空压机监控系统在小康矿的运用范文

摘要：小康矿在2011年投入安装了一套KC/YF-II型空压机监控系统，满足了小康矿对生产系统自动化控制程度的要求，使控制过程更加安全可靠，功能更加齐全，能够对生产过程信息集中监控、实时存取、自动分析，选择最佳运行方案。该空压机远程监控系统集中了智能数据采集和通讯、逻辑控制、组态编程、图像监控以及光纤网络通讯等先进成熟技术，可靠实现空压机和附属设备的远程集中控制，实现了现场无人值守的要求，达到增强设备运行管理效能和减员增效的目的，并且提高了煤矿自动化水平。

关键词：空压机；集中控制；监控

1提出问题

我矿空压机房现有4台OGD-40.2型空压机，每班最少保证2台运转，根据井下用风情况随时增减空压机开机台数。近年来，我矿面临的人员不足，还要保证设备正常运行的问题。因此，空压机房若实现无人值守，是一个比较合理的解决方案，无人值守会避免噪声对值守人员的伤害，还能节约人力。通过视频监控也可以实现空压机房的安全保卫工作。

2解决方案

我矿空压机有4台单螺杆空压机，采用KC/YF-II型控制系统对空压机房内的设备进行远程监视及控制，系统采用PLC+CRT的控制方式，PLC设置在空压机房将现场，将现场的数据进行采集和设备的控制然后通过以太网将数据传送到运转队调度室的控制分站，在调度室的分站上进行数据的显示、记录、报警等相关事项。PLC分别与4台空压机控制器进行通讯，将采集来的数据，在PLC内部进行最优选择，选择原来开机时间短的空压机，现在适当开机时间长一些，三台冷却水泵尽量做到平均分配运行时间。

3系统构成空压机远程监控系统

由远程监控站、现场控制站（PLC）、现场传感器和执行机构、视频监控系统、光纤通讯网络、视频监视主机、视频监视摄像头等组成。

4硬件构成

4.1PLC的特点。该控制系统硬件采用西门子S7-300模块化结构，S7-300是德国西门子公司生产的可编程序控制器(PLC)系列产品之一。其采用模块化结构、易于实现分布式的配置以及性价比高、电磁兼容性强、抗震动冲击性能好，在空压机房内高温、震动条件下仍然可以正常工作。PLC控制柜内设以太网接口，供监控计算机与现场触摸屏进行通信,实现了主备互换、相互冗余。能够满足现场安全性的要求。

4.2现场单元的特点。现场单元采用空压机智能化控制器,该控制器具有空压机超温、断水、断油等保护功能，可以有效的保护空压机可靠运行，在监测到故障后，提供故障信息，并且在不解决故障时，不能进行开机。控制模块端子采用插拔式接线方式,若控制模块发生故障时,维修人员可以方便、快速地进行更换，只需要简单的设置报警限值就可以投入使用。

4.3监视部分的特点。监控触摸屏、PLC控制柜设在空压机控制室内，监控电脑设置在运转队调度室。监控计算机与PLC控制柜采用高速通信网络进行通信,监控计算机与空压机组的PLC采用光纤进行传输，协议采用PROFIBUS协议进行通讯。监控触摸屏在调度室电脑出现故障时，能够起到监控电脑的作用，检修人员可以暂时在空压机房通过触摸屏进行空压机启停的操作。同样起到一个冗余控制的作用。

4.4通讯部分的特点。系统通信网络采用开放式的总线结构,为以后远期工程系统功能的扩展提供了条件。现场还采用了视频监控系统，可以将现场的实时情况进行记录，可以记录3个月内的视频资料。为查找问题提供了一个依据。采用光端机进行光纤通讯，降低了控制系统的错误率，提高了控制系统的可靠性，并节省了线路铺设的费用，达到了减少投资，提高效率的要求。可以使空压机房内的数据都通过光纤传输到调度室，不需要更多的铺设通讯线路，及减少信号的衰减，保证通讯的可靠性。

4.5电动执行机构的特点。现场采用了电动阀门，在对应空压机停止运行的时候，进水和回水阀门会自动关闭，减少不必要的供水量，保证冷却水的压力要求。电动机执行机构上设置开关门到位信号，防止电动执行机构对阀门照成损伤。

5功能特点

5.1远程控制空压机启停。调度员通过设置在调度室内的监控主机，对空压机房内的4台空压机进行远程操控，调度员需要开启空压机时，有相应的保护条件，条件不具备时，即使点远程开机也不能启动空压机，这样就起到了保护空压机的作用。在有人对空压机进行检修时，可以将空压机的远程操作切换到就地操作，保证了调度员不能远程开机，保证了检修人员的安全。

5.2空压机故障远程报警。空压机出现故障停机时，在调度室内的监控主机会发出报警声音，提示调度员有空压机出现故障停机，调度人员根据故障情况，通知电钳工到现场进行维修。维修完成后，通过远程启停空压机进行试运转。5.3报表输出功能。在调度室内设置的监控主机具有数据报表的功能，可以对4台空压机的运行情况进行汇总，包括运行时间、故障时间、故障内容、累计运行时间、当月运行时间等，能够为管理人员提供检修的依据。

5.4视频监视检修人员操作、远程喊话。在空压机房内设置视频监视系统，在检修时，可以监视检修人员的操作步骤，若有问题可以通过，设在调度室内的喊话器，进行提醒，保证人员操作安全。

5.5在线实时录像。调度室内设置硬盘录像机，能够实现对空压机房的实时监视和视频录制，有画面动态录制功能，在画面没有动的物体时不进行录像，在有动的物体才进行录像，这样节省了硬盘的消耗量，能够使硬盘的录像时间加长，能够录制保存1个月以上的视频资料。对无人值守的空压机房起到了保护的作用。

5.6操作方式。监控系统能够实现3种控制方式:自动控制方式、远方操控制方式、就地手动操作方式,3种控制方式可根据现场实际情况任意切换。保证无人值守时和检修时对控制的要求。自动方式下可以实现4台空压机的启动时间自动分配，保证空压机的均匀使用，手动方式下可以提醒操作人员及时切换空压机。保证了空压机的运行维护保养的均衡。延长空压机的使用寿命。

6应用效果空压机控制系统在小康矿实现了信息管理集中化,以及连续控制、顺序控制和离散控制等设备运行自动化，根据需要进行空压机启停控制，冷却水阀门启停控制，电动机各个部位温度检测监视，高压供电系统监视，室内设备人员监视，达到了无人值守的要求。

6.1根据用气的高峰期和低谷时段自动开停空压机数量,合理调整供气量，满足用气设备的需要，节能效果明显提高。

6.2对设备进行信息化管理,使设备运行在最佳状态，提高设备的运行效率，减少维护量。

6.3空压机房实现无人值守全自动化运行，在调度室内实现了视频全程进行监控，有硬盘录像机保存空压机房内的视频至少3个月。

6.4PLC主站能与每台空压机操作面板上的控制器进行数据通信,实现联动控制，对任意一台空压机的启停及保护，能够达到空压机的统一控制。

6.5具备对进线柜各空压机的配电柜进行监视功能,并可检测各开关柜上的电流、电压。对空压机电机起到监视的作用，避免电动机故障影响空压机正常运行。结束语集散型的自动化控制系统在煤矿空气压缩机房的应用，实现了空气压缩机无人值守自动化运行，保证了供气稳定，保护了现场设备，实现了空压机的运行安全和人员安全。提高了设备的运行效率，减少了维护量。

参考文献

[1]吴永贵.力控组态软件应用一本通[J].北京市.化学工业出版社，2015.

[2]徐世许，朱妙其，王毓顺.可编程序控制器———原理、应用、网络[M].合肥：中国科学技术大学出版社,2008.

作者：张朝东；袁泉；王宝权 单位：辽宁省铁煤集团小康矿