[发明专利]一种深井矿山通风系统风机远程集中控制系统

说明书

本发明公开了一种深井矿山通风系统风机远程集中控制系统，包括管理操作层、网络传输层、核心控制层和现场设备层；管理操作层包括地表集控室上位机和井下集控室上位机；核心控制层包括PLC控制系统，PLC控制系统与网络传输层连接；现场设备层包括现场检测传感器、风机变频调速控制柜、现场手动启停操作箱和风机，并通过PLC控制系统控制。本发明采用了PC+PLC控制架构，具有现场操作箱手动、现场PLC人机界面控制和地表（井下）集中控制3种控制模式，分别满足了风机检修维护、网络异常应急和正常运行的不同需求，实现了全矿风机的远程集中自动控制和井下现场无人值守，提高了矿山装备系统的自动化、信息化和智能化水平。

技术领域

本发明涉及矿山通风设备领域，具体是一种深井矿山通风系统风机远程集中控制系统。

背景技术

通风系统作为矿山安全生产的“八大系统”之一，对矿山的安全生产有极其重要的作用，而深井矿山由于生产、开拓系统更为复杂，通风系统多采用多级机站进风、地表主扇集中回风的压抽混合式通风方式，全矿通风系统呈对角式结构，有7个进风处2个回风处，通风区域涉及5条竖井，4个中段，3个副中段，3个分段和1条主斜坡道。通风机站包括8台“DK40”系列对旋风机，3套K45系列的空气幕。一级机站5个，设在井下各主要通风平巷内，主要作用为分配风量和增加通风动能；二级机站3个，起引导风流和克服回风侧通风阻力的作用；井下3组空气幕，用于局部风流和风量调节，提高通风效果。各风机参数如表1所示。

在实际使用中，上述现有通风系统存在以下问题：1、由于风机数量多，安装位置涉及多个分段和中段、主斜坡道和地表，间距较远，且建设时间跨度大，系统技术水平参差不齐，自动化、信息化程度较低，无法实现自动和远程集中控制；2、风机检测手段不完善，系统风压、风速、电机电流、电枢温度和电机振动等系统重要技术参数没有实现在线监测，只能依靠各风机站岗位人员定时现场巡检获得，劳动生产率低；3、没有建立系统运行数据库和故障诊断系统，维修不便；4、无法在10min分钟内实现系统反风，不符合《金属非金属矿山安全规程》的要求。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有矿山通风系统存在的上述问题，提供一种深井矿山通风系统风机远程集中控制系统，实现矿山通风机站多台风机的远程自动控制。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种深井矿山通风系统风机远程集中控制系统，包括管理操作层、网络传输层、核心控制层和现场设备层；

所述管理操作层包括地表集控室上位机和井下集控室上位机；

所述网络传输层包括控制主干环型网络，该网络由网络交换机和通讯光纤组成，所述地表集控室上位机和井下集控室上位机通过网络交换机和光纤与控制主干环型网络连接；

所述核心控制层包括各中段风机站PLC控制系统，各中段风机站PLC控制系统通过光纤与网络传输层网络交换机连接；

所述现场设备层包括现场检测传感器、风机变频调速控制柜、现场手动启停操作箱和风机，所述各中段风机站PLC控制系统分别与风机变频调速控制柜、现场检测传感器和风机电连接，风机变频调速控制柜与现场手动启停操作箱电连接。

作为本发明技术方案的进一步优选，所述现场检测传感器包括风速传感器、风压传感器、温度传感器、振动检测传感器和抱闸开合状态检测开关。

进一步地，所述抱闸开合状态检测开关包括抱闸开闸到位检测开关和制动到位检测开关。

进一步地，所述各中段风机站PLC控制系统包括各中段风机站接入交换机、PLC控制器和人机界面。