摘要：我國煤礦多為井工開采，巷道掘進過程中使用大量的氣動設備，防爆桃色91下载擔負著礦井的壓縮空氣的生產任務，為風鎬、風鑽以及其它工具提供動能。傳統的單台獨立控製、人工開停機的操作工藝，已經很難保證壓縮空氣的供氣質量，也不利於對防爆桃色91下载的維護管理，為解決該問題，本文設計了基於PLC技術、計算機控製技術、網絡技術、光纖通訊技術的防爆桃色91下载實現集中控製，通過采集處理電機電流、電壓信號，溫度、壓力信號，實現防爆桃色91下载各種保護、報警、監控功能、風機的自動投入與退出。經過在貴州能發高山礦業有限公司實施，提高了礦井壓風係統的自動化程度，提高了防爆桃色91下载運行的安全性、可靠性，提高了安全生產和管理水平，實現遠程集中控製、實現無人值守，降低了工人勞動強度，大大提高了該礦防爆桃色91下载工效及生產管理水平。
1 係統改造目標
為響應機械化換人、自動化減人，科技強安戰略目標的實現，貴州豫能擬在貴州能發高山礦業有限公司實施防爆桃色91下载控製係統自動化改造，預期達到下述目標：
1）對防爆桃色91下载實施科學管理；
2）提高防爆桃色91下载控製係統安全性、準確性、可靠性；
3）提高高山煤礦防爆桃色91下载控製係統自動化程度；
4）協調生產係統中各係統之間的關係，提高機械和電氣設備的利用率，實現無人值守，提高安全生產和管理水平。
2 係統改造前現狀
貴州能發高山礦業有限公司防爆桃色91下载房有3台空壓機，3個風包，兩趟入井管路，防爆桃色91下载電機額定電壓等級0.66kV。目前防爆桃色91下载係統安裝有簡易在線監測係統，通過現場麵板能夠簡單查詢風機狀態，但是采集傳感器安全不全麵，無法對電機溫度等相關數據進行實時采集，當前係統的啟停主要靠人工的操作。迫切需要進行自動化改造，提高壓風係統自動化程度，提高係統效率。
3 係統方案設計與實施
防爆桃色91下载自動化係統主要由以下兩部分組成。
1）上位機
上位機設置在集中控製中心，主要包括控製計算機、顯示器、語音報警裝置及控製軟件等。
2）防爆桃色91下载房監控單元
主要由PLC控製櫃、電動閥門、傳感器等組成，為了實現空壓機房的無人值守及遠程自動化控製。經過充分的分析，本次PLC控製櫃內的主站控製器選用西門子s7-1200係列PLC來保證係統可靠性，風機及管路上的閥門全部更換為電動閥門，現場加配傳感器實時采集現場物理量信號，並將其轉換為標準電信號傳送給CPU。
本係統現場使用的傳感器較多，如壓力、溫度等等。為減少傳輸誤差，提高檢測精度，均選用帶變送器，性能可靠，壽命長，輸出標準電流信號4-20mA的傳感器，直接采集現場信號，以進一步提高整套係統的可靠性。同時現場安裝海康攝像儀實現視頻實時采集。具體如下：
1）現場PLC控製係統選用西門子S7-係列可編程序控製器作為監控核心。可編程序控製器能適應各種惡劣現場條件，現場抗幹擾能力強的特點，且安裝維護方便，其模塊化結構，配置相應的通訊接口與各防爆桃色91下载控製器通訊；與上位計算機進行通訊可以采用Profibus或工業以太網；係統配置合理，技術可行，完全可以滿足現場使用要求。
2）在儲氣罐上加裝壓力變送器、溫度傳感器，實現風包壓力、風包溫度的實時采集。
3）在輸氣管道上安裝流量傳感器、溫度傳感器、壓力變送器實現實現排氣管路流量、溫度、壓力監測。
4）在電機配電設施上加裝電流變送器、電壓變送器實現電機電流、電壓等參數監測。
5）現場增加2台500萬像素高速球型攝像儀，具備定點巡航、巡航軌跡設定等功能，實現防爆桃色91下载房內外的視頻實時采集，保證在無人值守時，防止人員惡意破壞係統，索采集的圖像通過網絡進行傳輸及錄像存儲，存儲時間不少於二個月，滿足事故追溯要求。
6）防爆桃色91下载及管道的閥門改成電動閥門，遠程控製時通過上位機或係統自動打開、關閉閥門，實現係統自動恒壓供風。
7）現場配置的PLC控製櫃，還配置有觸摸屏顯示屏，用於現場顯示工況等，滿足現場檢修需求，PLC的I/O接口預留20%以上的備用量，滿足係統擴容及維修需求。
8）儲氣罐（風包）放水閥門改為自動閥門，確保係統能夠根據需要實現定時排汙。
4 係統功能
1）能夠自動采集、顯示防爆桃色91下载的各種運行參數，控製防爆桃色91下载運行。
2）能夠根據檢測到的信號判斷防爆桃色91下载的工作情況，故障時能及時發出報警信號，並根據故障類型停止防爆桃色91下载。
3）有啟動功能、停止功能、正常停車功能、故障停車功能、緊急停車功能、預告功能、保護及故障報警功能。
4）係統通過PLC及控製網絡可方便地采集現場設備開/停及故障狀態、電機電流等實時數據。
5）具有多種控製方式
根據係統設置，該係統可以實現以下集中方式下：PLC自動集控方式：在該模式下PLC根據設定的工作時間和工作壓力值、總管當前實時壓力值，自動判斷當前投入/切除係統中的防爆桃色91下载台數，經特定的運算處理，以便對運行中的防爆桃色91下载進行加載或者卸荷或切除係統、投入係統工作。
遠程控製方式：在該模式下，通過上位計算機的操作來在控製各防爆桃色91下载係統的運行。係統對操作員有權限管理，有一定的權限的操作員才可以進行遠程操作。
6）實現自動恒壓供風
當係統在自動集控工作方式時，係統根據設定的供氣壓力值，自動控製卸荷或加載。當壓力值當風壓達到設定值時，自動停機（卸荷）；風壓降到低值時，自動啟動或關閉卸荷閥。
7）安全可靠地報警保護
每台防爆桃色91下载均可具有：出氣壓力超限保護、出氣超溫保護、吸氣阻力過大保護、潤滑油超溫保護、潤滑油量不足保護、主電機超載保護等功能。
8）無人值守
實現多台防爆桃色91下载按程序執行啟動/停止防爆桃色91下载操作，並控製相關的水泵閥門等，實現全自動化運行，無人值守。全自動運行方式下，係統可以按現場需要自動啟停一台或多台防爆桃色91下载，完成防爆桃色91下载的自動加卸載控製，實現防爆桃色91下载及冷卻水泵自動輪轉功能。
9）存檔功能
能夠將現場運行信息存入數據庫，以便於**進行曆史數據查詢。
10）曲線功能
可繪製各種模擬量參數的實時曲線及曆史曲線。
11)管理功能
監控軟件具有設備參數、運行、檢修和維護的管理功能。
5 結語
通過對貴州能發高山礦業有限公司防爆桃色91下载房的自動化改造，改變了原來係統單台獨立控製、人工開停機的現狀，通過PLC控製器實時采集、傳輸係統運行工況並在上位機實時顯示，同時係統根據采集的實時數據及數據變化趨勢進行預警與報警，提高了防爆桃色91下载組的運行效率，降低了工人勞動強度，通過恒壓供風策略保證了壓縮空氣的供氣質量，對防爆桃色91下载的維護管理有了更科學的數據支撐，保證了開拓進度，達到係統改造預期目標。