基于可编程控制器的煤矿主通风机监控管理系统

开关量 输 出模块 控制输…
定子温度 、电压 、电流 、功率 、效率等 。 ２ ）动画模拟风机运行 情况 ，生成性能参 数实时 曲线 和
历史趋势曲线 ，监测数据 归档 、数据报表查询及打印 。 ３ ）实现主要性能参数的报 警设 置、报 警信息存储 、显 示 、查询 、统计 和打 印。
图 １ 硬件系统功能块框 架图
现场 信号 的测量是 通过各 类传 感器 、变送 器 和辅助 开 关实 现。传感器 的选 择原则 上是在 稳号与 可编程 控制器输 入模 块信 号
要求相 匹配 的传 感器 。系统 中选择 Ｐ １０铂 热 电阻温度 传 ｒｏ
２０ ０ ７年第 ７期
煤
炭
工
程
感器测量风 机轴承 温度 、电机轴 承温度 、定 子温 度 ；输 出
Ｐ Ｃ编程 软件 Ｓ Ｅ ＇Ｖ ． Ｌ Ｔ Ｐ ５ ３和组态软件 Ｗｌ Ｃ ． ，软件可 ／ Ｎ Ｃ６ ０ 靠性高 、开发灵 活 ，有 助 于设计 出界 面友好 、操作 方便 的 监控系统上位软件 系统 。系统 软件 部分 的设计 同样采用 了 功能块的设计思 想 ，将设计 要求 分解 为几个 功能块 ，各 个
管理 系统 ，实现 了通 风机 的计算机 实时监控 以及 通风机 房 与工 业 以太 网和 煤矿安 全监 控 网络 系统
的信 息共 享 ，促进 了煤 矿 主通风机 的信 息化 与 网络 化 管理 。 关键 词 ：通 风机 ；可编 程控 制 器；远程 通讯
中图分 类号 ：Ｔ ６ ５ Ｐ７ ． 文献标识 码 ：Ｂ 文章编号 ：１７ — ９９２０ ）７０９ ￣ Ｄ ３ ；Ｔ ２３ ５ ６１ ０５ （０７０ － ４ ３ ０
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煤
炭
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２ ０ 年第 ７期 ０７
基 于 可 编 程 控 制 器 的 煤 矿 主 通 风 机 监 控 管 理 系 统
王启立 ，胡亚 非，熊建军
（ 中国矿业大学 ，江苏 徐州 ２１ ） ２￣８
摘
要 ：以工控 领域 的可编 程控 制 器（ Ｌ ） Ｐ Ｃ 和组 态软件 为核 心 的煤矿 主通风 机 的计 算机 监控
监控对象 现场信 号采集
通 Ｊ ｘ 【 机
矿井 通风 系统通 风能力 和水平 的高低 ，影 响矿井 生产 的安
全和耗能。因此 ，矿 井 主通 风机 的运行控 制和 自动化 管理
日益 重要 。
笔者 长期从事煤 矿主 通风机 的监测 监控技 术研 究 ，先 后推出了便携式 通风机性 能测 试仪 、基 于智能采 集模 块 的 通风机性能在线监测系统 ，在我国煤矿 中得 到 了广泛应用 。 现在 ，基于 日趋成熟 的可编 程控制器 技术 和迅速 发展 的计 算机 网络技术 ，又研制 出基 于可编程 控制器 和组 态软件 的 主通 风机计算机在线监控管理系统。
功能 块 有 相对 独 立 的 功 能 ，如 图 ２所 示 。
信号为 ４～ ０ ２ ｍＡ直流 电流或 ０～ Ｖ直 流电压 的振动传感 器 ５ 测量轴承在径 向和轴 向的振动 ；输 出信号 为 ０—５ Ｖ直流 电
压 的电量变送 器采 集电压 、电流 、功率 等 电量信 号 ；通过
各辅助开关 的信号采 集实 现开关 量信 号采 集 ，这些输 出信
模拟 量 输入模块 以太嗍 通 汛模块
开 关 量
通 汛
电 控 系 统
输 入模块
电缆
件 ，确定系统要实现的主要功能如下 ： １ ）实现信号采集与实时监测 ，包括 风机运行状 态、风
门状态 、故 障状 态 、负 压 、流 量 、轴 承振 动 、轴 承温 度 、
风 门
４ ）通过上位计算 机实现 风 门控 制及 风机起 动 、停 止 ，
收 稿 日期 ：２０ ０ ０ ７— １—１ ４
作者简介 ：王启立 （９ ０一） １８ ，男 ，四川安岳人 ，博 士研究 生 ，主要从事 流体 机械 的监 控技术研究 。
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号的类型都 符合 西门子 ｓ ７—３０ Ｐ Ｃ的信 号输 入模块 的要 ０ Ｌ 求 ，完全满 足监测系统的要求 。
Ｐ Ｃ编程功能块 实现监 测信 号 的采 集 、预处理 以及 控 Ｌ 制功能程序 的设 计 ，同时将处 理后 的信号变 量 与上位组 态 软件进行变量连 接 。上位 组态 功能块 是上位 组态软 件 的核 心部分 ，画面组 态 、数 据处理 、信 号转换 等工作 都是 在这 里完成 。报警 功能块建 立主 要监测 参数 的报警 机制 ，可 以 进行报警 限值 设置 、报 警信 息归档 查询及 打印 、报警 处理 等操作 。控制功能块实现风机各种操作 的计算机控 制功能 ， 这些操作必须严格 按照 相关操 作规 程的流 程执行 ，以确保 控制操作安全无误 。 此外 ，上位组态设 计 了辅助功 能块 ，用 于实 现用户 管 理及登陆 、安全保护、权限设定及在 线帮助等 功能 。
日益提高。矿井 主通风 机是实 现矿井 安全 生产 、经济 合理
通风和火灾救灾 通风 的主要 动力设备 ，其性 能直 接关 系到
２ 系统 的硬 件设计
系统采用西 门子 ｓ ３ ０系列可 编程控 制 器作 为下位 ７— ０ 机 ，以工控微机作 为上 位机 ，以标 准控制 柜作 为信 号采集 备构建整个 监控 系 统。硬件 设 计采 用 了功 能块 设计 思 想 ， 和控制输出装 置 ，辅 以传 感器 、中间继 电器和 其它 辅助设 主要 由现场信 号采集 功能 块、信号转 换及 通讯 功能块 、上 位组态功能块 、控制功 能块及 远程 通讯 功能块 和系 统功能 块构成框架如图 １ 。
０ 引 言
随着计算 机技 术 、通信技 术 和 自动化技 术在 煤矿 生产 管理中的不断应用 ，煤矿大 型要 害设 备 的 自动化 管理 水平 倒 机及故 障处理控制 。 ５ ）实现监测信息共享与远程传输功 能 ，解 决通风机房 与上级管理部 门（ 矿通 风部 门、调度 中心 以及 矿务集 团调 煤 度 中心 ） 的信 息共享 问题 。
一一一 一一 一 一一 一一 一一
位组态
上 位 Ｔ 控 机
巾
信 号转换
ｎ编程控制器 ｒ
１ 系统的设计 功 能
根据对 目前各种通 风机监 测监控 系统 的应用 情况 的调 研 和分析 ，本 系统在模 块智能 化、系统可 靠性 、监 控一 体 化 以及信息共享与 远程传输 等方 面作 了深入研究 。根据 矿 用 主通风机普遍 的应用情 况 ，并考虑 煤矿 主通风 机现 场条