1.主要設(shè)計(jì)依據(jù)

2016版《煤礦安全規(guī)程》

2020版《煤礦安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化管理體系基本要求及評(píng)分辦法》(試行)

AQ1013-2005《煤礦在用空氣壓縮機(jī)安全檢測(cè)檢驗(yàn)規(guī)范》

AQ6201《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)要求》

AQ2055-2016《金屬非金屬礦山在用空氣壓縮機(jī)安全檢驗(yàn)規(guī)范》

IEC標(biāo)準(zhǔn)（國際電工委員會(huì)）

MT209  煤礦通信、檢測(cè)、控制用電工電子產(chǎn)品通用技術(shù)要求

《煤礦安全規(guī)程》（2010）

GB/3836.4-83《爆炸性環(huán)境用防爆電氣設(shè)備本質(zhì)安全型電路和電氣設(shè)備要求》

GB/J93-86《工業(yè)自動(dòng)化儀表工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》

GB5005-93《通用電設(shè)備配電設(shè)計(jì)規(guī)范》

GB3836.1-83《爆炸性環(huán)境用防爆電氣通用要求》

MT209-90《煤礦通信檢測(cè)控制用電工電子產(chǎn)品通用技術(shù)要求》

GB/T3729-1992《遠(yuǎn)程終端通用技術(shù)條件》

GB/2173-1990《礦用一般型電氣設(shè)備》

MT/T1008-2002《煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)軟件通用技術(shù)要求》

AQ/6201-2006《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)要求》

2.簡(jiǎn)介

現(xiàn)有的空壓機(jī)是風(fēng)鉆、噴漿機(jī)、井上下操車設(shè)備等各種氣動(dòng)設(shè)備的動(dòng)力源，這些空壓機(jī)的主電機(jī)電源均為動(dòng)力設(shè)備，冷卻方式采用油循環(huán)裝置，空壓機(jī)均采用本地單機(jī)獨(dú)立控制，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制分散，無統(tǒng)一的設(shè)備操作及監(jiān)控平臺(tái)，設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控存在一定的隱患。本系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)空壓機(jī)無人值守控制，能夠不間斷的進(jìn)行設(shè)備運(yùn)行狀況監(jiān)視，具有超限控制、報(bào)警、控制等功能，且能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)值守聯(lián)動(dòng)控制，提高了空壓機(jī)的自動(dòng)化程度，保障其安全可靠運(yùn)行，對(duì)礦山空壓機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、過程控制、生產(chǎn)調(diào)度和決策指揮具有重要意義。

3. 系統(tǒng)組成

系統(tǒng)以監(jiān)控分站、遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器等組成完整的監(jiān)控系統(tǒng)，其中，監(jiān)控分站連接各種傳感器，實(shí)時(shí)獲取當(dāng)前設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)，包括溫度、壓力、振動(dòng)等數(shù)據(jù)，監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)在監(jiān)控分站實(shí)時(shí)顯示，同時(shí)監(jiān)控分站也具有超限聲光報(bào)警及遠(yuǎn)程指令執(zhí)行功能，當(dāng)不需要遠(yuǎn)程監(jiān)控時(shí)，可作為獨(dú)立的監(jiān)控裝置使用。

遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器是遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)集中控制中心，采用萬點(diǎn)并發(fā)高速通訊組態(tài)軟件系統(tǒng)自主開發(fā)，可快速獲取監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，并存儲(chǔ)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，具有的曲線顯示和數(shù)據(jù)歷史記錄，可以為空壓機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障隱患，避免嚴(yán)重故障的發(fā)生。

4. 監(jiān)控對(duì)象及主要功能

4.1 監(jiān)控對(duì)象

系統(tǒng)在線監(jiān)測(cè)多臺(tái)空壓機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，包括工作壓力（包括空壓機(jī)排氣壓力、風(fēng)包壓力、冷卻油壓力）、溫度（包括風(fēng)包溫度）以及其他電氣參數(shù)（包括電機(jī)電流、電壓、功率、電量等），油壓（包括潤(rùn)滑油路、過濾器等）、油位、有害氣體含量、外部環(huán)境煙霧報(bào)警等，可控制多臺(tái)空壓機(jī)的遠(yuǎn)程啟動(dòng)和停止。

4.2 主要功能

（1）聯(lián)動(dòng)控制

實(shí)現(xiàn)多臺(tái)空壓機(jī)的自動(dòng)聯(lián)動(dòng)控制，按程序自動(dòng)執(zhí)行啟停。在無人值守模式下，系統(tǒng)可以按現(xiàn)場(chǎng)壓力需求自動(dòng)啟停一臺(tái)或多臺(tái)空壓機(jī)，完成空壓機(jī)的自動(dòng)運(yùn)行控制，實(shí)現(xiàn)空壓機(jī)自動(dòng)輪值、自動(dòng)按需啟停功能。

（2）設(shè)備的循環(huán)運(yùn)行，延長(zhǎng)使用壽命

空壓機(jī)即不可以長(zhǎng)期運(yùn)行造成設(shè)備疲勞，但也不能夠長(zhǎng)期不運(yùn)行造成設(shè)備銹蝕，這就需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行循環(huán)運(yùn)行，達(dá)到均勻磨損的目的。本系統(tǒng)可監(jiān)測(cè)空壓機(jī)的運(yùn)行時(shí)間，自動(dòng)控制空壓機(jī)的循環(huán)運(yùn)行，最大程度延長(zhǎng)空壓機(jī)的使用壽命。

（3）保護(hù)及故障報(bào)警

實(shí)現(xiàn)排氣溫度、潤(rùn)滑油壓力不夠、過載停機(jī)、電源逆相、缺相保護(hù)、超過最大工作壓力、油過濾器堵塞報(bào)警等，系統(tǒng)自動(dòng)根據(jù)報(bào)警的設(shè)備和部位作出相應(yīng)的處理，監(jiān)控主機(jī)同時(shí)發(fā)出相應(yīng)的文字及聲光報(bào)警，系統(tǒng)自動(dòng)顯示、記錄報(bào)警性質(zhì)、報(bào)警點(diǎn)及發(fā)生報(bào)警的時(shí)間。

系統(tǒng)還具有儲(chǔ)氣罐（風(fēng)包）溫度及壓力監(jiān)測(cè)及保護(hù)，當(dāng)出現(xiàn)風(fēng)包溫度異常及壓力超高時(shí)，立即停止空壓機(jī)運(yùn)行并報(bào)警，避免超壓超溫導(dǎo)致儲(chǔ)氣罐爆炸事故的發(fā)生。

（4）電力監(jiān)控

上位機(jī)與高壓配電柜進(jìn)行modbus通訊，上位機(jī)通過數(shù)據(jù)通訊方式與電力監(jiān)控裝置通訊聯(lián)絡(luò)，將空壓機(jī)工作的電壓、電流和高壓裝置狀態(tài)和其它參數(shù)在上位機(jī)監(jiān)視和記錄。

（5）系統(tǒng)可按需進(jìn)行 “無人值守”、“遠(yuǎn)程啟停”、“現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)”等操作方式。

（6）空壓機(jī)振動(dòng)監(jiān)測(cè)

      配置空壓機(jī)振動(dòng)傳感器，當(dāng)空壓機(jī)運(yùn)行時(shí)，實(shí)時(shí)檢測(cè)空壓機(jī)電機(jī)及泵頭的振動(dòng)參數(shù)，當(dāng)振動(dòng)量超過設(shè)置的報(bào)警值時(shí)，自動(dòng)給出報(bào)警信息，當(dāng)振動(dòng)量超過停機(jī)限值時(shí)，立即停止空壓機(jī)的運(yùn)行。

（7）專利技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)潤(rùn)滑油工作狀態(tài)，徹底避免由于潤(rùn)滑油路異常導(dǎo)致的潤(rùn)滑油結(jié)焦、機(jī)頭抱死情況的發(fā)生。

（8）自動(dòng)報(bào)表生成功能

     上位機(jī)監(jiān)控軟件具有數(shù)據(jù)分析功能，自動(dòng)生成運(yùn)行數(shù)據(jù)報(bào)表，為運(yùn)行狀態(tài)分析提供依據(jù)，當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，為故障原因分析提供依據(jù)。

（9）視頻對(duì)講

      現(xiàn)場(chǎng)安裝具有拾音功能視頻監(jiān)控，可在總控室直接與現(xiàn)場(chǎng)人員實(shí)現(xiàn)對(duì)講功能

（10）有害氣體監(jiān)測(cè)

      實(shí)現(xiàn)空壓機(jī)排氣有害成分實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，相關(guān)有害氣體如CO等超過報(bào)警值時(shí)，自動(dòng)報(bào)警并停機(jī)

（11）煙感報(bào)警

      將煙感接入系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)意外事故產(chǎn)生煙霧時(shí)，報(bào)警功能

5. 硬件設(shè)置

配置多臺(tái)監(jiān)控分站，用于數(shù)據(jù)采集和現(xiàn)場(chǎng)控制，并具有參數(shù)顯示功能及現(xiàn)場(chǎng)操作功能。配置集中控制站作為現(xiàn)場(chǎng)控制主站，監(jiān)控分站和集中控制站組成控制網(wǎng)和MODBUS通訊網(wǎng)?，F(xiàn)場(chǎng)控制站和空壓機(jī)就地控制主機(jī)做系統(tǒng)主要分布式控制與集中控制。系統(tǒng)配置一臺(tái)高性能工控機(jī)作為遠(yuǎn)程上位機(jī)，安裝運(yùn)行專用組態(tài)軟件。集中控制主站與上位機(jī)采用高速網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議進(jìn)行高速數(shù)據(jù)通訊，當(dāng)通訊距離超過100米時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸采用單模架空光纖，將集中控制主站與上位機(jī)系統(tǒng)鏈接，在空壓機(jī)站集中控制站和調(diào)度室的上位機(jī)上實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程集中監(jiān)控。

6. 功能描述

6.1 潤(rùn)滑油斷油保護(hù)功能：

    無需改動(dòng)空壓機(jī)管路、無需管路打孔焊接，即可快速安裝斷油傳感器。

通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)潤(rùn)滑油壓的變化，動(dòng)態(tài)分析空壓機(jī)油潤(rùn)滑狀態(tài)，當(dāng)出現(xiàn)油濾堵塞、缺油、斷油等異常情況時(shí)，油壓異常超過設(shè)定值時(shí)，可自動(dòng)停止空壓機(jī)運(yùn)行，避免機(jī)頭抱死等嚴(yán)重故障的發(fā)生。

油濾監(jiān)測(cè)提醒功能，當(dāng)油濾出現(xiàn)堵塞及油濾到期時(shí)，及時(shí)提醒更換油濾，當(dāng)油濾堵塞時(shí)，立即停機(jī)并報(bào)警。

6.2 無人值守功能

系統(tǒng)處于無人值守模式下，監(jiān)控主站和各分站的之間進(jìn)行相互通訊，采集空壓機(jī)的運(yùn)行時(shí)間和空壓機(jī)運(yùn)行參數(shù)。根據(jù)監(jiān)測(cè)儲(chǔ)氣罐壓力，與正常用風(fēng)壓力進(jìn)行比較，自動(dòng)啟停一臺(tái)或多臺(tái)空壓機(jī)。啟動(dòng)失敗或者正在運(yùn)行的空壓機(jī)出現(xiàn)故障報(bào)警、強(qiáng)制停機(jī)后，會(huì)自動(dòng)切換到停機(jī)等待時(shí)間最長(zhǎng)的空壓機(jī)，并控制自動(dòng)啟動(dòng)，投入運(yùn)行。保證總管路壓力符合正常用風(fēng)壓力，同時(shí)可根據(jù)設(shè)定的自動(dòng)輪值時(shí)間，自動(dòng)切換運(yùn)行的空壓機(jī)，使多臺(tái)空壓機(jī)平衡運(yùn)行，確保各空壓機(jī)均衡損耗，維保時(shí)間基本同步。通過PLC系統(tǒng)的模糊運(yùn)算，合理啟動(dòng)空壓機(jī)的臺(tái)數(shù)及啟動(dòng)時(shí)機(jī)，避免空壓機(jī)長(zhǎng)時(shí)間卸載空轉(zhuǎn)，以及空壓機(jī)的短時(shí)間頻繁啟動(dòng)，做到最大節(jié)能控制，降低運(yùn)行能耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。

6.3空壓機(jī)電機(jī)振動(dòng)監(jiān)測(cè)功能

  實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)空壓機(jī)電機(jī)振動(dòng)量，當(dāng)振動(dòng)量超過設(shè)定的報(bào)警值時(shí)，自動(dòng)報(bào)警并停機(jī)，避免由于軸承異常、潤(rùn)滑不良、進(jìn)氣異物等故障隱患導(dǎo)致嚴(yán)重故障發(fā)生。

6.4電動(dòng)機(jī)主軸承溫度監(jiān)測(cè)功能

   當(dāng)檢測(cè)到軸承溫度超過設(shè)定的報(bào)警值時(shí)，立即顯示報(bào)警信息，當(dāng)軸承溫度超過設(shè)定的停止閾值時(shí)，立即停機(jī)保護(hù)，避免嚴(yán)重問題發(fā)生。

6.5有毒有害氣體監(jiān)測(cè)功能（選配）

  實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)空壓機(jī)房?jī)?nèi)有毒有害、易燃易爆氣體的含量，當(dāng)出現(xiàn)環(huán)境氣體出現(xiàn)異常時(shí)，立即報(bào)警，提醒值班人員注意，避免有毒有害氣體進(jìn)入壓縮空氣內(nèi)，對(duì)壓縮氣體使用人員造成人身傷害。

6.6電力信息采集功能

    通過modbus通訊從高壓配電柜讀取空壓機(jī)電力數(shù)據(jù)，當(dāng)急停狀況發(fā)生時(shí)，就地站將報(bào)警型號(hào)發(fā)送至上位機(jī)，上位機(jī)接收到報(bào)警信息后，發(fā)出語音報(bào)警，并通過modbus通訊向高壓配電柜斷電停機(jī)指令，空壓機(jī)停機(jī)。

6.7自動(dòng)排污排水功能

    在儲(chǔ)氣罐排污口增加排污排水電磁閥，定時(shí)啟動(dòng)排水排污，或者通過遠(yuǎn)程手動(dòng)操作，啟動(dòng)排水排污功能，當(dāng)冬季氣溫低于零度時(shí)，排污口會(huì)由于氣溫過低而結(jié)冰，堵塞排水管道，無法排水，需要進(jìn)行加熱處理，采用伴熱帶進(jìn)行恒溫加熱，確保排水排污管道不結(jié)冰堵塞。

7.空壓機(jī)改造

7.1原空壓機(jī)控制面板遠(yuǎn)程通訊協(xié)議的確認(rèn)。安裝前需確認(rèn)原有空壓機(jī)控制面板是否具有485接口，然后確定485接口通訊協(xié)議是否為開放協(xié)議，當(dāng)原有空壓機(jī)控制面板不具備485接口時(shí)，需進(jìn)行控制面板改造升級(jí)，必要時(shí)需要對(duì)原有的主電氣控制部分進(jìn)行改造升級(jí)。

7.2預(yù)留有485通訊接口的空壓機(jī)控制器，需要原有數(shù)據(jù)通訊協(xié)議的協(xié)議格式文本，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通訊控制。

8.關(guān)于安全檢測(cè)

本系統(tǒng)完全符合在用空壓機(jī)檢驗(yàn)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，安裝本系統(tǒng)后，可直接通過安全檢測(cè)。無人值守功能在符合檢驗(yàn)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，增加多項(xiàng)實(shí)用功能，實(shí)現(xiàn)空壓機(jī)自動(dòng)輪值工作，減少空壓機(jī)房值班人數(shù)及巡視次數(shù)，并有效提高空壓機(jī)運(yùn)行安全。通過優(yōu)化的自動(dòng)輪值啟?？刂乒δ?，優(yōu)化啟?？諌簷C(jī)臺(tái)數(shù)，避免空壓機(jī)長(zhǎng)時(shí)間空轉(zhuǎn)，避免空壓機(jī)頻繁啟停等。使空壓機(jī)站群系統(tǒng)達(dá)到最大程度的節(jié)能運(yùn)行。