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摘 要：矿井主通风机主要担负着整个矿井或矿井某一区域的通风任务，由于主通风机需要保持长期持续的运转状态，如果出现问题直接影响煤矿的安全，所以，必须通过对风机、温度、振动参数等各种参数采集与监测以达到控制风机正常运转的目的，主要包括根据实际情况对风机的选型、温度传感器的选择、风量的监测方法和风机振动情况的监测等。
关键词：风机 参数 监测
中图分类号：TD635 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）06（a）-0089-02
1 矿井通风系统的基本构成
该系统的主通风机有两台，它们之间没有主次之分，两台通风机轮流使用，这样就能够保证一旦主通风机出现故障时，这个通风机系统不至于瘫痪，既能使设备得到及时的保养，又能使系统可靠运行，这种结构就是双冗余结构。风压、温度、瓦斯浓度等数据是该系统控制的重要依据。
该系统主要由两部分构成，即上位机系统和下位机系统。西门子公司WinCC组态软件是上位机系统的控制软件。西门子s7-300作为下位机的处理核心，负责完成各种任务，如数据采集、数据输出和控制算法等，适用于大量的信息处理和高实时性的煤矿通风机监控系统。其中有4个变频器，主要作用是接受指令，调节风机旋转频率，达到控制目的；6个EM277扩展模块，主要作用是将数字量转化为模拟量的模拟量输入模块；两个风压传感器，主要作用是测量矿井下风量的大小；两个温度传感器，主要作用是测量电机的轴承温度和整个运行环境的温度；两个瓦斯传感器，监测巷道内的瓦斯浓度。
2 矿井主通风机的选择
2.1 按气体流动方向的不同，通风机的分类
（1）离心式风机：空气流入风机叶轮，离心力使其被轴向压缩，然后径向流动。
（2）轴流式风机：气体沿着主承轴进入到叶片通道，在旋转的过程中，形成圆柱形的气流，气体在其上面流动。
（3）混流式风机：气体在进入叶道时，不与主轴平行，而是有一定角度，这样在旋转式就形成锥形气流。
（4）横流式风机：气体以垂直于主轴的方向进入叶道，旋转时气体受到叶片作用产生压力。
对于我国的大中型矿井来说，采用较多的还是轴流式通风机，主要是原因是该系列风机具有结构简单，稳固可靠、噪声小和功能选择范围广等特点。
2.2 对旋式轴流风机具有的优缺点为：
（1）传动的效率十分高。
（2）对旋轴流式风机最高压力点值较高。
（3）静压力的效率高。
（4）对旋式轴流风机能够逆向送风。
2.3 矿井主通风机的有关参数的计算和处理
2.3.1 风量
通风机风量就是在单位时间内，气体流入通风机的体积。
2.3.2 风压
在通风机系统中，风压就是单位体积内，空气所具有的势能。风压可分为全压、动压和静压。
2.4 风机的特性曲线
随着通风机内气体流量的变化，通风的效率、风压和轴功率也发生变化，它们之间存在一定的关联。由此得到的曲线就是通风机的特性曲线（图1）。
3 矿井主通风机主要传感器的选择
能够确保煤矿生产一直处于一个安全稳定的条件下，即风机运行过程中的，必须实时监测，主要包括风机的后轴承温度、负压的大小、风速的大小等。
3.1 温度传感器
在整个煤矿通风机监测系统中，对温度的监测是其中一项参数指标。铂热电阻是热电阻中应用比较广泛的，它在复杂环境下和高温状态下工作稳定，铂热电阻制成标准温度的基准仪，其温度测量区间在-200 ℃～+600 ℃。Ptl00是该系统选用的温度传感器。
通风机电机运行时的轴承温度，它的实时数据也是必须采集的一种参数。整个温度数据采集的过程，先由温度传感器测量温度，将采集来的数据转化成可传输的信号，经过信号整定，再将模拟量转化为数据量，最后传给PLC。
3.2 风机振动参数的测量
在风机运行过程中产生振动，如果振动轻微，不会对系统产生影响。但振动的幅度太大或者振动不规律，就可能造成风机停机或损坏。在测量振动时，要选取合理的测量量，如振动位移、振动加速度和振动速度等。
根据系统的要求，选取风机主轴承的振动速度作为反映测量振动参数好坏的依据。振动速度快则噪音大，振动速度慢则噪音小。在通风机监控系统中，对风机主轴承振动的测量，分为水平和垂直振动两种。
通过历史使用经验法可以知道，如果用振动位移作为测量参量，就应该使用电涡流式传感器；如果用振动速度作为测量参量，就应该使用速度式传感器；如果用振动加速度值作为测量参量，就应该使用加速度式传感器。
3.3 风机风量的测量
风量是监测通风机运行状况好坏的一个重要指标。要测量风量主要有两个途径，一个是通过风速来测量风量，另一个是通过测压管来测量风量。
3.3.1 风速监测风量
通过测量风速的大小来确定风量的大小，所以要得到风量的测量值，只要测量出风速的大小就可以了，这样就需要使用风速传感器。
在矿井中需要测量风速的地方主要有：通风机的井口、每一个巷道和各种风口等处。这些地方的风速大小都是通过GFWl5风速传感器测量出来的，最后通过这些测量数据来计算风量的大小，调整矿井通风机的运行状态，保证矿井的安全。
3.3.2 测压管监测风量
应用测压管监测风量，其原理是只要能够测出管内一点的动压值，根据下面的计算公式就能够算出这一点的风速。这是一种十分简便可行的方法。
计算公式如下：
4 結语
该文主要介绍了矿井主通风机的主要结构特点，通过对通风机性能特性的比较，选择了对旋式轴流通风机作为该系统的矿井主通风机。该文还详细了介绍了实时监测方法的特点和功能，分析了矿井主通风机的各种实时运行参数的监测方法，选取合理的传感器构成整个风机系统。
参考文献
[1] 安赛，林柏泉.主要通风机远程监测系统的设计[J].工矿自动化，2012（1）：4-7.
[2] 张红.热电偶测温系统误差剖析及处理对策[J].安徽工程科技学院学报：自然科学版，2010（2）：63-66.
关键词：风机 参数 监测
中图分类号：TD635 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）06（a）-0089-02
1 矿井通风系统的基本构成
该系统的主通风机有两台，它们之间没有主次之分，两台通风机轮流使用，这样就能够保证一旦主通风机出现故障时，这个通风机系统不至于瘫痪，既能使设备得到及时的保养，又能使系统可靠运行，这种结构就是双冗余结构。风压、温度、瓦斯浓度等数据是该系统控制的重要依据。
该系统主要由两部分构成，即上位机系统和下位机系统。西门子公司WinCC组态软件是上位机系统的控制软件。西门子s7-300作为下位机的处理核心，负责完成各种任务，如数据采集、数据输出和控制算法等，适用于大量的信息处理和高实时性的煤矿通风机监控系统。其中有4个变频器，主要作用是接受指令，调节风机旋转频率，达到控制目的；6个EM277扩展模块，主要作用是将数字量转化为模拟量的模拟量输入模块；两个风压传感器，主要作用是测量矿井下风量的大小；两个温度传感器，主要作用是测量电机的轴承温度和整个运行环境的温度；两个瓦斯传感器，监测巷道内的瓦斯浓度。
2 矿井主通风机的选择
2.1 按气体流动方向的不同，通风机的分类
（1）离心式风机：空气流入风机叶轮，离心力使其被轴向压缩，然后径向流动。
（2）轴流式风机：气体沿着主承轴进入到叶片通道，在旋转的过程中，形成圆柱形的气流，气体在其上面流动。
（3）混流式风机：气体在进入叶道时，不与主轴平行，而是有一定角度，这样在旋转式就形成锥形气流。
（4）横流式风机：气体以垂直于主轴的方向进入叶道，旋转时气体受到叶片作用产生压力。
对于我国的大中型矿井来说，采用较多的还是轴流式通风机，主要是原因是该系列风机具有结构简单，稳固可靠、噪声小和功能选择范围广等特点。
2.2 对旋式轴流风机具有的优缺点为：
（1）传动的效率十分高。
（2）对旋轴流式风机最高压力点值较高。
（3）静压力的效率高。
（4）对旋式轴流风机能够逆向送风。
2.3 矿井主通风机的有关参数的计算和处理
2.3.1 风量
通风机风量就是在单位时间内，气体流入通风机的体积。
2.3.2 风压
在通风机系统中，风压就是单位体积内，空气所具有的势能。风压可分为全压、动压和静压。
2.4 风机的特性曲线
随着通风机内气体流量的变化，通风的效率、风压和轴功率也发生变化，它们之间存在一定的关联。由此得到的曲线就是通风机的特性曲线（图1）。
3 矿井主通风机主要传感器的选择
能够确保煤矿生产一直处于一个安全稳定的条件下，即风机运行过程中的，必须实时监测，主要包括风机的后轴承温度、负压的大小、风速的大小等。
3.1 温度传感器
在整个煤矿通风机监测系统中，对温度的监测是其中一项参数指标。铂热电阻是热电阻中应用比较广泛的，它在复杂环境下和高温状态下工作稳定，铂热电阻制成标准温度的基准仪，其温度测量区间在-200 ℃～+600 ℃。Ptl00是该系统选用的温度传感器。
通风机电机运行时的轴承温度，它的实时数据也是必须采集的一种参数。整个温度数据采集的过程，先由温度传感器测量温度，将采集来的数据转化成可传输的信号，经过信号整定，再将模拟量转化为数据量，最后传给PLC。
3.2 风机振动参数的测量
在风机运行过程中产生振动，如果振动轻微，不会对系统产生影响。但振动的幅度太大或者振动不规律，就可能造成风机停机或损坏。在测量振动时，要选取合理的测量量，如振动位移、振动加速度和振动速度等。
根据系统的要求，选取风机主轴承的振动速度作为反映测量振动参数好坏的依据。振动速度快则噪音大，振动速度慢则噪音小。在通风机监控系统中，对风机主轴承振动的测量，分为水平和垂直振动两种。
通过历史使用经验法可以知道，如果用振动位移作为测量参量，就应该使用电涡流式传感器；如果用振动速度作为测量参量，就应该使用速度式传感器；如果用振动加速度值作为测量参量，就应该使用加速度式传感器。
3.3 风机风量的测量
风量是监测通风机运行状况好坏的一个重要指标。要测量风量主要有两个途径，一个是通过风速来测量风量，另一个是通过测压管来测量风量。
3.3.1 风速监测风量
通过测量风速的大小来确定风量的大小，所以要得到风量的测量值，只要测量出风速的大小就可以了，这样就需要使用风速传感器。
在矿井中需要测量风速的地方主要有：通风机的井口、每一个巷道和各种风口等处。这些地方的风速大小都是通过GFWl5风速传感器测量出来的，最后通过这些测量数据来计算风量的大小，调整矿井通风机的运行状态，保证矿井的安全。
3.3.2 测压管监测风量
应用测压管监测风量，其原理是只要能够测出管内一点的动压值，根据下面的计算公式就能够算出这一点的风速。这是一种十分简便可行的方法。
计算公式如下：
4 結语
该文主要介绍了矿井主通风机的主要结构特点，通过对通风机性能特性的比较，选择了对旋式轴流通风机作为该系统的矿井主通风机。该文还详细了介绍了实时监测方法的特点和功能，分析了矿井主通风机的各种实时运行参数的监测方法，选取合理的传感器构成整个风机系统。
参考文献
[1] 安赛，林柏泉.主要通风机远程监测系统的设计[J].工矿自动化，2012（1）：4-7.
[2] 张红.热电偶测温系统误差剖析及处理对策[J].安徽工程科技学院学报：自然科学版，2010（2）：63-66.