煤矿主通风机在线监控系统

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煤矿主通风机在线监控系统\n技术领域\n[0001] 本实用新型公开一种主通风机控制技术领域，特别是一种煤矿主通风机在线监控系统。\n背景技术\n[0002] 通风机是依靠输入的机械能，提高气体压力并排送气体的机械，它是一种从动的流体机械。通风机广泛用于工厂、矿井、隧道、冷却塔、车辆、船舶和建筑物的通风、排尘和冷却，锅炉和工业炉窑的通风和引风，空气调节设备和家用电器设备中的冷却和通风，谷物的烘干和选送，风洞风源和气垫船的充气和推进等。\n[0003] 煤矿主通风机是向井下送风的重要设备，对其实现在线监测监控，使之始终运行在良好状态，对于保障煤矿安全生产，保护矿工生命和企业财产安全具有重要意义。\n[0004] 专利CN201517493U公开了一种矿用主通风机在线监测及故障诊断装置，采用在主通风机的风口安装风压信号传感器经差压变送器连接PLC，在主通风机的风口安装风流温度传感器经温湿度变送器连接PLC，在主通风机的电机上安装电机振动传感器，经振动变送器连接PLC，在电机绕组上安装温度传感器连接PLC，在电机轴承上安装温度传感器连接PLC，在电控柜上安装信号传感器连接PLC，在电控柜上安装电压电流传感器经电量参数仪连接PLC，在风门安装风门信号传感器连接PLC，PLC连接交换机，交换机分别连接显示器和矿井安全监测中心的方案，克服了现有技术中对矿用主通风机使用单片机控制，无故障诊断的缺陷，适用于各种矿井内各种主通风机的监测和故障时自动报警，但是该装置无法实现在线实时的监控。专利CN102411363A公开了一种矿用通风机运行状态在线监测系统和检测方法，包括采用矿用通风机运行状态参量采集、参量触摸屏实时监测、定时保存矿用通风机运行状态信息；通风机运行状态参量采集，采集通风机轴瓦温度、驱动电机轴瓦温度、驱动电机定子温度、通风机负压值、通风机外壳振动值、驱动电机控制电流电压值；其中，温度、负压和振动量的采集单元由传感器和智能仪表组成；而驱动电机控制电流电压量直接从电机控制柜上的智能仪表读取；采用嵌入式现场模块；从整体上实现对通风机各运行状态量的采集，定时对通风机运行状态及异常状态报警进行记录，自动备份到系统中，提高了监测可靠性和稳定性，缩小了系统体积，降低了系统成本；但是该系统难以在同一个操作平台上同时实现监测与实时摄像的并行作业。\n实用新型内容\n[0005] 本实用新型的目的在于提供一种煤矿主通风机在线监控系统，实现对煤矿现场的主通风机运行状态进行实时的检测、显示、控制、保护、报警和管理。\n[0006] 本实用新型的煤矿主通风机在线监控系统，包括实时摄像系统，上位工控机系统，主控PLC和2个以上的就地通风机控制回路；主控PLC与上位工控机系统中的工控机连接，各个就地通风机控制回路与主控PLC并联连接，实时摄像系统与上位工控机系统共用一个操作平台。\n[0007] PLC，即Programmable Logic Controller的简写，中文为“可编程逻辑控制器”，是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入、输出控制各种类型的机械或生产过程。\n[0008] 所述的上位工控机系统包括工控机、用于给工控机提供电源的UPS电源、与工控机连接的显示器。优选的，为了便于将相关参数、数据分析判断结果以纸版形式显示和保存，可以配置打印机，所述的工控机与打印机连接。\n[0009] UPS，即是 Uninterruptible Power System或Uninterruptible Power Supply，中文为“不间断电源”，是一种含有储能装置，以逆变器为主要组成部分的恒压、恒频的不间断电源。UPS电源广泛用于给单台计算机、计算机网络系统或其它电力电子设备提供不间断的电力供应。\n[0010] 所述的就地通风机控制回路包括温度传感器、压力传感器、流量传感器和振动传感器，所述的温度传感器、压力传感器、流量传感器和振动传感器与主控PLC并联连接。\n[0011] 通过上位工控机系统和主控PLC的控制，可以在同一个操作平台上对所有的通风机的运行状态进行检测、显示、控制、保护、报警和管理。\n[0012] 所述的实时摄像系统包括2台以上CCD摄像机和硬盘录像机，CCD摄像机用于拍摄各台主通风机现场状况，各台CCD摄像机的视频信号通过视频电缆传输至视频硬盘录像机，并选配500G硬盘和20吋液晶显示器。\n[0013] CCD，英文全称：Charge-Coupled Device，中文全称为电荷耦合元件，常称为CCD图像传感器。CCD是一种半导体器件，能够把光学影像转化为数字信号。CCD摄像机已经广泛用于各个工业领域。\n[0014] 该实时摄像系统更加直观地监视主通风机的工作，通过视频硬盘录像机对拍摄主通风机现场状况的视频信号进行显示和保存，使该系统做到了安全、可靠、经济、操作方便。\n[0015] 较佳的，所述的温度传感器用于采集电动机轴承温度、电动机定子温度和通风机轴承温度数据。优选的，所述的温度传感器通过温度变送器与主控PLC连接。\n[0016] 较佳的，所述的压力传感器用于测量通风机负压值。优选的，所述的压力传感器通过压力变送器与主控PLC连接。\n[0017] 较佳的，所述的流量传感器用于采集通风机的风门流量数据。\n[0018] 较佳的，所述的振动传感器用于采集通风机的振动数据。\n[0019] 为了避免异常情况导致工控机的数据丢失的风险，提高工控机的数据安全，在所述的工控机和所述的主控PLC中间连接一台热备份工控机。\n[0020] 优选的，所述的主控PLC为西门子S7-300系列的PLC。\n[0021] 本实用新型的有益效果有：\n[0022] 1、通过上位工控机系统和主控PLC的控制，可以在同一个操作平台上对所有的主通风机的运行状态进行检测、显示、控制、保护、报警和管理。\n[0023] 2、配置实时摄像系统更加直观地监视主通风机的工作，通过视频硬盘录像机对拍摄主通风机现场状况的视频信号进行显示和保存，使该系统做到了安全、可靠、经济、操作方便。\n[0024] 下面将结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。\n附图说明\n[0025] 图1为本实用新型的4台通风机组监控系统的结构示意图。\n[0026] 图2为本实用新型的1#就地通风机控制回路的结构示意图。\n[0027] 图中，1-CCD摄像机，2-硬盘录像机，3-工控机，4-UPS电源，5-显示器，6-主控PLC，7-就地通风机控制回路；71-温度传感器，72-压力传感器，73-流量传感器，74-振动传感器。\n具体实施方式\n[0028] 本实施例为本实用新型优选实施方式，其他凡其原理和基本结构与本实施例相同或近似的，均在本实用新型保护范围之内。\n[0029] 请结合参看附图1，本实用新型的四台主通风机组监控系统，包括[0030] 实时摄像系统：四台彩色红外CCD摄像机1（仅图示一台）用于分别拍摄四台主通风机现场状况的，各台红外CCD摄像机1的视频信号通过视频电缆传输至操作台上的视频硬盘录像机2，并选配500G硬盘和20吋液晶显示器放在操作平台上，使该系统做到了安全、可靠、经济、操作方便，该实时摄像系统更加直观地监视主通风机的工作，通过视频硬盘录像机对拍摄主通风机现场状况的视频信号进行显示和保存；上位工控机系统：包括工控机3、用于给工控机提供电源的UPS电源（未图示）、与工控机连接的热备份工控机4、与工控机连接的显示器5；主控PLC 6：为西门子S7-300系列的PLC，与热备份工控机4连接；和四台就地通风机控制回路7（仅图示一台），它们与主控PLC6并联连接。\n[0031] 其中，所述上位工控机系统具有如下功能：显示主通风机系统的工艺参数、电气参数、设备运行状态（工作、停止、故障）以及报警参数等；自动建立数据库，对于重要的工艺参数、电气参数自动生成趋势曲线；打印报表；发生故障时，利用运行记录的曲线对故障进行分析和判断。\n[0032] 实时摄像系统与上位工控机系统共用一个操作平台。该监控系统可在同一个操作平台上对所有的主通风机的运行状态进行检测、显示、控制、保护、报警和管理。\n[0033] 请结合参看附图1和2，任一台的就地通风机控制回路7包括温度传感器71、压力传感器72、流量传感器73和振动传感器74，它们与主控PLC6并联连接。其中：温度传感器\n71用于采集电动机轴承温度、电动机定子温度和通风机轴承温度数据，通过温度变送器与主控PLC连接。压力传感器72用于测量通风机负压值数据，通过压力变送器与主控PLC连接。流量传感器73用于采集通风机的风门流量数据。振动传感器74用于采集通风机的振动数据。\n[0034] 以上所揭露的仅为本实用新型的优选实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。