主通风机是煤矿的四大固定设备之一，担负着向井下输送新鲜空气、排出粉尘和污浊气流的重任。主通风机若发生故障停车，将会对整个矿井的生产和安全构成严重威胁。因此，需建立一套功能完善的主通风机自动化监测系统，以保障主通风的安全、可靠运行。本文将介绍一种主通风机在线监测系统的设计原理及其在俊德煤矿的应用情况。该系统投入运行后，可使管理者随时掌握主通风机的运行状态，对设备的故障进行诊断，还能对设备传动系统存在的隐患进行分析并给予预警，使管理者合理安排检修计划，从而降低了设备的运行和维护成本。
1 系统设计原理
1.1系统硬件结构
矿井主通风机在线监测系统的硬件结构如图1所示。在主通风机旋转部件上安设的振动传感器，经振动参数采集装置后可通过本身或外接的以太网口经交换机与工控机通信，管理者可通过上位机的振动分析软件了解主通风机旋转部件实时的运转情况，及时掌握主通风机主轴承等平时不易检查得到的设备的运转情况。[1]风峒内风压及系统风量等数据由传感器采集后经PLC运算处理，在上位机上实时显示出来。另外，风机风门开、关到位情况，风门绞车运行情况等开关量需满足PLC内逻辑条件，运行状态在上位机上实时显示。主通风机各部温度情况及电动机运行状态数据经传感器采集后由信号变送器上传上位机进行实时显示，并在上位机软件中设置保护报警功能。
图1 矿井主通风机在线监测系统的硬件结构
系统以工控机和工业控制器PLC为核心，主要由工艺参数采集装置、振动参数采集装置、传感(变送)器、上位机、通信装置及驱动设备组成。系统监测参数包括高压柜及主要电气设备运行状态参数，主通风机流量、温度、风压，主通风机电动机的轴承温度、定子绕组温度，主通风机电动机的轴承状态参数，主通风机风门运行状态参数，主通风机周围外部环境参数等。监测参数均需上传至监控室上位机进行分析，同时可接入矿井地面环网。各参数的监测原理分析如下：
（1）流量监测
由于煤矿主通风机的流量监测只能在地面上进行，而地面缺少较长的平直段，所以限制了标准流量仪表在主通风机流量监测中的应用；另外，煤矿井下气体成分复杂，湿度大，风尘含量大，仪表又必须长期工作，所以要求流量监测仪表无运动部件；加上煤矿通风断面大，因此，利用压差原理监测煤矿主通风流量是理想的选择，可选用阿牛巴流量计作为流量监测传感器。[2]
（2）风压监测
本系统采用钻孔取压方法测量风压，测点选择在主通风机入口处，将取得的压力信号通过压力传感(变送)器转换成电信号输入到PLC。
（3）电气设备运行状态参数监测
电气设备运行参数是指主通风机配套Y系列交流电动机的负载和空载电流、电压、励磁电流和电压、轴功率和功率因数等。对主通风机高压开关柜的断路器采用电脑综合保护装置，可实现电动机运行参数的采集。
