摘要:随着矿山开采技术自动化程度日益提升以及我国采矿工业的持续深入，大部分矿山已进入中深部开采区域，井下通风日益困难，中深部采区通风问题已成为矿山企业高速发展亟待解决的技术难题。针对上述问题，设计了基于RTU技术和自动化管理系统(SCADA)的矿山井下辅扇远程控制系统，该系统能对井下辅扇的运行情况进行监控，并能对设备实现远程控制。现场测试结果表明，系统各项指标符合相关标准，具有较好的实用价值与推广价值。
关键词:井下辅扇;RTU;远程控制
0引言
“十三五”期间，随着国家构建“机械化生产、自动化控制、精细化管理、持续化发展、生态化环境”“五化”矿山目标的推进，矿山开采规模日益扩大、开采深度日益增加、自动化程度日益提升以及地质条件日趋复杂，使得矿山井下开采条件和开采方式出现了较大变化［1］。井下通风问题已成为矿山工业高速发展亟待解决的技术难题，通风质量严重影响矿山生产和矿工安全，而作为井下通风系统中在分支风路起调节风量作用的辅扇控制尤为重要。为此，开展井下辅扇远程控制系统研究，对改善矿山井下作业环境具有重要意义。本文在提炼大量文献资料和现场调研的基础上，设计了基于RTU和无线传感等先进技术的矿山井下辅扇远程控制系统。该系统能对井下辅扇的运行情况进行监控，并能对辅扇实现远程控制［2］。
1系统总体架构
本系统主要实现矿山井下辅扇运行情况监控和远程控制，其整体架构如图1所示。包括地面机房服务器、以太网交换机、通信管理机、光纤收发器、RTU装置、辅扇等，属于三层网络结构［3］。图1中，RTU是一种远端测控单元装置，其主要作用是现场信号、工业设备的监测和控制。在本控制系统中，RTU装置采集到辅扇的遥测和遥信数据通过光纤传送至通信管理机，通信管理机将收集到的数据信息进行处理并根据后台主站的需要上送至前置服务器，地面调度中心工作站通过调度自动化管理系统(SCADA)操作平台对井下辅扇进行远程操控。
2测控装置柜设计与安装
本控制系统的辅扇动力柜应置于通风良好、安装和维护方便的地方，且需在辅扇动力柜旁增加一个安装有UT-871S型电动机保护测控装置、RTU装置、光纤收发器等设备的测控装置柜，主要实现采集辅扇工作状态数据以及控制辅扇的运行等功能。测控装置柜示意图如图2所示。进行测控装置柜安装时，外部布线选用电缆，由1根(4×2．5)mm2的电力电缆和1根(12×1．5)mm2的信号电缆组成，从机柜下面的线孔引出，接入到动力控制柜，对辅扇的遥信、遥测、遥控的模似量进行采集。机柜内部选用1．5mm2多股铜芯线从后板线槽走线，设备和电器元件的接线采用端子排连接，两端均套上号码管，做到整齐、美观、对称，方便维护［4］。此外，为了防止测控装置柜底部渗水，可根据图2测控装置柜的尺寸设计底座支架。进行安装时，将测控装置柜放置在支架上。
3控制系统调试
为验证控制系统是否实现控制功能，选定具有代表性的某有色金属矿业有限公司进行现场调试。调试主要环节如下:(1)RTU设置。以公司西部-70中段158线的辅扇为例进行设置，RTU装置主要参数设置如表1所示。(2)通信管理机配置。以西部-70中段158线的辅扇为例，通信管理机组态界面如图3所示。(3)SCADA软件系统的调试。SCADA软件系统包括数据库系统、分布式控制系统、图形组态与监控界面系统、数据采集系统、数据处理系统、数据报表系统等部分。本控制系统调试流程如图4所示。
4结语
系统从RTU技术和自动化管理系统(SCADA)入手，构建矿山井下辅扇远程控制系统。该系统利用RTU装置采集辅扇运行数据，经过三层网络结构后可为监控人员提供辅扇运行实时信息，并通过SCADA系统可对辅扇实现远程控制。该系统通过现场调试与运行，各项指标符合相关标准，具有较好的实用价值与推广价值。
参考文献:
［1］王振明．SCADA(监控与数据采集)软件系统的设计与开发［M］．北京:机械工业出版社，2009．
［2］王华忠．监控与数据采集(SCADA)系统及其应用［M］．北京:电子工业出版社，2015．
［3］苑栋，汪光鑫，王海宁．硐室型辅扇及应用研究［J］．中国钨业，2017，32(3):22－26．
［4］吴洁葵，袁梅芳，刘伟强，等．中深部开采辅扇引导增风技术研究与实践［J］．矿业研究与开发，2017(1):107－110．
作者:李响初 黄金波 单位:湖南有色金属职业技术学院
