煤矿主通风机在线监控与故障诊断系统的应用研究

苏龙++胥鹏++李宗保

摘 要：介绍了煤矿主通风机的特点，然后介绍了主通风机在线监控与故障诊断系统的系统构架、仿真系统模拟和功能设计方案，运用仿真系统可以对煤矿主通风机通风系统进行仿真模拟，以此分析和论证通风系统改造技术方案，同时可以得出改造后的通风效果。

关键词：主通风机 通风 仿真系统 简述

中图分类号：TD67 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）10（a）-0032-01

煤矿通风方式有串联通风和并连通风两种。近年来，中国矿业大学、辽宁工程大学、北京科技大学等高等院校进行了矿井通风仿真系统的研究，并开发了MVSS3.0、VentGIS、Ventsim等仿真软件，准确、快速地模拟风流分布，分析矿井通风现状和自然风压对矿井的作用规律，确定不同时期井下保持良好通风效果的最优通风系统方案，使矿井通风系统与产量匹配，从根本上确保矿山通风系统的可靠性，对于改善矿井通风，增强通风系统管理能力，提高安全保障水平非常必要。

煤矿主通风机是煤矿向井下送风的重要设备，也是大型耗能设备，对其实现在线监测与故障诊断，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，保证企业节能提效具有重要意义。同时，对于煤矿安全避险六大系统的建设，起着重要支撑作用，是其重要有机组成部分。

1 主通风机在线监控与故障诊断系统系统构架设计

主通风机在线监控与故障诊断系统主要由PLC测控子系统、故障诊断子系统、上位机组态软件子系统、视频监视子系统等组成，分矿、通风车间、现场三层结构。现场完成数据采集与控制动作的执行；风机现场信号通过千兆工业以太网传至通风车间，完成主通风机在线监测、监控、监视与故障诊断；矿级领导及调度人员可基于WWW浏览器通过个人PC或调度大屏浏览相关信息和进行远程调度指挥。

2 主通风机在线监控与故障诊断系统功能设计

2.1 数据监测、采集功能

（1）装置具有对甲烷浓度、风机风压（静压、全压）、风速风量、轴承温度、电网电流、电压、功率、定子温度、电机与风机效率、风峒大气参数（温度、湿度、大气压力）等风机运行参数实时监测功能；实时监测风门位置、风机开停状态、电机编号等风机运行多种状态信息。

（2）实时地采集由各传感器传送来的数据，进行实施处理并显示现场数据至触摸屏。

2.2 多种控制方式

BLA-FJⅠ型主通风机在线监控装置必须具有现场控制、远程控制、手动控制等多种控制方式。

2.3 故障诊断功能

主通风机在线监控装置基于VentGIS仿真系统平台，采用小波神经网络算法进行数据分析与故障诊断。

2.4 存储、显示、打印功能

主通风机在线监控装置实时显示及存储现场监测数据、各类报警值、各类报表、实时及历史曲线、故障诊断报告；打印各类报表。

2.5 人机对话功能

主通风机在线监控装置采用菜单式人机对话施工完成各种功能操作。包括登录用户、修改密码、用户管理、风机监测界面等。

2.6 网络功能

主通风机在线监控装置具有网络通信功能，实现网络化、WEB化与可视化。

2.7 实时多任务功能

能实时传输、处理、存储和显示信息，根据要求实时控制，能周期地循环而不中断。

3 主通风机在线监控VentGIS仿真系统简述

3.1 功能

VentGIS是中国矿业大学2008年推出的矿井通风可视化仿真系统，界面友好，易学易用，是强有力的通风系统设计分析工具。VentGIS是基于微软最新的开发平台Visual Studio 2010和GDI+，借鉴软件工程的思想和GIS理论，综合运用相关基础理论，从底层进行研发的，其主要特点是：（1）拓扑自动建立和维持关系，风流分配的模拟，任何节点之间的电阻快速分析；（2）各种类型的数据可视化的通风网络分析，通风系统自动生成专题地图；（3）流行的图形编辑和操作，双通风系统图，三维图，网络图，三维地图，风机特性曲线图等图件的自动绘制；（4）与AutoCAD的DXF图形文件兼容，可以最大限度地利用现有通风图形数据，也可以尽可能的图形AutoCAD的DXF格式导出的。

3.2 仿真模型的建立

每个分支可通过许多直线或弧线在一起，这些直线或圆弧称为一个分支连接相结合。连接的每个分支是由起点，中间点（弧时间）和终点坐标来确定。目前，自动生成算法通风网络图，通风系统将出生在一个弯曲的网络图，复杂的算法最长路径的方法，其主要思路是找到各风机系统中的最长通路，以通路长的布置在两侧、通路短的布置在中间为原则，形成曲线网络.

4 结语

VentGIS仿真系统为主通风机监测系统提供了基础，为监测主通风机的故障监测提供了技术方案，煤矿通风仿真系统需要与主通风机在线监控与故障诊断系统的功能设计和系统结构保持一致，这样进行故障监测和系统设计方案才具有真实性与实用性。

参考文献

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