空压机是煤矿生产中十分重要的动力供给设备,它的运行情况会对煤矿的安全生产与经济效益产生重要影响。由于井下所选用的空压机机型较早,自动化程度较低,设备操作十分繁琐,并且随着空压机的长期使用,逐渐出现了设备部件老化、故障频发的问题,严重影响了空压机的正常使用和井下供风系统的稳定性。同时空压机采用人工定时巡检并记录运行数据的方式十分落后,不能及时了解空压机的运行状况并采取措施。本论文在对课题的重要性和国内外研究现状做了充分了解的基础上,以山东某大型煤矿井下空压机房自动化改造为项目背景,研制了一套矿井空压机综合保护与监控系统,采用现代工业控制技术,实现了对矿井空压机的状态实时监测、压力自动控制与综合保护。本研究课题在对空压机工作原理和现场实际情况做了充分准备之后,进行了系统的整体设计,决定采用PLC与组态软件相结合的分布式控制方式。文章从系统总体方案设计、软硬件设计、系统通信设计,一直到空压机综合保护技术的应用,全面而详尽的阐述了系统的设计过程。在硬件设计部分,本课题对可编程控制器、传感器、电源模块和变频器等进行了设备选型和硬件部分的接线设计,同时还对系统的监控分站控制柜进行了科学布局和抗干扰设计。在系统软件设计中,不仅完成了PLC的编程设计,对A/D转换、压力自动控制、故障异常报警等功能进行了模块化的设计,而且还完成了MCGS组态设计,实现了空压机的就地与远程实时监控,另外对上位机和下位机之间的PPI和TCP/IP协议通信部分进行了设计。文章最后采用了一种经过BP算法优化的多传感器数据融合技术,实现了对空压机故障更精确的判断。