。

　　但目前國內(nèi)大量運行的空壓機大都采用一般的繼電器控制，其監(jiān)控、保護的技術(shù)水平低下，不能達到《煤礦安全規(guī)程》對空壓機運行的規(guī)定要求。因而故障率高，維護量大，礦井的安全高效生產(chǎn)得不到有效的保證。近年來，雖然有些礦井采用了空壓機自動控制以及微機控制技術(shù)，但由于所選機型或采取的技術(shù)措施不能適應煤礦，特別是空壓機房特殊的生產(chǎn)環(huán)境，安裝不久，就失去了它應有的效能。不能在煤礦上正常使用。

　　兗礦集團公司楊村煤礦和山東省煤炭科學研究所聯(lián)合研制開發(fā)的以可編程序控制器為核心的《空壓機群組微機監(jiān)控系統(tǒng)》，徹底解決了以單片機或工業(yè)控制機為核心的空壓機微機監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)測試不準、整機抗干擾能力差、不能適應現(xiàn)場環(huán)境條件的問題。并以其良好的性能與準確、穩(wěn)定的數(shù)據(jù)在線監(jiān)測，成功地實現(xiàn)了空壓機運轉(zhuǎn)過程中的安全保護。

　　經(jīng)過使用證明，該系統(tǒng)軟、硬件設計合理、功能齊全、性能良好、可靠性高，用戶使用方便，對提高空壓機運行的自動化水平和管理水平發(fā)揮了極其重要的作用。

　　2主要功能及特點2 .1該系統(tǒng)的主要功能：（1）溫度監(jiān)測與保護根據(jù)需要實時監(jiān)測空壓機運轉(zhuǎn)過程中的一級排氣溫度、二級排氣溫度、風包溫度、潤滑油溫度、冷卻水溫度、電機定子溫度等技術(shù)參數(shù)，并可實現(xiàn)超限聲、光告警與設備的安全保護。

　?。?）壓力監(jiān)測與保護根據(jù)需要實時監(jiān)測空壓機運轉(zhuǎn)過程中的一級排氣壓力、二級排氣壓力、風包壓力、潤滑油壓力、冷卻水壓力等技術(shù)參數(shù)，并可實現(xiàn)超限聲、光告警與設備的安全保護。

　?。?）斷水指示與保護空壓機運轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)斷水時，監(jiān)控系統(tǒng)可快速告警并對設備進行安全保護。

　　（4）電參數(shù)監(jiān)測與保護可實現(xiàn)在空壓機運轉(zhuǎn)過程中對工作電壓、電流和功率因數(shù)的數(shù)據(jù)監(jiān)測與保護，為生產(chǎn)管理提供依據(jù)。

　?。?）空壓機群組集中控制由可編程序控制器完成空壓機群組（3臺、4臺或多臺）的集中控制。

　　2.2其主要性能特點（1）主機采用進口原裝可編程序控制器，整機穩(wěn)定、可靠，抗干擾能力強。其模塊化結(jié)構(gòu)與簡單易懂的編程語言，便于現(xiàn)場維護。

　?。?）采用高精度溫度、壓力變送器及傳感器專用數(shù)顯儀表、線性電源對AD/DA模塊供電、一對一屏蔽電纜接線等技術(shù)。

　?。?）系統(tǒng)具備集中控制、參數(shù)自動巡檢（巡檢時間間隔由用戶自由設定）與手動檢測的功能。且具有運行指示、告警指示、消音、復位等項功能。

　?。?）整機硬件配置合理，軟件結(jié)構(gòu)化設計，性能價格比高。面板PVC工藝制作，外形美觀漂亮。

　　3系統(tǒng)構(gòu)成及工作原理3.1系統(tǒng)構(gòu)成監(jiān)控系統(tǒng)主要由監(jiān)控柜及安裝在內(nèi)部的系統(tǒng)主機SU6B可編程序控制器、噪聲濾波器、線性電源、OMRON繼電器、傳感器專用數(shù)顯儀表及安裝在各測點的溫度傳感器、壓力傳感器、RVVP電纜等組成。

　　山東煤炭科技3 .2工作原理由溫度變送器、壓力變送器、斷水裝置實時采集現(xiàn)場信號，送到可編程序控制器各相關(guān)模塊，由CPU進行處理，經(jīng)傳感器專用數(shù)顯儀表實時監(jiān)測、顯示設備的工作狀態(tài)與參數(shù)值。其系統(tǒng)框圖如圖1.

　　4工作參數(shù)設定根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定與用戶的需要，將空壓機微機監(jiān)控系統(tǒng)的主要工作參數(shù)進行設定，以滿足超限（上、下限）告警、停機，達到安全保護的目的。

　　5 PLC硬件設計根據(jù)空壓機監(jiān)控系統(tǒng)的要求以及本系統(tǒng)將來擴展的需要，選用SU6B型可編程序控制器，并配置一套U08B基架，兩只16點開關(guān)量輸入模塊，四只8通道模擬量輸入模塊，兩只16點開關(guān)量輸出模塊，兩只4通道模擬量輸出模塊。

　　6系統(tǒng)軟件設計軟件設計合理、正確是實現(xiàn)PLC控制的前提條件。本系統(tǒng)的軟件設計采用模塊化結(jié)構(gòu)，梯形圖語言編程方式。其程序存儲器為E 7系統(tǒng)的抗干擾措施本監(jiān)控系統(tǒng)采用SU6B可編程序控制器作為監(jiān)控系統(tǒng)主機。其本身具有很強的抗干擾能力。根據(jù)空壓機工作現(xiàn)場條件，采取措施，以進一步提高監(jiān)控系統(tǒng)的準確性與可靠性。

　?。?）在SU5E的電源線路中安裝噪聲濾波器。

　?。?）溫度變送器、壓力變送器信號均采用兩線制標準電流信號傳送。

　?。?）采用一對一屏蔽電纜直接將變送器輸出信號送PLC/ AD模塊。

　?。?）采用傳感器專用數(shù)顯儀表。其輸入信號為4～20mA標準電流信號。

　?。?）AD、DA模塊選用標準線性電源供電（不推薦使用開關(guān)電源）以進一步提高整套系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性與可靠性。

　?。?）在系統(tǒng)軟件的設計上也采取了相應的對策。

　　8工業(yè)性試驗情況該系統(tǒng)經(jīng)模擬試驗后，于1999年7月初在楊村煤礦進行工業(yè)性試驗。

　　在近一年的不間斷運行過程中，系統(tǒng)充分顯示了其優(yōu)良的技術(shù)性能。

　　（1）對所監(jiān)測的空壓機運轉(zhuǎn)參數(shù)顯示準確，直觀，一目了然（2）系統(tǒng)的工作方式設計合理。有自動巡檢與手動檢測功能。且分立元件少，主機結(jié)構(gòu)簡單，方便了維護（3）系統(tǒng)主機工作穩(wěn)定可靠。特別是在大功率電機啟動運轉(zhuǎn)、電機勵磁控制柜近在咫尺的情況下，系統(tǒng)顯示了它特有的抗干擾能力。這是原有的以單片機為主機的控制系統(tǒng)所不具備的（4）系統(tǒng)試驗期間，正置炎熱的酷暑季節(jié)，空壓機房的環(huán)境溫度經(jīng)常高達40℃以上。但系統(tǒng)運行始終平穩(wěn)，顯示了其較強的環(huán)境適應能力通過試驗表明，系統(tǒng)所選用的主要元器件，如傳感器、數(shù)顯儀表等的技術(shù)參數(shù)選擇合理，質(zhì)量可靠，完全可以滿足對空壓機監(jiān)控的需要。

　　因此可以說，該系統(tǒng)是目前較為理想的空壓機監(jiān)控設備。