煤礦井下礦用遠程自動風門控制系統(tǒng)方案、技術協(xié)議和遠程遙控全自動風門的基本功能。

傳統(tǒng)的礦用全自動控制風門在減輕了礦工壓力、提高了通行效率的同時也為管理層帶來了新的要求:如何監(jiān)管井下風門的開閉狀態(tài)杜絕風門運行處于監(jiān)管盲區(qū)、如何遠程干預控制風門的開閉動作；出現(xiàn)突發(fā)事故時怎樣保證礦車、礦工的快速的通行以及把管理層的指令及時傳達的現(xiàn)場、中央泵房防水密閉門根據(jù)現(xiàn)場突發(fā)情況快速的開關運行實現(xiàn)無人值守，井口防爆門的自動復位、反風裝置的自動化控制等等這一系列的問題急需解決，風門遠程監(jiān)控系統(tǒng)是因智慧礦山礦井建設的過程中的迫切切需求的環(huán)境由濟南東山技術人員下研發(fā)而成。它充分利用光學、力學、機械、通訊物聯(lián)網(wǎng)等高新技術而實現(xiàn)了對井下風門的遠程監(jiān)測、自動控制與智能化通訊的綜合管理，遠程控制風門具有“現(xiàn)場自動"、“現(xiàn)場手動"、“遠程"三種運行模式，且每組風門可單獨設定工作模式，互不影響；消除了管理層對井下風門運行監(jiān)管空白的現(xiàn)象。

        礦用全自動風門控制系統(tǒng)采用RJ45標準通訊接口，執(zhí)行TCP_Modbus通訊協(xié)議標準，具有2路通訊接口，采用單模雙纖模式傳送信號至地面控制中心，主要有以下幾項功能。

1.1管理權限：

1.1.1本系統(tǒng)采用RBAC 理論分為三級管理模式；一級管理人員具有查看、修改參數(shù)、控制風門的運行的權限，并對二級、三級管理人員的賬戶進行管理（包括登記、刪除），二級管理員可以查看、控制風門的運行；三級管理員只能查看風門的運行狀態(tài)、各傳感器的數(shù)據(jù)參數(shù)、視頻等；

1.1.2廠家管理員具有恢復出廠設置的功能；降低了因一級管理員非正常離職給后續(xù)礦方管理人員帶來的工作難度。

1.2不同風門界面的切換：

把上位機界面切換到需要查看的風門界面有兩種不同的方法。根據(jù)客戶的巷道圖紙在本系統(tǒng)內(nèi)創(chuàng)建礦井巷道電子地圖，風門地理位置標示清晰，在主界面上方點擊“分布點設置"進入巷道電子地圖，然后點擊需要切換到的風門代號實現(xiàn)一鍵鏈接，直接將上位機界面切換到相應的風門主界面。在上位機主界面左側(cè)一欄，直接點擊需要切換到的風門的代號，則主畫面直接切換。

1.3系統(tǒng)設置：

一級管理員可以在上位機界面登錄后遠程根據(jù)井下風門的實際運行情況對各種風門的開關、等待的時間參數(shù)、聲光報警器的的時間參數(shù)、液壓站運行的時間參數(shù)等進行設置；各種傳感器輸出參數(shù)值的標準區(qū)域范圍；各風門的IP地址的設置；平衡風門、井口防爆門處于打開狀態(tài)下多長時間才會出現(xiàn)語音報警的設置等。

 1.4傳感器報警

    當配套的風速傳感器、水位傳感器、煙霧傳感器、甲烷傳感器、系統(tǒng)動力傳感器等各種傳感器的輸出參數(shù)不在一級管理員設置的區(qū)域范圍時、當風門處于打開的狀態(tài)下超過超過一級管理員設置的最長時間后，電腦界面則出現(xiàn)文字、顯示圖標閃爍的提示；同時有“注意、注意、XX號風門運行異常，請檢查"的語音提醒。管理員得到信息后通過視pin、電話通訊、系統(tǒng)自檢等方法方式快速的查找到異常風門運行出現(xiàn)異常的因素，切實擔負起監(jiān)測與控制的責任，杜絕安全事故的發(fā)生。

1.5輸出、輸出全程監(jiān)控

   在上位機界面上對PLC的輸入、輸出開關量全程監(jiān)控，隨時掌握井下現(xiàn)場風門自動控制系統(tǒng)的電磁閥、液壓站、聲光報警器、紅外感應器或光控傳感器、電控按鈕等組成部件的運行情況，當風門運行出現(xiàn)故障時快速的查找故障源頭、使風門快速的恢復正常運行狀態(tài)提供依據(jù)。

1.6視頻監(jiān)控

  本系統(tǒng)采用高清礦用防爆攝像安裝風門兩側(cè)，實時的將風門的運行狀態(tài)畫面?zhèn)鬏數(shù)骄系纳衔粰C平臺并保存，以備查看；也可用鼠標點擊上位機界面視pin的左上角，實現(xiàn)全屏觀看響應風門的運行情況。

1.7上位機遠程控制

   1.7.1 遠程自動調(diào)節(jié)風門或遠程自動平衡風門遠程控制

在遠程自動調(diào)節(jié)風門或遠程自動平衡風門上位機界面的右側(cè)有急停按鈕、復位按鈕、開門按鈕、關門按鈕解鎖按鈕、互鎖按鈕，百葉窗旋轉(zhuǎn)角度輸入窗口、百葉窗控制按鈕等，通過點擊各控制按鈕達到需要的風門運行狀態(tài)。

為了安全起見，急停按鈕使用誰安急停按鈕誰具有復位的權利，即井下現(xiàn)場人員使用了急停按鈕停止了正在運行的風門，則只有井下現(xiàn)場的人員再次按下現(xiàn)場的急停按鈕，風門才復位（恢復到初始的狀態(tài)），反之遠程使用急停按鈕功能時也同理。

         井上管理員可以根據(jù)設定的風速傳感器參數(shù)是否在正常范圍區(qū)域內(nèi)而通過改變百葉窗的旋轉(zhuǎn)角度來調(diào)整百葉窗通風橫截面的大小，進而達到理想的情況。現(xiàn)場通風部門的人員也可以根據(jù)相關儀器測得的參數(shù)和要求標準在與井上管理員溝通后，通過現(xiàn)場的電控按鈕控制百葉窗的旋轉(zhuǎn)角度，達到滿足正常的通風要求。

         遠程上位機上的解鎖按鈕可以實現(xiàn)兩道風門之間解除互鎖的狀態(tài)，為大型設備的通行和出現(xiàn)突發(fā)事故時礦工快速撤離到安全區(qū)域提供了條件。

1.7.2遠程自動防水密閉門控制

   在遠程自動防水密閉門上位機界面的右側(cè)有“開門按鈕"、“關門按鈕"“急停按鈕"和“復位按鈕"；在井下現(xiàn)場也同樣存在“開門按鈕"、“關門按鈕"“急停按鈕"。

   在執(zhí)行防水密閉門開關程序時，為了安全，拉緊裝置、門扇開關和導軌升降三者之間存在一定的先后順序；在開門時拉緊裝置*解除1-2秒鐘后，連接門扇的油缸（或氣缸）才能將防水密閉門打開；門扇開門*到位1-2秒后，連接導軌的油缸才執(zhí)行導軌鋪平的程序；反之關門的過程也是同理。

急停按鈕現(xiàn)場控制與遠程控制執(zhí)行誰急停誰復位的原則，即井下現(xiàn)場使用的急停按鈕使正在開或關的防水密閉門停止運行時，井上遠程控制平臺無權使用急停按鈕解除防水密閉門的停止狀態(tài)，反之同理。

   本系統(tǒng)可以配置投入式水位傳感器；當井下某位置的水位傳感器的數(shù)值在規(guī)定的區(qū)域內(nèi)浮動時，自動防水密閉門自動執(zhí)行關閉動作并通過傳輸網(wǎng)絡上傳到井上管理平臺報警。

1.7.3井口遠程自復式防爆門

               在遠程自復式防爆門上位機界面右側(cè)有“開門按鈕"、“關門按鈕"“急停按鈕"、“復位按鈕"、“反風到位按鈕"和“反風解除按鈕"；在井口現(xiàn)場的控制柜里也同樣存在“開門按鈕"、“關門按鈕"“急停按鈕"、“反風到位按鈕"和“反風解除按鈕"；自動復位、門扇開閉、反風三個運行狀態(tài)互鎖，即同一時間段內(nèi)只能執(zhí)行完一個流程后，另一個流程才能執(zhí)行。

當井下發(fā)生爆炸而產(chǎn)生的沖擊波井防爆門的門扇頂起時，本安型風門開閉狀態(tài)傳感器接到需要防爆門需要復位的信號后傳遞給主機里的PLC可編程控制器；液壓站開始運轉(zhuǎn)，然后A缸伸縮桿開始回縮通過鋼絲繩與滑輪組把門扇拉回到原位（復位），經(jīng)過一定的時間后（該時間長短可以在PLC程序中修改設置） 油缸伸縮桿伸出恢復到初始位置。

在停電風機停止運轉(zhuǎn)時，自復式防爆門利用配重裝置的重力把門扇打開，實現(xiàn)井下自然通風，當電力恢復正常井口風機開始運轉(zhuǎn)時，風門開閉狀態(tài)傳感器接到需要防爆門需要復位的信號后傳遞給主機里的PLC可編程控器；液壓站開始運轉(zhuǎn)，然后復位油缸伸縮桿開始回縮通過鋼絲繩與滑輪組拉動門扇復位，經(jīng)過一定的時間后（該時間長短可以在PLC程序中修改設置）伸縮桿伸出恢復到初始位置。

反風時可以在現(xiàn)場使用手動電控按鈕或管理平臺上位機上的“反風到位按鈕"啟動液壓站和防爆門自鎖裝置油缸，反風結束時再次在井口現(xiàn)場按動反風按鈕或上位機上的“反風解除按鈕"后解除反風裝置。

當風機出現(xiàn)故障或防爆門需要檢修時，在現(xiàn)場按一下防爆門開門按鈕或遠程上位機上的“開門按鈕"，防爆門在油缸的作用下被升起；工作完成后，安一下關門按鈕，油缸伸出，門扇在復位油缸的作用下實現(xiàn)復位。  

   1.8風門運行狀態(tài)

              在平衡風門和調(diào)節(jié)風門的上位機界面有每道風門的“開門到位"、“關門到位"、“行人小門開門到位"、“行人小門關門到位"四種風門開關狀態(tài)，當持續(xù)風門處于打開的狀態(tài)下的時間長度超過一級管理員設置的范圍區(qū)域時，井上的上位機界面出現(xiàn)文字、顯示圖標閃爍的提示；同時有“注意、注意、XX號風門運行異常，請檢查"的語音提醒，以便管理員實時掌握風門的運行情況。

               在遠程自動防水密閉門上位機界面有“拉緊到位"、“拉緊解除"、“門扇打開到位"、“    門扇關閉到位"、“導軌升起到位"“導軌鋪平到位"等六個有關風門的運行狀態(tài)顯示。遠程自復式防爆門上位機界面有“門扇關閉到位"、“門扇已打開"、“門扇打開到位"、“反風裝置到位"和“反風裝置解除"五個反應井口防爆門運行情況的 提示。

     各種風門位置傳感器傳遞的信號為遠程控制風門運行的管理員執(zhí)行任務時提供準確無誤的信息，以免出現(xiàn)誤動作造成損失，實現(xiàn)安裝風門遠程控制系統(tǒng)理想的效果。

1.9遠程電話通訊

  當井上管理員通過視頻、傳感器上傳的參數(shù)等信息發(fā)現(xiàn)井下風門現(xiàn)場存在安全隱患而無法通過風門遠程控制系統(tǒng)排出時，可以通過通訊系統(tǒng)及時的提醒井下巡檢人員排除隱患，井下現(xiàn)場人員也可以通過通訊系統(tǒng)把發(fā)現(xiàn)的情況及時的匯報給管理層，以便快速決策，實現(xiàn)快捷的上通下達。

1.10歷史數(shù)據(jù)保存、查詢、打印

   對各風門的傳感器參數(shù)、風門的開關點生成曲線圖或報表保存，在查詢界面輸入響應的時間即可查詢到該段時間內(nèi)的風門的運行軌跡和各傳感器的參數(shù)，并存檔可打印，為追查事故起因、追查責任人提供有效的依據(jù)。

12、檔案管理

   在上位機的檔案管理系統(tǒng)內(nèi)可以查找到各風門的檔案：生產(chǎn)廠家、規(guī)格、安裝位置、使用時間、使用年限，維護人員等項目，為風門的維護維修及更換提供支撐，且當風門的使用年限到達規(guī)定的時間后系統(tǒng)會報警提醒。

13、本系統(tǒng)具有幫助頁面，進入后可以查看有關的風門說明書、電路圖等資料。為礦工安裝、使用、維護提供理論支持。

14、當風門的通訊中斷或傳感器故障時，上位機界面會出現(xiàn)不同的提示顏色，并做出故障點分析，以便及時檢修。