一种煤矿空压机组控制系统的制作方法

1.本实用新型涉及煤矿安全生产领域空压机房自动控制系统领域，特别涉及了一种煤矿空压机组控制系统。


背景技术：

2.煤矿地面空压机房为煤矿井下风动设备包括风镐、风动钻机等提供稳定气源以保障井下生产用风，此外还为井下压风自救系统供气。目前，煤矿空压机房通常采用全天24小时人工值守作业以保障压风系统正常运转，操作工需要根据空压机操作规程手动操作空压机启动和停机，每小时巡检设备运行状况并记录设备运行数据。少数煤矿企业初步实现了煤矿空压机房的自动化系统建设，在机房和调度室实现空压机的启动和停止操作功能，在一定程度上降低了操作工劳动强度，但存在空压机运行状态监测不全面、仍然需要手动操作控制空压机启动和停止等缺点，无法实现空压机房无人值守作业。煤矿空压机房存在噪声大、温度高的问题，值班工人长时间在机房工作不利于身心健康；人工控制空压机运行，导致空压机运行时间不均衡，存在空压机运行过久或运行时间较短等问题，不利于设备维修并存在安全隐患；现有空压机控制系统通常仅能实现本地和调度室手动控制功能，监测排气温度、排气压力以及运行时间等参数，不能实现全方位监测空压机运行参数无法实现空压机无人值守作业。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是为了克服上述问题，特提供了一种煤矿空压机组控制系统。
4.本实用新型提供了一种煤矿空压机组控制系统，其特征在于：所述的煤矿空压机组控制系统，包括空压机控制与操作台、电机振动传感器、电机轴温传感器、储气罐温度传感器、储气罐温度传感器、管道流量传感器、监控枪机、交换机、工控机主和工控机备；
5.空压机控制与操作台包括plc控制器、485通讯模块、模拟量输入模块、隔离变压器、24v开关电源、12v开关电源、交换机以及触摸屏；
6.3台空压机控制器485通讯端子通过屏蔽双绞线和空压机控制与操作台1485通讯模块连接组成通讯网络，空压机控制与操作台内部plc控制器作为modbus通讯主站而3台空压机作为modbus通讯从站，plc控制器采用轮询方式实现读取空压机运行参数包括运行时间、加载时间、电压、电流、排气压力、排气温度、状态字以及故障字等全部运行参数，发送控制字实现对空压机启动和停机控制，启动和停止控制字可以由触摸屏、工控机或者自动控制模块发出。
7.用于测量电机垂直振动和水平振动的电机振动传感器安装在电机轴承座顶部和左侧面，用于测量电机轴承温度电机温度传感器安装在电机轴承座右侧面；用于测量储气罐温度和压力的储气罐温度传感器和储气罐温度传感器安装在从储气罐侧面引出的测量管路上，用于测量管道输气总流量的管道流量传感器安装在3台储气罐汇总向井下输送气体总管路上，上述传感器均由24v开关电源供电，输出信号均为4-20ma标准电流信号，通过
信号电缆接入模拟量输入模块。
8.监控枪机分别安装在机房值班室、空压机组以及配电室，用于监控空压机控制与操作台、空压机组以及配电室低压配电柜工作状态，便于调度室值班人员实时查看空压机房运行视频。监控枪机由12v开关电源供电，通过网线接入空压机控制与操作台内部交换机。
9.空压机控制与操作台1内交换机1通过千兆光纤与调度室交换机连接实现数据通信，调度室交换机通过网线分别连接2台工控机，2台工控机运行组态软件为多主模式，均能实时监测空压机运行状态和控制空压机启动和停止。
10.控制系统具有完备的报警和故障保护功能，控制系统通过触摸屏108和工控机组态软件实时显示空压机故障字。此外，当储气罐温度超过75℃发出超温预警、超过85℃直接停机保护；当储气罐压力超过0.7mpa发出超压预警、超过0.8mpa直接停机保护；当电机水平振动或者垂直大于2.8mm/s发出振动超限预警；当电机轴温超过85℃发出超温预警。
11.控制系统具有手动和自动两种控制模式，空压机组处于自动运行模式检修班时用风需求量相对较小1台运行2台备用，生产班用风量需求量较大2台运行1台备用，始终控制汽包压力维持在0.6-0.65mpa之间，并且每小时自动轮流切换空压机确保3台空压机均衡工作，有利于空压机维修保养。
12.本实用新型的优点：
13.本实用新型所述的煤矿空压机组控制系统，具有空压机运行状态全方位监测、本地和远程启动停机控制、视频监控以及数据存储等功能，具有手动和自动两种控制模式，系统处于自动运行模式时空压机组根据设定好的程序自动运行实现空压机无人值守作业。
附图说明
14.下面结合附图及实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：
15.图1为煤矿空压机组控制系统示意图；
16.图2为煤矿空压机组控制系统侧视图；
17.图3为电气元件布置图；
18.图4为模块示意图；
19.图中，1为空压机控制与操作台，101为交换机、102为12v开关电源、103为485通讯模块、104为plc控制器、105为模拟量输入模块、106为24v开关电源、107为隔离变压器、108为触摸屏，20为柜门、21为电脑主机存放间、22为触摸屏安装板、23位电气件安装板。
具体实施方式
20.实施例1
21.本实用新型提供了一种煤矿空压机组控制系统，其特征在于：所述的煤矿空压机组控制系统，包括空压机控制与操作台、电机振动传感器、电机轴温传感器、储气罐温度传感器、储气罐温度传感器、管道流量传感器、监控枪机、交换机、工控机主和工控机备；
22.空压机控制与操作台包括plc控制器、485通讯模块、模拟量输入模块、隔离变压器、24v开关电源、12v开关电源、交换机以及触摸屏；
23.3台空压机控制器485通讯端子通过屏蔽双绞线和空压机控制与操作台1485通讯
模块连接组成通讯网络，空压机控制与操作台内部plc控制器作为modbus通讯主站而3台空压机作为modbus通讯从站，plc控制器采用轮询方式实现读取空压机运行参数包括运行时间、加载时间、电压、电流、排气压力、排气温度、状态字以及故障字等全部运行参数，发送控制字实现对空压机启动和停机控制，启动和停止控制字可以由触摸屏、工控机或者自动控制模块发出。
24.用于测量电机垂直振动和水平振动的电机振动传感器安装在电机轴承座顶部和左侧面，用于测量电机轴承温度电机温度传感器安装在电机轴承座右侧面；用于测量储气罐温度和压力的储气罐温度传感器和储气罐温度传感器安装在从储气罐侧面引出的测量管路上，用于测量管道输气总流量的管道流量传感器安装在3台储气罐汇总向井下输送气体总管路上，上述传感器均由24v开关电源供电，输出信号均为4-20ma标准电流信号，通过信号电缆接入模拟量输入模块。
25.监控枪机分别安装在机房值班室、空压机组以及配电室，用于监控空压机控制与操作台、空压机组以及配电室低压配电柜工作状态，便于调度室值班人员实时查看空压机房运行视频。监控枪机由12v开关电源供电，通过网线接入空压机控制与操作台内部交换机。
26.空压机控制与操作台1内交换机1通过千兆光纤与调度室交换机连接实现数据通信，调度室交换机通过网线分别连接2台工控机，2台工控机运行组态软件为多主模式，均能实时监测空压机运行状态和控制空压机启动和停止。
27.控制系统具有完备的报警和故障保护功能，控制系统通过触摸屏108和工控机组态软件实时显示空压机故障字。此外，当储气罐温度超过75℃发出超温预警、超过85℃直接停机保护；当储气罐压力超过0.7mpa发出超压预警、超过0.8mpa直接停机保护；当电机水平振动或者垂直大于2.8mm/s发出振动超限预警；当电机轴温超过85℃发出超温预警。
28.控制系统具有手动和自动两种控制模式，空压机组处于自动运行模式检修班时用风需求量相对较小1台运行2台备用，生产班用风量需求量较大2台运行1台备用，始终控制汽包压力维持在0.6-0.65mpa之间，并且每小时自动轮流切换空压机确保3台空压机均衡工作，有利于空压机维修保养。
29.实施例2
30.本实用新型提供了一种煤矿空压机组控制系统，其特征在于：所述的煤矿空压机组控制系统，包括空压机控制与操作台、电机振动传感器、电机轴温传感器、储气罐温度传感器、储气罐温度传感器、管道流量传感器、监控枪机、交换机、工控机主和工控机备；
31.空压机控制与操作台包括plc控制器、485通讯模块、模拟量输入模块、隔离变压器、24v开关电源、12v开关电源、交换机以及触摸屏；
32.3台空压机控制器485通讯端子通过屏蔽双绞线和空压机控制与操作台1485通讯模块连接组成通讯网络，空压机控制与操作台内部plc控制器作为modbus通讯主站而3台空压机作为modbus通讯从站，plc控制器采用轮询方式实现读取空压机运行参数包括运行时间、加载时间、电压、电流、排气压力、排气温度、状态字以及故障字等全部运行参数，发送控制字实现对空压机启动和停机控制，启动和停止控制字可以由触摸屏、工控机或者自动控制模块发出。
33.用于测量电机垂直振动和水平振动的电机振动传感器安装在电机轴承座顶部和
左侧面，用于测量电机轴承温度电机温度传感器安装在电机轴承座右侧面；用于测量储气罐温度和压力的储气罐温度传感器和储气罐温度传感器安装在从储气罐侧面引出的测量管路上，用于测量管道输气总流量的管道流量传感器安装在3台储气罐汇总向井下输送气体总管路上，上述传感器均由24v开关电源供电，输出信号均为4-20ma标准电流信号，通过信号电缆接入模拟量输入模块。
34.控制系统具有完备的报警和故障保护功能，控制系统通过触摸屏108和工控机组态软件实时显示空压机故障字。此外，当储气罐温度超过75℃发出超温预警、超过85℃直接停机保护；当储气罐压力超过0.7mpa发出超压预警、超过0.8mpa直接停机保护；当电机水平振动或者垂直大于2.8mm/s发出振动超限预警；当电机轴温超过85℃发出超温预警。
35.控制系统具有手动和自动两种控制模式，空压机组处于自动运行模式检修班时用风需求量相对较小1台运行2台备用，生产班用风量需求量较大2台运行1台备用，始终控制汽包压力维持在0.6-0.65mpa之间，并且每小时自动轮流切换空压机确保3台空压机均衡工作，有利于空压机维修保养。
36.实施例3
37.本实用新型提供了一种煤矿空压机组控制系统，其特征在于：所述的煤矿空压机组控制系统，包括空压机控制与操作台、电机振动传感器、电机轴温传感器、储气罐温度传感器、储气罐温度传感器、管道流量传感器、监控枪机、交换机、工控机主和工控机备；
38.空压机控制与操作台包括plc控制器、485通讯模块、模拟量输入模块、隔离变压器、24v开关电源、12v开关电源、交换机以及触摸屏；
39.3台空压机控制器485通讯端子通过屏蔽双绞线和空压机控制与操作台1485通讯模块连接组成通讯网络，空压机控制与操作台内部plc控制器作为modbus通讯主站而3台空压机作为modbus通讯从站，plc控制器采用轮询方式实现读取空压机运行参数包括运行时间、加载时间、电压、电流、排气压力、排气温度、状态字以及故障字等全部运行参数，发送控制字实现对空压机启动和停机控制，启动和停止控制字可以由触摸屏、工控机或者自动控制模块发出。
40.空压机控制与操作台1内交换机1通过千兆光纤与调度室交换机连接实现数据通信，调度室交换机通过网线分别连接2台工控机，2台工控机运行组态软件为多主模式，均能实时监测空压机运行状态和控制空压机启动和停止。
41.控制系统具有完备的报警和故障保护功能，控制系统通过触摸屏108和工控机组态软件实时显示空压机故障字。此外，当储气罐温度超过75℃发出超温预警、超过85℃直接停机保护；当储气罐压力超过0.7mpa发出超压预警、超过0.8mpa直接停机保护；当电机水平振动或者垂直大于2.8mm/s发出振动超限预警；当电机轴温超过85℃发出超温预警。
42.控制系统具有手动和自动两种控制模式，空压机组处于自动运行模式检修班时用风需求量相对较小1台运行2台备用，生产班用风量需求量较大2台运行1台备用，始终控制汽包压力维持在0.6-0.65mpa之间，并且每小时自动轮流切换空压机确保3台空压机均衡工作，有利于空压机维修保养。