第一篇：科達煤礦通風機無人值守技術方案-孫澤雁

科達自控-煤礦主通風機無人值守技術方案

一、目前現狀及存在的問題：

1、現有礦用通風設備陳舊，系統的配置各有不同，（變頻拖動，軟起拖動，高壓直起等等）系統自動化程度較低，很多設備不具備遠程控制功能。

2、現有煤礦風機系統設備新舊差異較大。舊產品設備落后陳舊，新產品升級換代較快，新型控制方案，控制理念層出不窮，新舊設備差異較大，徹底改造成本較大，難度較大。

3、煤礦風機在線監測系統一般為電控廠家配套設計，系統集成度較低，沒有形成產品化。市場上缺少獨立的煤礦風機在線監測設備。

4、現有風機在線監測控制軟件都是依靠上位機組態軟件制作畫面設計，系統必須依賴第三方組態軟件，缺少獨立的專用風機在線監測軟件，局限性比較高。

5、現有煤礦在線監測控制系統全部采用PLC控制及信號采集，之后通過上位機組態軟件進行狀態及數據顯示。數據處理完全依靠PLC，缺乏對數據的分析處理能力。技術水平任然停留在自動化的層次上，而不是智能化。

6、現有煤礦風機在線監測控制系統缺乏故障預警，幅度報警等報警功能,或者報警功能不全面，很多時候只有故障發生后才能報警，對設備保護失去了意義。

7、現有風機操作人員水平參差不齊，任然保持在原有工作習慣，對新型控制方式的認知度不夠，比較排斥自動控制及無人值守等新概念的控制方式，心里總感覺不放心。

8、現有新型在線監測系統設備維護技術難度高，對日常維護人員的技術水平要求高。系統缺乏冗余設計，監測監控設備一旦出現故障就會是系統癱瘓。

二、現有煤礦風機在線監控系統控制方案介紹：

1、傳統的高壓直啟和簡單的在線監測組合的控制方式；

這種控制模式是最原始的，最簡單的，設備啟動只有就地操作，直接用配電柜來控制設備的啟停，輔助設備只有簡單的蝶閥或風門組成，設備潤滑多采用甘油人工注油。系統的在線監測也只有簡單的幾個傳感器組成。這種系統在小型煤礦通風設備上應用較多。

2、傳統的高壓直啟加上上在線監測和后臺PLC控制組合的方式；

這種控制模式比第一種方式較為先進，系統增加了設備的遠程控制，可以通過PLC控制實現計算機遠程操作，系統在線監測采集的數據也很全面包括設備啟停開關量及在線運行模擬量數據，設備數據也可以實現調度上傳等，此種系統在中型風機設備應用較多，在現有煤礦通風設備上占用的比率較大。

3、新型的變頻拖動加上高級的PLC控制系統和在線監測組合方式。這種控制方式屬于現有煤礦自動化最為先進的控制方式。系統采用變頻或者軟起拖動，以專用通訊方式與PLC和控制部分上位機相連，實現統一監測和控制。控制部分采用PLC與上位機相結合的監測控制方式。PLC采用西門子的S7高級系列冗余方案，上位機選用工控機和觸摸屏，軟件采用西門子WINCC,可靠地實現了控制、拖動、監測的無縫連接控制、傳動、在線監測一體化，使整個系統有機融合，無縫鏈接。在線監測部分通過采集模塊采集現場數據，包括供電系統數據、設備運行監測數據、通風工藝數據，將所有數據送控制部分PLC和上位機，統一實現監測與控制。此種系統應用于大型高瓦斯礦井的通風設備，一般風機功率較大或者超大。系統的自動化程度高，輔助設備多，控制量與在線監測量都很多。

2、科達風機在線監測系統功能；

（1）可以實現短時間內主用風機與備用風機一鍵切換倒機功能。（2）可以實現自動檢測故障報警，在故障情況下實現自動切換風機功能，確保礦井不停風，使煤礦生產不受損失。

（3）可以做到風機風量自動調節功能，根據實時監測數據分析自動調節井下所需風量。

（4）實現風機起動、停機及2臺風機切換過程中，風門及其它輔助設備的自動聯鎖控制。

（5）通過各種傳感器進行現場數據采集與數據分析，對風機實時運行狀況顯示與保護實現一體化的控制與在線監測功能。

（6）上位機系統具有風機動畫動態顯示、數據儲存、表格列表、曲線分析、故障報警、信號遠程檢測、報表打印、畫面調度上傳等功能。

（7）可實現三種控制功能：手動控制、自動控制和就地控制。

三、無人值守風機在線監測系統的功能介紹： 無人值守風機在線監測監控系統必須具有全方位，多元化的監控與控制功能。要實現真正意義上的無人值守系統本身必須是可靠的，系統的軟硬件組成必須是可靠的。應該具備以下功能：

1、新型的控制工藝，科學合理的控制邏輯。

2、系統化、模塊化設計。系統抗干擾能力強，運行精度高，使用維護方便。針對現場各類傳感器研發出新型的數據采集監測單元模塊，（振動監測模塊，溫度監測模塊，壓力、風量等監測模塊，電壓電流監測模塊，設備啟停監測模塊等）最后通過通訊匯總到系統里面進行數據處理分析。

3、在線測量與處理的風機運行參數包括風機入口靜壓、風速、流量，電機的軸承溫度、定子繞組溫度、電機功率、風機效率等，根據需要還可以擴充監測風機的環境參數、電機振動幅度等性能參數。

4、增加設備的定期自動巡檢功能，自動監測備用風機及其輔助設備的完好狀態，并且記錄相關數據，系統具有設備生命周期管理功能。

5、能夠智能的檢測出設備可能存在的潛在故障的發生，發展和轉移，智能的診斷出設備故障原因與故障的嚴重程度，為應急控制和維護管理提供準確、可靠的依據，避免重大事故的發生。

6、增加故障預報警功能，幅度（數據增幅、降幅等）報警，趨勢分析功能。為無人值守提供可靠的數據依據。

7、獨立開發上位機監控軟件，顯示畫面簡潔、統一、全面，各設備開關狀態及數據顯示明確。操作簡單快捷、維護方便。

8、具有語音及聲光預警報警功能，增加關鍵地方視頻圖像監控，設備異常畫面捕捉功能。

9、數據傳輸模式兼容滿足國際標準的多種數交換形式，FTP、局域網 IE 數據服務與廣域網 IE 數據服務功能。通過煤礦專用4G網絡實現數據高速上傳，可與全礦井自動化系統實現靈活便捷的數據聯網，將風機的實時運行參數傳輸到礦總調度室，滿足自動管理無人值守的需求。

10、系統具有WEB發布功能，實時遠程管理調度。手機APP終端畫面數據同步顯示，報警提示，故障及預報警短信提示等功能。

11、無人值守系統主要采集參數及具體功能，詳述如下：

3（1）實時監測通風系統入口靜壓、動壓、入口溫度、風機風速、風量、瓦斯、一氧化碳等。

（2）實時監測風機配用電機的電氣參數：電機電流、電壓、功率、功率因素等。

（3）實時監測風機軸承溫度、電機繞組溫度及超限報警、幅值報警等功能。

（4）實時監測電機軸承振動參數、電機振動參數及超限報警、幅值報警等功能。

（5）數據實時顯示、曲線、報表自動生成，存儲、查詢、打印。

（6）兼容多種國際計算機通訊協議（DDE、OPC、FTP）。

（7）局域網 IE 瀏覽功能，WEB畫面發布功能。

（8）風機不停風自動切換，故障自動切換

（9）GPRS 遠程信息服務

（10）GPRS 手機短信功能

基于可編程序控制器與觸摸屏為核心的煤礦主扇風機無人值守監控系統。該通風機性能監測系統可以實現對通風機性能參數、工況參數的在線實時監測和對于風機的遠程控制。實現真正意義上的無人值守，可以根據用戶需要繪制出通風機的性能曲線和打印數據報表，方便用戶管理。監測系統界面友好、操作方便、功能齊全，既實現了對現場數據的實時監測、控制,又提高了礦井現代化管理水平，對于同類系統的設計具有一定的借鑒意義設備運行狀態監測與故障診斷技術是目前保證大型機組安全運行，防止惡性事故的有效手段。它可以及時發現機組的運行故障先兆，診斷產生故障的原因，為生產和維修提供決策依據，同時也避免了定期檢修引起的生產停頓。將計算機網絡技術用于實時狀態監測，實現關鍵設備運行狀態的集中管理、集中分析，必將極大的提高設備維修人員的工作效率，減少人力投資，實現少人、無人值守。同時為企業的正常生產提供了可靠的保證并避免了一些不必要的損失。采取監測這種經濟、簡便的方法可以實現“移動的是數據而不是人”，通過計算機把現場數據及時送到專家手中，就可以像專家在現場一樣準確、及時地做出判斷，采取有效措施解決問題。建立風機在線監測系統，使我們可以通過現有的網絡對該設備進行實 4 時監測和診斷，利用計算機診斷網絡有利于數據積累、資源共享。并且對監測者和分析者的計算機無需安裝分析軟件，這便為實現多方專家對議論設備進行同時監測和會診提供可能，從而使故障診斷更及時、更可可靠。

四、方案的可行性

國內現有煤礦主通風機在線監測系統主要有：徐州中測電子科技有限公司設計的TFJ-Ⅲ型風機在線監測系統、安瑞風機廠與力創科技研發的ARJC大型風機在線監測系統、天地自動化設計的煤礦大型機電設備在線監測與故障診斷系統等等。

1、礦井主通風機在線監測監控現狀

隨著科學技術的發展, 科技人員的不斷努力,礦井主通風機在線監測監控取得了一定的成績, 但也明顯存在一些不足：

（1）礦井主通風機在線監測監控主要還處在監測水平, 其控制功能很弱, 對主通風機的控制和故障診斷基本上還處在研究階段。

（2）礦井主通風機在線監測監控的可靠性有待進一步提高。

2、礦井主通風機在線監測監控是一個較獨立的系統, 未與整個礦井通風系統、整個煤礦管理系統取得協調的聯系。

3、礦井主通風機在線監測監控的展望

4、特色及創新之處

（1）采用先進的主從計算機監測結構，各個部分相互獨立，提高了系統的穩定性，安裝、維護方便。

（2）各功能模塊用高性能單片機控制，功能強大、可擴充性好，系統抗干擾能力強，運行精度高，使用維護方便。

（3）系統軟件以圖形界面顯示工作狀態，畫面豐富，直觀生動，操作簡單快捷、使用方便，采用了先進的計算機技網絡技術，可實現數據遠程共享。

（4）結合煤礦安全生產的實際情況而研制。它利用高性能單片機構成前端數據采集和處理單元，以穩定、可靠、精確的方式將采集數據傳送給主控制計算機，主控制計算機對采集數據進行分析計算并顯示存儲，從而對風機的運行狀態進行連續的在線監測，為風機的安全、高效運行提供科學依據。

（5）監控系統可對風機的運行狀態自動進行監測。監測的參數包括：靜壓、動壓、風量、單臺電機的電壓、電流、功率、效率等電量參數，電機定子繞組、電機軸承等溫度參數，電機振動烈度等性能參數，對所監測的運行狀態參數實時集中顯示；可形成電機的電流、電壓、功率、功率因數各種參數的運行曲線和風機的靜壓、流量、輸出功率及效率各種參數的運行曲線。

（6）風機在線監測系統能夠在生產過程中隨時掌握通風設備的運行狀態，改變了傳統的設備管理方式，提高了通風設備的自動化管理水平，有力地保證了風機設備的經濟、可靠運行，為煤礦通風安全管理提供了可靠的科學依據。

（7）系統主要由PLC測控系統、傳感器技術、上位機冗余組態軟件系統、視頻監視系統四大部分組成。通過設備內置PLC做到多種控制方式并存：本地控制、遠程I/O控制、上位機控制、系統必須做到監測內容豐富，控制功能完善，具有實時性強、安全可靠、操作方便、易學易用的特點。

技術部風機組 2016年2月

第二篇：加氣站二級調壓撬無人值守技術方案

二級調壓撬遠程數據監控技術方案

一．遠程數據監控的優勢

隨著科學技術的發展，我們已經進入了信息時代，加氣站撬裝裝置信息化建設能充分利用現代化信息技術，開發和利用加氣站撬裝裝置信息資源，包括對加氣站撬裝置相關數據進行采集、傳輸、存儲、處理和利用。同時為了更好的提高效率、節省人力資源、降低生產成本、保證安全運行，還需對加氣站撬裝裝置相關設施進行遠程控制及檢測，目的是提高加氣站撬裝裝置信息資源的管理和應用水平，從而全面提高加氣站撬裝裝置建設和供氣的效能及效益。二．我公司開發的無人值守站生產數據管理平臺的技術優勢

我公司開發的無人值守站生產數據管理平臺是根據客戶要求，將無人值守氣站的關鍵參數和視頻通過3G通信傳輸至監控中心。同時設置關鍵參數的報警值，在產生報警時監控中心的監控軟件發出聲光報警，同時給具體負責人發送短信提醒。值班人員可以查看現場視頻圖像，也可按時間抓拍的形式記錄圖像。如有人破壞設備可以打開視頻收集證據。

我公司開發的無人值守站生產數據管理平臺具備：(一）無線3G/4G視頻和數據信息的集中顯示，并且能將各撬裝裝置的重要數據信息，在撬裝裝置視頻圖像中疊加顯示，當液位、壓力等數據超限或低限報警時，在視頻圖像中也能發出聲音報警和文字變紅、閃爍顯示。系統可以實現1-8路視頻和PLC或DCS數據無擾混合傳輸，混合傳輸可減少RTU設備，降低系統成本。

（二）為保證系統的安全性，用戶登錄時，在網絡中傳輸的用戶名和密碼信息，經過128位DES加密處理，他人無法通過網絡截取用戶信息；在監控中心數據庫，用戶名和密碼也同樣采用加密技術進行存儲，通過先進的加密技術，保證系統信息的安全性。另外所有硬件設備均可設置密碼并且通過網絡防火墻進行保護，用戶權限可根據需要做細致的設置。非管理人員無法隨便操作系統。

（三）當手機安裝客戶端軟件接入系統時，不但能看到各個撬裝裝置視頻圖像，又能看到重要數據實時顯示值和報警信息，還能查閱重要數據歷史變化曲線，真正做到讓領導一機在手掌控全局。(四)服務器定時錄像功能：管理員可以設置指定錄像時間。例如指定早晨八點到晚上11點進行錄像或者全天24小時錄像，管理員也可以通過回放器隨時查詢錄像文件，進行回放。為了節省稽查人員回放錄像時間，提高工作效率，要求設備具備12倍的快速回放功能，用播放器看完10分鐘錄像內容，不要超過20秒，一個小時不要超過120秒，合計2分鐘看完一小時錄像，比國內它廠家設備回放錄像要快5.2倍。

（五）遠程管理功能：當用戶需要對某個監控點實行遠程查看時，只需要登錄我公司集中管理軟件客戶端，并添加相關設備即可，可實現遠程查看，遠程存儲功能，根據帶寬條件，可查看多路視頻，也可實現實時抓拍，實時錄像等功能。如前端攝像機安裝了云臺或網絡高速球，也可以實現遠程操作，如控制攝像機轉向，鏡頭變焦變倍等功能。撬裝裝置在生產過程中無論是人為破壞或是設備出現安全狀態，均可通過直接對現場喊話或各種報警形式，及時提醒管理人員，以防范安全事故的發生。

（六）終端機內有備用電池，當發生突然停電情況，備用電池工作，可以保證無線終端機按正常關機方式關機，保證關機前數據不丟失，保護設備不因掉電死機，來電時可以正常工作，延長設備使用壽命。多數廠家產品沒有此功能，經常造成死機、程序丟失，需要管理人員到現場維護，或者返廠維修，給生產運行安全、成本都帶來影響。

（七）總控室觀看實時畫面時，1路攝像頭1小時耗費流量不超過20-40M流量范圍，這樣可以為企業節約大量運行成本。很多廠家1路攝像頭1小時流量耗費在80M以上，不但運行費用高，而且不符合國家新規范要求。

（八）公司的無線終端設備硬件和無線平臺管理平臺軟件都具有自主知識產權，可以根據甲方要求，開發各種功能，而其它業界同行多數是僅有一項自主知識產權，無法進行功能擴展開發，對現場可能出現的特殊問題，不能有效及時的解決，甚至不能解決。

三．二級調壓撬實現無人值守需要監測和控制的數據

1、燃氣總進口匯管壓力檢測(可知道還剩余多少燃氣）

2、燃氣A線、B線換熱器溫度檢測

3、燃氣A線、B線一級調壓后壓力檢測（保證二級調壓閥的安全運行，連鎖切斷閥的控制）

4、燃氣總出口匯管壓力檢測

5、燃氣A線、B線瞬時流量檢測，流量累積

6、燃氣A線、B線緊急切斷閥控制（控制點由一級調壓后壓力控制）

7、現場可燃氣體報警檢測 四．二級調壓撬實現無人值守的條件

1.現場設備有一套完整的PLC控制系統且控制系統的數據檢測完全，控制系統狀態動作良好

2.現場PLC控制系統配備485遠傳模塊，協議為標準ModBus通信協議。

3.現場具備移動、聯通或者電信3G/4G信號