風機監測系統的設計

一、風機監測系統的硬件設計：

1、通風機自動控制原理

        監測系統由各類傳感器、電量變送器、工控機和其他外圍設備組成，系統結構如下所示，各環節的設計充分考慮礦井含塵、潮濕、氣流脈動的惡劣通風環境，以及其他電器設備的電磁干擾。在各類傳感器選型除了滿足精度的基礎上，也極其注重設備的抗干擾性能。

2、風機參數的監測

        通過以上的分析九洲風機知道，為了達到主通風機性能在線監測的目的，應實時在線監測以下主要參數：平均流速、礦井負壓、風機入口靜壓、電機有功功率、電流、電壓、氣體密度，轉速等。根據以上參數可求得風機的各項性能指標，再根據相似原理換算至規定狀態下即可繪制通風機的性能曲線。

二、風機監測系統的軟件設計：

1、可編程邏輯控制器的風機自動監控設計

        整個系統按照功能可以分為三大部分：信號檢測部分、數據采集處理部分、上位機和觸摸屏部分。

        電機振動參數由安裝在風機軸承上的速度傳感器及變換器傳送至PLC的模擬量模塊。

        溫度監測部分是由內置在電機的PT100熱電阻傳感器和變送器、智能儀表(溫度巡檢儀)構成，多路電機溫度參數在控制柜巡回顯示，同時溫度巡檢儀與PLC進行通信，將參數上傳。 

        壓差參數是由相應的壓差和負壓傳感器傳送給PLC的模擬量模塊進行處理。

        電氣參數由安裝在各開關柜內的智能綜保單元與PLC以通訊的方式進行信息傳送，同時對電機的控制命令也經由綜保單元實現，傳送的電氣參數有電壓、電流、功率、功率因數、頻率等多種參數。

2、PLC模塊軟件設計

        PLC的監控程序包括系統監控程序和用戶監控程序兩部分。由于考慮到風機運行的重要性，采用了三級操作模式，即手動操作開關、就地觸摸屏控制、上位機遙控操作，其中對于風機的啟停操作也運用了兩種方式，一種通過CP340給綜保裝置發遙控命令，利用綜保裝置的遙信狀態當作反校模式；另一種是通過DO模塊直接接線到高壓開關的合分向繼電器線圈，這樣確保了風機高壓開關操作的可靠性。

        CP340模塊與多臺綜保裝置通過RS485接口利用其自定義的協議進行問答式通訊，考慮到電氣量的特殊性，我們在設置相隔150M與每臺綜保裝置循環進行通信；另一塊CP340模塊也通過RS485接口利用其自定義協議與溫度巡檢儀進行通信，考慮到溫度參數變化的遲緩性及合理分配CUP的資源，設置循環通信時間為5分鐘。九洲風機可看出，整個系統中延時及分析判斷的中間狀態都在PLC內部完成，充分利用了PLC的內部資源。

3、用PLC實現風機的自動控制

        本系統采用了分塊程序結構編程，分塊程序是指把一個工程的全部任務分成多個任務模塊，每個模塊的控制任務則根據具體情況編寫相應的子程序進行處理，在程序執行過程中，CPU不斷掃描主程序OB1碰到子程序調用指令就轉移到相應的子程序中執行。分塊程序雖然結構復雜一點，但是可以把一個復雜的控制任務分解成多個簡單的控制任務，分塊程序有利于程序員編寫，而且程序調試起來也比較簡單。