基于PLC和组态软件的通风机监控系统设计.pdf

设计与分析♦ Shej i yu Fenxi 基于PLC和组态软件的通风机监控系统设计 底伟 中条山有色金属集团有限公司铜矿峪矿，山西运城043700043700 摘 要针对当前矿井通风机监控系统集成化和智能化程度不高的现状，为保证通风机的安全、稳定、高效运行，设计了一种基于 PLCPLC和组态软件的通风机监控系统。该系统利用西门子S7S7-300 PLC300 PLC,结合相应传感器，实现对流量、风压、振动等参数的实时监测，并通 过组态 软件实现数 的 程集中监测 控， 了系统运行的稳定，高了系统的 动化程度，有 的应用前。 关键词矿井通风机;PLC；PLC；组态软件;监控 0引言 矿井通风机在煤矿井下起着至关重要的作用，类似于矿 井 系统的 ，要能 不 为矿 ，从而保证矿下 的 ，并 矿下 , 矿下 度， 度 安全 矿井 通风机能 安全、稳定运行 能 保证 矿 安全、稳定生 的基保证，一通风设 ， 矿下 安全 ，实现对矿井通风机的 监测 为重要。 矿井通风机的要监测对 风量 流量、振动、 运行度、压、流等参数。通过对 数的实时集，并 传 程的 机，实现对矿井通风机的实时监测， 保 证通风机能 安全稳定运行， 的 由于矿井通风机件及自动化 、智能化程度 ， 运 行时 要 定 行 ，不能保证实时和智 能 针对当前矿井通风系统和矿安全 的实际 要，为了及时监测矿井通风机的运行状态，设计了一种基于 PLC和组态软件的通风机 监测系统。 1系统总体方案设计 本系统采用西门子S7-300 PLC作为系统的主控制器，采 用冗余设计思想进行系统设计与优化。为提高系统的安全 稳定，用一用一形式的双控系统， 运行时两个 系统互不干扰，能 通过S7-300 PLC独立实现数 集、传输 与反馈等 能。当系统 运行时，主CPU ，实现对系统 运行的监测与控制，备用CPU处于休眠准状态，当主CPU发 时，用CPU迅速切换,进行实时监测控制。 用冗余设计思想能确保通风机的 运行与监测, 要两台通风机一用一，交替运行。矿井通风机对控器的 稳定性和兼容要求较高， S7-300 PLC为控器, 并通过 太网实现数据传 机通过北京亚控公司 的组态王软件实现，通过 太网实现控制中心和监控 站 机的实时通信，实时获取风量、 流量、振动、运行 度、压、流等参数。系统默认处于自动运行状态，当 时，可切换调整为手动状态,方便及时发现与处理问题。系 统整体设计方案如图1所示。 2系统硬件设计 系统硬件要包含S7-300 PLC和各类系统监测用传感 器。结合系统监测的实际要，选取合适的风量负压传感 器、度 仪、振动传感器和电参数模块等，另外为了保 证参数的实时 集 转换， 要应用开关量 集模块 1风机 交换机 |工控机| PLC的 RS485模块 PLC的 RS485模块 2风机 温度巡检仪 电参数模块 风量传感器 振动传感器 负压传感器 风量传感器 温度巡检仪 电参数模块 图系统整体设计方案 EDA9050和模拟量采集模块EDA9015。 负压和风量传感器选用矿用防爆型，供电电压为24 V,输 出信号为4〜20 mA的标准 流，数 传 用两 ，通过 电源和信号线构建回路，通过压差实现风量计算。 度 仪则通过配热敏阻P5100,实现对电机定 子度轴 度的实时获取，并且保证任何一路可通过 度 集并获取相应信号。 振动传感器用于获取风振动程度参数， 风筒的 垂直轴和水平轴 行安装，并通过 器转换为4〜20 mA 的 流信号 参数通过流互感器和压互感器获取相应的 流、电压信号数据，将相关信号转换为4〜20 mA的标准电流 信号 系统选用的传感器型号及参数如表1所示。 表传感器型号及参数 传感器名称传感器型号参数 压力传感器JYB-DW-A 电源为DC24 V,输出为4〜20 mA,精度 为土 1FS 温度传感器pt100温度为0〜100 N,阻值为100〜13E.5 机体振动传感器XZD-YB电源为DC24 V,精度为土 5 mV/ mm・s 电流开停传感器HAD-GKT5L电源为DC12〜24 V,动作值5 A 风速传感器GKY15 电源为DC9〜25 V,输出为DC4〜20 mA, 精度为土 0.3 m/s PLC根据实际系统要求，选用西门子S7-300 CPU315-2DP， 该模块含64K字节存储间，I/O可展至1 024点，带1个 Pr ofibus-DP接口；电源模块选用PS307-1B，可提供DC24 V/2 A 电源；为了保证能 处理 度 仪采集的信号，需要配置 CP340-1C，RS422/RS485接口；为了保证工业以太网的信息传 ，配置了 CP343-1通信模 124 Shej i yu Fe*xi・设计与分析 微型电动机三相梯形波变流电源设计 李峰潘强玉 兰州理工大学技术工程学院，甘肃兰州730300 摘要摘要设计了工作电压为30 V的微型电动机三相梯形波变流电源。通过合理设置具有移相功能的正弦波振荡电路的参数，使其 成为 移相功能的梯形振荡电路，出一个单相梯形。由3个相同的 移相能的梯形波振荡电路组合一起，输出三相称 的梯形。同时釆用EWB软件微型动机三相梯形变流电源进行了仿真验证。 关键词关键词微型动机;变流电源;三相梯形波;EWB 0引言 随着 子 、计算机 控制 的迅速 展，微型 电动机已被广泛用 子信息领域。微型电动机 与现 代子 合，凸 出机 一体化趋势。特别是 集成 驱动器 微 机 微型 动机驱动与控制中的 用， 使微型电动机向集成化、智能化方向展。微型电动机 无特殊控制要求的驱动场合作为运动机械负载的动力源，也 用 音像设备及办公自动化设备、计算机外 设备和工 业自动化设备\ 与正弦 方 驱动 源相比，用 微型 动机的梯形 波驱动的变流源， 转换 、节能 、波形对 称度、形真度 量小的特\ 设计的微型 动机三相梯形 变流 源 路，实现将 流 转换成可 移相的三相梯形交流电，并采用现代工软件EWB进行仿 真验证。设计 为 流 30 V，出方波电压14V, 频率500 Hz，输出电流200 mA,三相电压不对称度2,频率稳 度10-2〜10-3，正弦 真度1。 1梯形波变流电源的参数设计 1.1正弦波振荡电路产生正弦波振荡的条件正弦波振荡电路产生正弦波振荡的条件 要使正弦振荡电路 出 一值的 正弦 ， 正馈，且当 量为0时，馈量等于净 . 量，即 * * j* F 1 当“*“*时，则 *F1 2 式2为正弦波振荡的平衡条件，模和相角的形式为 |*F|1。 值条件 馈网络要有足够的反馈系数才能使反馈 的 。 3系统软件设计 3.1 PLC程序设计程序设计 系统工作时，首先对系统进行初始化，根据情况选择运行 模式，然后PLC对各类运行参数进行采集，并与设定阈值进行 比较，若超限则报警，与此同时，实时与上位机组态软件进行 数据交换\ 3.2上位机软件设计上位机软件设计 系统上位机软件采用北京亚控公司的组态王软件，该组 态软件使用方便，并提供常用的PLC及智能器件的驱动。系统 选择符合实际要求的工控机作为上位机，将现场控制器 S7-300 PLC作为下位机， 工 实现数据交 换\ 组态王 PLC 并 的数据进行 O 控现场的 风机风量、气体流量、振动、运行度、 、流等参数进行 实时采集并 ，同时 、动 、实时曲 、警界面和各类 能， 方式 风机运行 控系统的各类 \ 4结语 PLC组态软件的风机监控系统，实现 下 通风机的远程集中控制， 提 风机运行的动化智 能化度， 风机的 、 、高效运行 下 的 。该系统 现场PLC及 器，实现 现场风机运行数据的采集，上位机组态软件实现现场 数据的 、 及 ，实现 风机的集 控。运行结果表明，该系统可较好地实现对通风机的监控，具 的用 值。 [参考文献][参考文献] [1] 霍海波.PLC控制技术通风机在线监控系统应用探讨[J].电 脑知识与技术，2020,16⑵236-237. [2] 王晓阳.基于PLC的矿井通风机在线监控技术研究[J]水力 釆 与管道运输,2019484-86. [3] . PLC软冗余的通风机监控系统的研究[J].西部 工 O2019 9 171173. [4] . PLC的煤矿通风机监控系统研究[J].机电工程 技术，2019,48 874-75. [5] 张志江.基于PLC控制的矿用通风机监控系统改进研究[J]. 矿业装备，2019 4 76-77. [6] 养江. PLC的 风机在线监控系统研究[J].机电 工程技术，2019,48 6 174-175. [7] 张彪. PLC的煤矿主要通风机监控系统研究[J].当代化 工 O2019 5 127-128. [8] 梁凯.基于PLC和LabVIEW的矿井通风机监控系统设计[J].机 械管理开发，2018 9 262-264. 收稿日期收稿日期2020-05-26 作者简介作者简介底伟1971，男，河北新乐人，工程师，研究方向 电气控制。 机电信息2020年第17期总第623期125