1.主要設(shè)計依據(jù)

2016版《煤礦安全規(guī)程》

2020版《煤礦安全生產(chǎn)標準化管理體系基本要求及評分辦法》(試行)

AQ1013-2005《煤礦在用空氣壓縮機安全檢測檢驗規(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安全檢驗規(guī)范》

IEC標準（國際電工委員會）

MT209  煤礦通信、檢測、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)自動化儀表工程施工及驗收規(guī)范》

GB5005-93《通用電設(shè)備配電設(shè)計規(guī)范》

GB3836.1-83《爆炸性環(huán)境用防爆電氣通用要求》

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

GB/T3729-1992《遠程終端通用技術(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.簡介

現(xiàn)有的空壓機是風鉆、噴漿機、井上下操車設(shè)備等各種氣動設(shè)備的動力源，這些空壓機的主電機電源均為動力設(shè)備，冷卻方式采用油循環(huán)裝置，空壓機均采用本地單機獨立控制，現(xiàn)場設(shè)備控制分散，無統(tǒng)一的設(shè)備操作及監(jiān)控平臺，設(shè)備運行監(jiān)控存在一定的隱患。本系統(tǒng)可實現(xiàn)空壓機無人值守控制，能夠不間斷的進行設(shè)備運行狀況監(jiān)視，具有超限控制、報警、控制等功能，且能實現(xiàn)自動值守聯(lián)動控制，提高了空壓機的自動化程度，保障其安全可靠運行，對礦山空壓機系統(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，實時獲取當前設(shè)備的運行參數(shù)，包括溫度、壓力、振動等數(shù)據(jù)，監(jiān)控數(shù)據(jù)在監(jiān)控分站實時顯示，同時監(jiān)控分站也具有超限聲光報警及遠程指令執(zhí)行功能，當不需要遠程監(jiān)控時，可作為獨立的監(jiān)控裝置使用。

遠程監(jiān)控服務(wù)器是遠程數(shù)據(jù)集中控制中心，采用萬點并發(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)的運行數(shù)據(jù)，并存儲監(jiān)控數(shù)據(jù)，具有的曲線顯示和數(shù)據(jù)歷史記錄，可以為空壓機的運行狀態(tài)進行動態(tài)分析，及時發(fā)現(xiàn)故障隱患，避免嚴重故障的發(fā)生。

4. 監(jiān)控對象及主要功能

4.1 監(jiān)控對象

系統(tǒng)在線監(jiān)測多臺空壓機的運行狀態(tài)，包括工作壓力（包括空壓機排氣壓力、風包壓力、冷卻油壓力）、溫度（包括風包溫度）以及其他電氣參數(shù)（包括電機電流、電壓、功率、電量等），油壓（包括潤滑油路、過濾器等）、油位、有害氣體含量、外部環(huán)境煙霧報警等，可控制多臺空壓機的遠程啟動和停止。

4.2 主要功能

（1）聯(lián)動控制

實現(xiàn)多臺空壓機的自動聯(lián)動控制，按程序自動執(zhí)行啟停。在無人值守模式下，系統(tǒng)可以按現(xiàn)場壓力需求自動啟停一臺或多臺空壓機，完成空壓機的自動運行控制，實現(xiàn)空壓機自動輪值、自動按需啟停功能。

（2）設(shè)備的循環(huán)運行，延長使用壽命

空壓機即不可以長期運行造成設(shè)備疲勞，但也不能夠長期不運行造成設(shè)備銹蝕，這就需要對設(shè)備進行循環(huán)運行，達到均勻磨損的目的。本系統(tǒng)可監(jiān)測空壓機的運行時間，自動控制空壓機的循環(huán)運行，最大程度延長空壓機的使用壽命。

（3）保護及故障報警

實現(xiàn)排氣溫度、潤滑油壓力不夠、過載停機、電源逆相、缺相保護、超過最大工作壓力、油過濾器堵塞報警等，系統(tǒng)自動根據(jù)報警的設(shè)備和部位作出相應(yīng)的處理，監(jiān)控主機同時發(fā)出相應(yīng)的文字及聲光報警，系統(tǒng)自動顯示、記錄報警性質(zhì)、報警點及發(fā)生報警的時間。

系統(tǒng)還具有儲氣罐（風包）溫度及壓力監(jiān)測及保護，當出現(xiàn)風包溫度異常及壓力超高時，立即停止空壓機運行并報警，避免超壓超溫導致儲氣罐爆炸事故的發(fā)生。

（4）電力監(jiān)控

上位機與高壓配電柜進行modbus通訊，上位機通過數(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)在上位機監(jiān)視和記錄。

（5）系統(tǒng)可按需進行 “無人值守”、“遠程啟停”、“現(xiàn)場手動”等操作方式。

（6）空壓機振動監(jiān)測

      配置空壓機振動傳感器，當空壓機運行時，實時檢測空壓機電機及泵頭的振動參數(shù)，當振動量超過設(shè)置的報警值時，自動給出報警信息，當振動量超過停機限值時，立即停止空壓機的運行。

（7）專利技術(shù)實時監(jiān)測潤滑油工作狀態(tài)，徹底避免由于潤滑油路異常導致的潤滑油結(jié)焦、機頭抱死情況的發(fā)生。

（8）自動報表生成功能

     上位機監(jiān)控軟件具有數(shù)據(jù)分析功能，自動生成運行數(shù)據(jù)報表，為運行狀態(tài)分析提供依據(jù)，當出現(xiàn)故障時，為故障原因分析提供依據(jù)。

（9）視頻對講

      現(xiàn)場安裝具有拾音功能視頻監(jiān)控，可在總控室直接與現(xiàn)場人員實現(xiàn)對講功能

（10）有害氣體監(jiān)測

      實現(xiàn)空壓機排氣有害成分實時監(jiān)測，相關(guān)有害氣體如CO等超過報警值時，自動報警并停機

（11）煙感報警

      將煙感接入系統(tǒng)，實現(xiàn)現(xiàn)場意外事故產(chǎn)生煙霧時，報警功能

5. 硬件設(shè)置

配置多臺監(jiān)控分站，用于數(shù)據(jù)采集和現(xiàn)場控制，并具有參數(shù)顯示功能及現(xiàn)場操作功能。配置集中控制站作為現(xiàn)場控制主站，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)場控制站和空壓機就地控制主機做系統(tǒng)主要分布式控制與集中控制。系統(tǒng)配置一臺高性能工控機作為遠程上位機，安裝運行專用組態(tài)軟件。集中控制主站與上位機采用高速網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議進行高速數(shù)據(jù)通訊，當通訊距離超過100米時，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系統(tǒng)鏈接，在空壓機站集中控制站和調(diào)度室的上位機上實現(xiàn)遠程集中監(jiān)控。

6. 功能描述

6.1 潤滑油斷油保護功能：

    無需改動空壓機管路、無需管路打孔焊接，即可快速安裝斷油傳感器。

通過實時監(jiān)測潤滑油壓的變化，動態(tài)分析空壓機油潤滑狀態(tài)，當出現(xiàn)油濾堵塞、缺油、斷油等異常情況時，油壓異常超過設(shè)定值時，可自動停止空壓機運行，避免機頭抱死等嚴重故障的發(fā)生。

油濾監(jiān)測提醒功能，當油濾出現(xiàn)堵塞及油濾到期時，及時提醒更換油濾，當油濾堵塞時，立即停機并報警。

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行相互通訊，采集空壓機的運行時間和空壓機運行參數(shù)。根據(jù)監(jiān)測儲氣罐壓力，與正常用風壓力進行比較，自動啟停一臺或多臺空壓機。啟動失敗或者正在運行的空壓機出現(xiàn)故障報警、強制停機后，會自動切換到停機等待時間最長的空壓機，并控制自動啟動，投入運行。保證總管路壓力符合正常用風壓力，同時可根據(jù)設(shè)定的自動輪值時間，自動切換運行的空壓機，使多臺空壓機平衡運行，確保各空壓機均衡損耗，維保時間基本同步。通過PLC系統(tǒng)的模糊運算，合理啟動空壓機的臺數(shù)及啟動時機，避免空壓機長時間卸載空轉(zhuǎn)，以及空壓機的短時間頻繁啟動，做到最大節(jié)能控制，降低運行能耗，實現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。

6.3空壓機電機振動監(jiān)測功能

  實時監(jiān)測空壓機電機振動量，當振動量超過設(shè)定的報警值時，自動報警并停機，避免由于軸承異常、潤滑不良、進氣異物等故障隱患導致嚴重故障發(fā)生。

6.4電動機主軸承溫度監(jiān)測功能

   當檢測到軸承溫度超過設(shè)定的報警值時，立即顯示報警信息，當軸承溫度超過設(shè)定的停止閾值時，立即停機保護，避免嚴重問題發(fā)生。

6.5有毒有害氣體監(jiān)測功能（選配）

  實時監(jiān)測空壓機房內(nèi)有毒有害、易燃易爆氣體的含量，當出現(xiàn)環(huán)境氣體出現(xiàn)異常時，立即報警，提醒值班人員注意，避免有毒有害氣體進入壓縮空氣內(nèi)，對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電力數(shù)據(jù)，當急停狀況發(fā)生時，就地站將報警型號發(fā)送至上位機，上位機接收到報警信息后，發(fā)出語音報警，并通過modbus通訊向高壓配電柜斷電停機指令，空壓機停機。

6.7自動排污排水功能

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

7.空壓機改造

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

7.2預留有485通訊接口的空壓機控制器，需要原有數(shù)據(jù)通訊協(xié)議的協(xié)議格式文本，實現(xiàn)遠程通訊控制。

8.關(guān)于安全檢測

本系統(tǒng)完全符合在用空壓機檢驗檢測標準，安裝本系統(tǒng)后，可直接通過安全檢測。無人值守功能在符合檢驗檢測標準的基礎(chǔ)上，增加多項實用功能，實現(xiàn)空壓機自動輪值工作，減少空壓機房值班人數(shù)及巡視次數(shù)，并有效提高空壓機運行安全。通過優(yōu)化的自動輪值啟停控制功能，優(yōu)化啟?？諌簷C臺數(shù)，避免空壓機長時間空轉(zhuǎn)，避免空壓機頻繁啟停等。使空壓機站群系統(tǒng)達到最大程度的節(jié)能運行。