一种煤矿局部通风机智能监控系统

1.本发明涉及通风机技术领域，特别是涉及一种煤矿局部通风机智能监控系统。


背景技术：

2.在智能化时代大背景下，煤矿产业向着少人无人安全绿色高效方向发展，其中智慧矿山建设的提出，加速了煤矿产业的变革。局部通风机的智能化监控受到了行业高度重视，目前，局部通风机仍以人工手动调控为主，并且存在“一风吹”问题，造成资源浪费。对于局部通风机与井下环境监测限于视频监测等简单手段，无法及时发现内部问题。


技术实现要素：

3.本发明目的是提供一种煤矿局部通风机智能监控系统。
4.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
5.一种煤矿局部通风机智能监控系统，包括地面调度室、井下监控分站、控制柜、局部通风机、传感器，所述地面调度室包括工业计算机和备用电源；所述控制柜连接进线开关、双电源开关、plc、变频器；所述传感器包括风压传感器、风速传感器、风筒状态传感器，瓦斯浓度传感器、一氧化碳浓度传感器、二氧化碳浓度传感器、温度传感器，所述风压传感器、风速传感器和风筒状态传感器、温度传感器安装在局部通风机上用于采集局部通风机的风压、风速、风筒状态和温度参数；瓦斯浓度传感器、一氧化碳浓度传感器、二氧化碳浓度传感器安装在井下工作面中用于采集井下工作面瓦斯浓度、co浓度、co2浓度信息；传感器连接井下监控分站，井下监控分站通过通讯网络连接到地面调度室的工业计算机，工业计算机读取数据库信息，后经处理、分析在监控界面进行实时显示、实时监控和实时预警，同时通过通讯网络连接井下监控分站，井下监控分站连接井下控制柜，控制柜通过plc连接局部通风机。
6.地面调度室用于局部通风机远程参数的显示，运行参数设置，数据处理、查询，远程起停、变频调速与故障复位。
7.传感器用于检测局部通风机和井下环境信息，包括风压、风速、风筒状态传感器、温度传感器，瓦斯浓度、一氧化碳浓度、二氧化碳浓度。
8.变频器连接局部通风机，用于调节局部通风机频速。
9.井下监控分站用于实时检测井下局部通风机的运行状况和运行参数，用于经通讯网络和地面工业计算机进行通信。
10.本发明利用传感器采集局部通风机、井下环境信息并传输到地面，在地面进行风机实时监控。本发明利用传感检测方法及计算机技术进行局部通风机、井下环境实时监测，利用远程控制技术进行局部通风机实时调控，系统具有“远程监控、实时预警、人机双控、按需供风、防灾减灾”的功能，本发明解决了长期以来以人工手动操控、维护通风机的难题，实现了通风机实时远程监控与变频调速，保证了井下风量供给，提升了矿井安全。
附图说明
11.图1局部通风机智能监控系统组成图。
12.图2局部通风机智能监控系统原理图
具体实施方式
13.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
14.本发明旨在提供一种煤矿局部通风机智能监控系统，解决长期以来以人工手动操控、维护通风机的难题，实现了通风机实时远程监控，提升了矿井安全。
15.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
16.实施例
17.如附图1所示，一种煤矿局部通风机智能监控系统，包括地面调度室1、井下监控分站2、控制柜3、局部通风机4、传感器5，所述地面调度室包括工业计算机6和备用电源7；所述控制柜3连接进线开关8、双电源开关9、plc 10、变频器11；所述传感器5包括风压传感器12、风速传感器13、风筒状态传感器14，瓦斯浓度传感器15、一氧化碳浓度传感器16、二氧化碳浓度传感器17、温度传感器18，所述风压传感器12、风速传感器13和风筒状态传感器14、温度传感器18安装在局部通风机4上用于采集局部通风机的风压、风速、风筒状态和温度参数；瓦斯浓度传感器15、一氧化碳浓度传感器16、二氧化碳浓度传感器17安装在井下工作面中用于采集井下工作面瓦斯浓度、co浓度、co2浓度信息；
18.传感器5连接井下监控分站2，井下监控分站2通过通讯网络连接到地面调度室1的工业计算机6，工业计算机6读取数据库信息，后经处理、分析在监控界面进行实时显示、实时监控和实时预警，同时通过通讯网络连接井下监控分站2，井下监控分站连接井下控制柜3，控制柜3通过plc10连接局部通风机4。
19.地面调度室1用于局部通风机4远程参数的显示，运行参数设置，数据处理、查询，远程起停、变频调速与故障复位。传感器5用于检测局部通风机和井下环境信息，包括风压、风速、风筒状态传感器、温度传感器，瓦斯浓度、一氧化碳浓度、二氧化碳浓度。plc10用于给局部通风机发送控制指令；变频器11安装在plc10和通风机4上的电机之间，控制指令通过plc10发送至变频器11，再由变频器11发送给电机，由此调节电机转速进而调节通风机频速。变频器11连接局部通风机4，用于调节局部通风机转速，起到节能的目的同时具有过流、过压、过载保护等作用。井下监控分站2用于实时检测井下局部通风机4的运行状况和运行参数，用于经通讯网络和地面工业计算机6进行通信。
20.所述远程监控通过以下过程实现，见图1：
21.首先传感器采集局部通风机和井下环境信息汇总于井下监控分站，并将汇总的传感器信息经解算保存在数据库中，借助通讯网络传输到地面调度室的工业计算机，工业计算机读取数据库信息，后经处理、分析在监控界面进行实时显示，工作人员通过监控界面查看实时数据，远程监控井下工作面环境和设备的状态。
22.所述远程监控数据包括瓦斯浓度、co浓度、co2浓度和局部通风机的风压、风速、风筒状态、温度。
23.所述实时预警、人机双控、按需通风通过以下过程实现，见图1：
24.当井下瓦斯浓度、co浓度、co2浓度超出限定值时，控制系统可自动发送控制指令调节通风机的风速；当井下工作面环境或通风机发生复杂异常状况，传感器5采集到异常数据传输至地面调度室1的工业计算机，监控系统可自动识别异常数据并发出预警信号，同时工作人员根据监控界面显示的信息，经通讯网络发送控制指令给井下控制柜，通过plc作用于通风机，最终根据控制指令调节通风机的转速和风量，实现局部通风机的自动控制和人为干预即人机双控。
25.文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。


技术特征：
1.一种煤矿局部通风机智能监控系统，包括地面调度室(1)、井下监控分站(2)、控制柜(3)、局部通风机(4)、传感器(5)，其特征在于：所述地面调度室包括工业计算机(6)和备用电源(7)；所述控制柜(3)连接进线开关(8)、双电源开关(9)、plc(10)、变频器(11)；所述传感器(5)包括风压传感器(12)、风速传感器(13)、风筒状态传感器(14)，瓦斯浓度传感器(15)、一氧化碳浓度传感器(16)、二氧化碳浓度传感器(17)、温度传感器(18)，所述风压传感器(12)、风速传感器(13)和风筒状态传感器(14)、温度传感器(18)安装在局部通风机(4)上用于采集局部通风机的风压、风速、风筒状态和温度参数；瓦斯浓度传感器(15)、一氧化碳浓度传感器(16)、二氧化碳浓度传感器(17)安装在井下工作面中用于采集井下工作面瓦斯浓度、co浓度、co2浓度信息；传感器(5)连接井下监控分站(2)，井下监控分站(2)通过通讯网络连接到地面调度室(1)的工业计算机(6)，工业计算机(6)读取数据库信息，后经处理、分析在监控界面进行实时显示、实时监控和实时预警，同时通过通讯网络连接井下监控分站(2)，井下监控分站连接井下控制柜(3)，控制柜(3)通过plc(10)连接局部通风机(4)。2.如权利要求1所述的一种煤矿局部通风机智能监控系统，其特征在于：地面调度室(1)用于局部通风机(4)远程参数的显示，运行参数设置，数据处理、查询，远程起停、变频调速与故障复位。3.如权利要求1所述的一种煤矿局部通风机智能监控系统，其特征在于：传感器(5)用于检测局部通风机和井下环境信息，包括风压、风速、风筒状态传感器、温度传感器，瓦斯浓度、一氧化碳浓度、二氧化碳浓度。4.如权利要求1所述的一种煤矿局部通风机智能监控系统，其特征在于：变频器(11)连接局部通风机(4)，用于调节局部通风机转速。5.如权利要求1所述的一种煤矿局部通风机智能监控系统，其特征在于：井下监控分站(2)用于实时检测井下局部通风机(4)的运行状况和运行参数，用于经通讯网络和地面工业计算机(6)进行通信。

技术总结
本发明公开了一种煤矿局部通风机智能监控系统，涉及通风机技术领域。所述系统包括：地面调度室、井下监控分站、控制柜、局部通风机、传感器，本发明利用传感器检测局部通风机状态和井下环境信息，经通讯网络将检测的信息传输到地面调度室与井下监控分站，并在监控界面实时显示局部通风机状态、控制柜电气参数、井下环境信息，根据监控信息实时调整风机运行参数，保证井下通风安全。系统具有“远程监控、实时预警、人机双控、按需供风、防灾减灾”的功能，本发明解决了长期以来以人工手动操控、维护通风机的难题，实现了通风机实时远程监控，提升了矿井安全。了矿井安全。了矿井安全。


技术研发人员：宋金全 张旭辉 郭文芳 薛旭升 王敏 万翔 卫青龙 李博
受保护的技术使用者：西安科技大学
技术研发日：2021.11.26
技术公布日：2022/3/8