通风机PLC监控保护系统.pdf

童 堪晨 舛技 2 0 1 2 年 第2 期 通 风 机 P L C监 控 保 护 系 统 张永胜 微 山湖矿业集团 泗河煤矿 ， 山东 微山2 7 2 1 9 5 摘要泗河煤矿设计了一种利用西门子s 7 3 0 0型P L C和上位计算机实现煤矿旋轴流式主通风机运行状态监控和保护的控制系统， 并采用 西门子 Win c c 6 ． 0组态系统监控画面。实验结果表明， 整个系统运行稳定可靠， 动画运行生动直观， 方便运行维护人员观察通风机的运行状况。 关键词Wi n c c 6 ． 0组态P L C M P I 通讯 中图分类号 T D 6 3 5 文献标识码A 泗河煤矿主通风机采用对旋轴流式通风机 ， 这种 风机的电动机安装在风机内部 ， 运行维护人员无法直 接观察风机电动机的运行情况。而原有的风机温度巡 检由于存在各种问题而一直无法正常可靠地使用， 因 此对电动机的各项参数的监控就尤为重要。 针对现有设备存在的问题， 采用下述设计解决 采 用西门子 s 7 3 0 0型 P L C和工控计算机作为系统硬 件， 并采用西门子 Wi n c c 6 ． 0组态软件构建系统监控界 面 。P L C与工控机之 间采用 M P I 通讯 。 1 P L C控 制 系统设 计 1 ． 1 系统硬 件 设计 1 ． 1 ． 1 系统组 成 该系统采用 C P U 3 1 2 C作为 C P U模块， 温度模拟 量信号处理采用了 S M 3 3 1 7 K F O 1和 S M 3 3 1 7 P F O 1 模块 ， 与电量模块的通讯采用了 C P 3 4 0通讯模块。电 动机的运行电压、 电流等电量参数 由安装在高压柜仪 表室的电量模块采集。风机各部位的测温电阻在风机 制造 时已安装 好。上位计 算机与 P L C的通讯采用 C P 5 6 1 1 通讯处理板。报警采用蜂鸣器， 它和复位和报 警解除按钮一同安装在控制台面板上。 1 ． 1 ． 2 系统 工作 原理 系统安装调试完毕后， 给控制台通 电。启动 P L C 和上位机 。 上位机操作系统系统启动完毕后 ， Wi n c c监控界 面会自动激活。在主界面中显示运行风机的编号 ， 运 }收稿 日期 2 0 1 20 3 2 0 作者简介 张永胜， 现任泗河煤矿机电矿长。 行电流、 电压、 电网频率等电量数据， 同时显示 电动机 前后轴承及定子温度等参数。同时， 若这些参数的值 超过正常范围， 系统就会发出声光报警， 监控画面中也 会显示报警的故障点。 2系统 软件 设计 P L C内部的用户程序通过 S t e p 7编程软件进行控 制程序的编写， 其 中的温度数据由 S M3 3 1模块采集， 采集的每一点的温度数据与该点的温度上限值进行比 较， 若任意一点的温度超过上限值， 经过 3 s 的延时后 进行声光报警。P L C与电量模块 的通讯采用 H E X通 讯方式， 通讯程序的编写主要依据电量模块产品说明 书中的通讯协议部分。每个电量参数也通过编程与其 上限值进行比较， 若超出则报警。故障解除后 ， 按下故 障复位按钮将故障解除， 同时报警声光停止。P L C用 户程序中还编写了风机运行时间记录程序， 每台风机 的运行时间可以在上位机里方便的进行查询。 3 Wi n c c监控 系统 实现 3 ． 1 P L C与上位计算机 Wi n c c监控软件 的通讯 P L C与上位机的通讯可以采用高级语言编程来实 现， 但是用户必须熟悉互联的 P L C及 P L C网络采用的 通讯协议， 严格按照通讯协议的规定进行通讯控制程 序的编写， 而且 比较复杂繁琐。而采用西 门子的过程 通讯和过程可视化软件一wi n c c 6 ． 0软件可轻松的完 成这个过程 。 C P U 3 1 2 C采用集成的 M P I 通讯接 口进行通讯， 上 位机的 P C I 插槽中安装了一块 C P 5 6 1 1 通讯板 ， 两者通 过总线连接器进行连接。由于 Wi n c c已经集成了 MP I 通讯协议 ， 所以在 P L C上不需要编写任何通讯程序。 [ 2 ] 陈树召， 才庆祥， 周 伟， 等． 矿业开发的生态影响评价指标体系 [ J ] ． 中国矿业 ， 2 0 0 9 1 8 4 2 [ 3 ] 王启瑞， 才庆祥， 马从安． 景观生态评价方法在胜利露天煤矿环 境评价中的应用[ J ] ． 煤炭工程， 2 0 0 7 5 8 9～ 9 2 [ 4 ] 徐大立 ， 赵国杰． 浙江农业地质生态环境评价[ J ] ． 中国农机化， 2 0 0 7 3 5 4 5 7 [ 5 3 赵颖弘， 胡明安． 鄂东南矿山环境评价指标体系[ J ] ． 地质科技情 报 ， 2 0 0 5 1 2 9 19 4 2 0 1 2 年 第2 期 童 谯．j甏 斜l技 9 5 复 杂地质条件 下坑透技 术 的应 用局 限性 曹旭 ， 张际景 山东唐口 煤业有限公司， 山东 济宁2 7 2 0 5 5 摘要无线电坑透技术广泛地应用于探测工作面内部构造， 是一项成熟可行的技术， 但在地质条件复杂的矿区准确性不够， 本文探讨了无线 电坑透技 术的方法和指 出 了坑透 资料解释 的原则， 探讨 了该技术在千米 深井复 杂地质条件下地质解析的一些局限性。 关键词坑道透视 技术地质 解析局 限性 中图分类号 T D 1 6 6 文献标识 码A 1 坑透 基 本原 理 2 坑 透资 料解 释原 则 无线电波坑道透视技术是一种井下电磁波法。电 磁波在地下煤岩层中传播时， 各种岩、 矿石电性 电阻 率， 介电常数等 不同， 对电磁波能量的吸收存在一定 差异， 电阻率低的岩 、 矿石具有较强的吸收能力。伴随 着陷落、 断裂等构造出现的界 面， 能对电磁波产生折 射、 反射、 散射等作用 ， 也会使电磁波能量衰减和损耗。 因此， 如果将透视仪的发射机和接收机分别放在采煤 工作面的两条顺槽中， 让发射机发 出的电磁波穿越工 作面达到接收机 ， 电磁波在穿越煤层的途径中， 当存在 与煤层电性不同的地质体 如陷落柱 、 断层、 冲刷区等 其它地质构造 时 ， 电磁波能量就会被其部分吸收或完 全屏蔽， 造成接收信号明显减弱， 甚至接收不到， 形成 透视异常区。变换发射机与接收机的位置， 重复测得 同一异常区的阴影 区， 这些 “ 阴影区” 交会 的地方 ， 就 是异常的具体位置， 然后根据异常的强弱、 形态等特征 来确定其地质构造。 收稿 日期 2 0 1 1一l 22 1 作者简介 曹 旭 1 9 8 4一 ， 男 ， 山东 济 宁市 人 ， 地 质助 理 工程 师 ， 2 0 0 6年毕业于中国地质大学 武汉 ， 现在山东能源淄矿集团唐口煤 矿从事地质工作 。 坑透解释主要依据吸收衰减系数成像结果来进行 解释。不同的地质条件和不同的地质现象所引起的电 磁波衰减特征不 同。 一 般来说 ， 正常煤层对电磁波吸收较 围岩对电磁 波的吸收小 ， 而当煤层破碎、 煤层中裂隙发育以及裂隙 含水时， 就会造成吸收衰减增大， 甚至其引起的衰减较 围岩大的多 ， 工作面中隐伏断层视其落差大小引起的 衰减也不一样， 落差大于煤厚的断层较落差小于煤厚 的断层引起的衰减大， 落差小于煤厚的断层引起的衰 减随落差的减少而减少。当煤层厚度变薄以及煤层中 存在夹矸时， 电磁波的衰减随煤层变薄和夹矸增厚而 增大。当煤层有火成岩侵人体存在时， 其衰减依据火 成岩的电性特征不同而不同， 出现低值异常和高值异 常都是可能的， 但对同一采面内的侵入体具有单一性。 工作面中陷落柱同样引起高吸收衰减。 从吸收系数异常范围来说， 断层引起的异常范围 一 般呈条带状， 落差大的断层较落差小的断层异常带 宽， 煤层厚度变化区、 夹矸增厚、 煤层破碎区的异常范 围一般较大。工作面中侵入体及陷落柱引起的异常范 围与其形状基本一致。 3 ． 2 Wi n c c组 态监 控 系统 打开 Wi n c c资源管理器窗口， 新建一个项 目， 然后 连接到过程并创建和连接变量 ， 创建画面后连接变量 到对象。把需要建立趋势曲线的变量进行数据归档。 所有以上过程完成后 ， 激活运行 系统 后 ， 整个监控 系统 便被激活运行。实验结果表明， 整个系统运行稳定可 靠 ， 动画运行生动直观 ， 方便运行维护人员观察通风机 的运行状况。 4结束 语 P L C及 P L C的多机联用与计算机的联网通信应 用越来越多， 它综合了计算机和P L C的长处， 计算机作 为上位机提供 良好的人机界面． 进行全系统的监控和 管理 ， P L C作为下位机执行可靠有效的分散控制， 利用 工控组态软件实现 P L C与上位计算机通信的方法简单 易行 ， 它降低了对用户的要求 ， 大大缩短了设计周期， 系统可靠 。 参考文献 [ 1 ] 西门子公司． s 7 3 0 0编程手册 S ． 2 0 0 0 [ 2 ] 黄云龙， 吴国强， 郁炜． 可编程控制器教程[ M] ． 北京 科学出版 社 ， 2 0 0 3 [ 3 ] 周美兰， 周封， 王岳宇． P L C电气控制与组态设计[ MI ． 北京 科学 出版社， 2 0 0 3 [ 4 ] 袁秀英． 组态控制技术仁 M】 ． 北京 电子工业出版社。 2 0 0 3