矿井通风监测监控系统自动智能化设计

＊郭 建

（山西汾西矿业集团公司柳湾煤矿 山西 032303）

1.引言

煤矿的井下通风系统是煤矿系统的一部分。矿井的主要通风系统首先是为工作人员提供足够的空气，其次是新鲜空气来稀释有毒物质。较危险的瓦斯积聚为煤矿的安全运行制造了不利因素。如果矿井发生瓦斯爆炸或火灾等事故，可以通过改善矿井通风来控制灾难。当前，煤矿常用的监控系统采用继电器作为控制装置，其成本相对较低。但是，该系统具有许多缺点，例如结构复杂，维护困难，自动化程度低等问题，导致系统的响应也非常慢。

风机是煤矿井下通风系统中最重要的组成部分。该系统的审核是所有监视系统的核心。为了确保所有通风系统的正常运行，必须确保风机的各种参数保持动态和恒定。

2.系统结构及工作原理

(1)通风监控系统的组成

分析了大量数据，例如通风系统的温度和厚度以及风机的运行状况。该系统的总体结构包括设备运行状态数据管理，数据收集系统，历史数据分析，自动修复系统等。基于这些观察，特别准备了以下研究。①有许多现代无线通信技术。首先，需要根据矿山的实际情况选择合适的矿山无线电传输方式。经过大量研究，本文根据煤矿的特殊运行条件选择了Wi-Fi无线数据系统。对传感器系统的研究和分析已经完全确定了传感器的工作条件，并且已经确定了传感器的位置，安装方法选择位置。②使用不同的监视传感器来获取跟踪参数。大多数监视参数是灰尘，空气温度，相对湿度，风机参数等。预测系统过程中的问题并及时纠正它们，以使监视系统保持良好的工作状态。③检查风机的运行状态和状况，以确保风机正常运行。

(2)系统工作原理

煤矿通风系统通常安装两个主要风机，如果一个风机发生故障或需要维修，则另一个风机必须打开。根据矿井通风的要求，风机始终配备两套风机。一种用于吸入，另一种用于增加吸入速率。为了在两个风机彼此不干扰的情况下方便控制，每个风机都配备有独立的电动机来供电。处理设备中安装的各种传感器中记录的参数由处理设备数字化，并且可以通过WLAN传输和无线传输从主控制系统的PLC中获取，并且PLC可以将记录的数据与常用值进行比较。使它执行标准测试，发送警报或正常运行的信号，最后自动智能地识别通风系统的所有检查。

3.控制硬件组成

通风监控系统的风机控制硬件主要包括数据处理系统和电路。监控系统硬件电路如图1所示。

图1 监控系统硬件电路

(1)数据处理系统

为了尽快开发和识别系统，验证系统的有效运行并确保可靠性，选择了现代的AVR开发板作为研究的基础。AVR微控制器具有出色的性能和低功耗。该微控制器非常坚固，使用寿命长，可以清洗并记录100,000次。

(2)外围电路

外围电路由电源和电路组成。（包括存储电路，转换器电路，显示电路等）使用特定的显示模块格式显示图片，显示布局，该模板包含100多个图形字符，例如字母，数字，标点符号。

由于网络故障，存储系统中的临时网络中断会影响编译器收集的各种参数和数据，并会阻止下载。为了避免数据丢失，收集的信息应以存储格式临时存储。系统中使用的存储设备对于读取和写入保护是安全可靠的。数据收集系统：接收系统的功能是将接收设备收集的数据转换为传输信号，然后通过无线电发射机将信号发送到控制处理系统。每个传感器的发射器信号都是电压信号。由于传感器信号的输出电压非常低，因此需要换能器来增加电压。

(3)系统温控程序

风机控制是任何监视系统的主要设备，并且具有启动风机的能力。设备必须首先检查地面空气温度，风机运行情况和灰尘颗粒浓度数据。为了调整钻孔，操作员必须调整风机的运行参数。通过对微控制器进行编程，可以实现以下目标：温度处于正确的温度，风机处于闲置状态，温度稍微接近或高于上限，风机低速运行，并且温度更高风机也将超过指定的上限运行。

4.人机交互及PLC抗干扰

(1)人机交互系统

人机通信系统是使用触摸屏PLC内核设计和开发的。监视和控制操作员可以通过人机计算机通信为每个参数配置预定义值。可以查询、分析收集和传输的信息，可以进行手动和自动控制，并可以根据实际情况设置操作标准。同时，系统绘制历史数据图，以便主机可以根据变化趋势预测每个参数并采取适当的预防措施。

(2)PLC抗干扰系统

由于煤矿的特殊运行条件，设备故障的可能性比在地面上高得多，PLC是监控系统的重要组成部分。如果此组件发生故障，则所有监视系统将无法正常运行。为了确保监视系统的正常运行，必须采取特殊措施以防止PLC中断。断开尽可能多的I/O电源电缆端子。系统中使用的传输线必须具有较高的屏蔽性能。保护层也必须接地，以防止静电在保护层中积聚。为防止PLC故障，请检查PLC工作环境的温度和湿度，工作区域的湿度应小于85%，温度应保持在0℃-50℃以下，以防止PLC损坏。由于外力的作用，PLC周围应该没有振动源，PLC应该承受冲击，并且减震橡胶应该放在PLC的顶部并与电气柜接触。

5.矿井通风安全监测监控系统的主要技术探讨

目前，矿井通风安全监控系统的核心技术在应用过程中仍然受到诸多因素的影响，其稳定性需要注意传感器的校验质量。传感器在监控系统的通风安全中起着重要作用。在建立安全通风系统时，质量必须符合矿山建设标准。而传感器的稳定性可以有效的预防和减少安全事故的发生，确保矿井财产和员工生命安全。因此，传感器的采购必须严格控制产品质量，并且在传感器投入使用之前，必须分析和测试适应性问题，比较其性能，消除潜在的安全隐患。

关注技术创新新时代的背景和创新时代产业发展的必然趋势。仍有许多创新与新时代保持同步。甚至安全通风系统对项目来说都是新的。但是，仍然存在受到外部因素影响的潜在风险。因此，在今后的建设中，应组成一支合理的科研团队，并根据自身情况组成一支高素质的专业团队，研究缺陷。必须及时更换和维修，特别是在防雷方面。例如，在雷电事故之间建立安全区，使用保护区和中央车站，并采取有效的防雷措施，以减少雷电事故。另外，设备维护非常重要。日常设备维护对于设备的使用寿命特别重要。设备的操作员和维护人员必须制定完整的维护计划，并提供有效的维护系统，以使设备的日常维护与实际维护保持一致。同时，有必要缩短必要设备的维护和保养以使其短路，并采取预防措施以防止发生安全事故。

6.总结

本文分析了通风检查系统的现状，并详细分析了现有通风检查系统存在的问题。矿井通风监控系统由人机界面技术和Wi-Fi无线传输技术组成。系统设计基于PLC，进一步提高了PLC的降噪能力，具有执行速度快、稳定性高的特点，并快速维护，改善煤炭公司安全系数，降低生产成本和改善矿井通风监控系统的新思路。