利用PLC实现主扇风机智能化管理.pdf

山西科技S H A N X I S C I E N C E A N D T E C H N O L O G Y 2 0 1 1 年第 2 6卷第 3 期 ●应用技术 利用 P L G实现主扇风机智能化管理 高会平 晋城煤业集团古书院矿 ， 山西晋城 ， 0 4 8 0 0 0 摘要 针对古矿东风井主扇风机监测系统过于简单、 部分关键参数监测精度低、 监测内容不全 面、 未能实现信息系统集成等问题， 利用可编程控制器 P L C 对矿井主扇风机进行 自动 化监测、 智能化管理。该系统实现了主扇风机的性能参数 ， 状态参数和电动机电气参数 的实时监测和报警， 保证了主扇风机设备经济、 可靠运行。 关键词 P L C； 主扇风机； 智能化； 管理 中图分类号 T D 7 2 4 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 4 6 4 2 9 2 0 1 1 0 3 0 0 9 1 0 2 主扇风机是矿井四大固定设备之一， 具有“ 矿井肺腑” 之称。 它担负着向井下输送新鲜空气 ， 并稀释和排除各种有毒、 有害气 体和矿尘， 保证矿井空气的质量符合要求， 给井下工作人员创造 良好的工作环境， 保障井下作业人员的身体健康和安全。主扇风 机一旦发生故障， 将会对整个矿井生产和安全造成重大影响， 因 而有必要建立一套功能完善的自动监控系统， 进行智能化管理， 通过动态监测、 历史报表、 报警提示等使主扇司机和维修人员能 及时发现问题，将事故消灭在萌芽状态，保障风机的不间断运 行。本矿原有的监测系统过于简单， 部分关键参数 如风机流量 监测精度较低、 监测内容不全面， 未能形成信息系统集成等。采 用先进、可靠的传感器等元器件和计算机技术实现对主扇风机 性能及状态的实时监测，便于在生产过程中及时掌握主扇风机 的运行参数和状态。因此， 必须改变传统的设备管理方式， 提高 主扇风机设备的自动化管理水平，保证主扇风机设备的经济可 靠运行， 为设备的管理和维修提供可靠的科学依据。 1 利用 P L C实现主扇风机智能化管理前存在的问题 1 电机轴承温度 、 电机绕组温度 、 风机轴承温度等重要数 据 只是温度表指示 ， 无记忆功能 、 测量误差 大。当轴承少油或其 他因素致使电机温度突然升高而不能及时发现 ，持续高温会影 响电动机的绝缘， 损坏轴承， 严重时造成停机事故。 2 负压 静压 采集使用皮托管和压差计 ， 受外界影响测量 误差大， 如水银计吊挂不平衡、 皮管老化、 接口处漏气等， 使工作 人员对负压的记录值出现偏差， 当井下的风量不足时， 不能及时 发现， 容易造成瓦斯超限、 氧气不充足等事故。 3 风机整体的X及 Y方向的位移信号 振动信号 及喘振 信号在未安装微机监控系统前，只能凭借感觉判别风机是否出 现了过载 即小马拉大车 现象。人的误差因素有时会导致风机 收稿 日期 2 0 1 1 0 3 2 2 作者简介 高会平， 女， 1 9 7 3年出生， 2 0 0 7年毕业于太原理工大 学， 工程师， 0 4 8 0 0 0 ， 山西省晋城市 长时间过负荷运行 ， 造成电机温度升高和轴承过热， 成为风机连 续稳定运行的安全隐患。 4 电机温度、 轴承温度、 润滑油泵状态、 风门位置状态， 风 机的风压、 风量、 电压、 电流、 有功功率及功率因数等参数需要人 工 方式记 录， 它具有很大的局限性 。如人 工读 表精 确性 差 ， 主观 误差大； 巡检时间间隔大， 实时性差； 文本记录的可检索性差等。 2 P L C装置的系统结构 、 系统 组成 、 系统信号采集及 技术关键 2 ． 1 系统 结 构 P L C装置的系统结构如图 1 所示。 [ J 上 位 机H P L C 温 度 传 感 器 _ 电流 电压传感器 MO 模 I／ O 模块 l_ l 风速风量传感器 块 压力传感器 图 1 P L C系统结构 2 ． 2 系统组成 主扇风机实时在线监测系统有上位机 、智能数据采集装置 及现场传感器三部分组成。 1 上位机软件采用专业监控组态软件， 通过工业总线完成 与多种智能数据采集模块的通讯连接，上位机将接受的数据进 行还原显示、 存储、 形成报表 、 实时和历史曲线， 可实现打印、 报 警、 网络通讯等多种功能。 2 智能数据采集装置由模拟量输入模块、 数字量输入输出 模块、 电参数综合采集模块组成 ， 配合相应的信号变送装置， 完 成对压力、 温度 、 流量、 电参数等参数的采集处理， 与上位机进行 通讯， 实现数据上传。 3 现场传感器由温度传感器、 压力传感器、 振动传感器 、 位 置传感器等组成， 完成对温度 、 压力 、 振动、 位置等信号的测量， 将测量的模拟量经变送器调理为 4 2 0 m A标准信号，和数字量 信号一同送人相应的智能采集模块。 9】 山西科技S H A N X I S C I E N C E A N D T E C HN O L O G Y 2 0 1 1 年第 2 6卷第 3期 2 ．3系统信号采集 1 温度信号的采集使用 P T I O 0铂热电阻传感器， 通过与每 台电机接线腔内温度线及风机轴承分布温度线的连接来不间断 地进行测量。通过电机绕组、 风机轴承温度的变化， 使 P T 1 0 0产 生感应的电信号， 再通过连接线传输到采集模块上。 2 风压 、 风量测量部分 由引压装 置及变送单元组成 。本矿 采用轴流式通风 ， 引压装置安装在风机进 风 口处 ， 测压点用 4根 钢管焊接固定在风道横截断面上 ， 其上分布 8个弓 l 压探头， 经传 送管路送至差压变送器内，通过风压的变化引起变送器内产生 4 ～ 2 0 mA的电信号， 经连接线送入模块。振动信号的测量是由振 动传感器及变送器组成 ， 每台风机轴承外壳上装有4个按垂直及 水平方向分布的传感器， 当风机发生比较大的振动时， 振动传感器 也随之振动， 产生变化的电信号， 通过变送器送入采集模块。 3 风门位置状态通过安装在风门上的位置传感器与开关 量相连 ， 再送入采集模块 。 4 风机的电压、 电流、 功率等参数直接取 自风机高压盘内 的二次回路， 送人采集模块。 2 ． 4 技 术 关键 在采集温度信号时， 要使用专用的温度线； 采集压力、 振动 信号时， 必须注意接线的正负极与变送器内的正负极对应， 并要使 用抗干扰的、 带屏蔽的电线， 以减少外界对 4 ～ 2 0 mA信号的干扰。 3 利用 P L C实现主扇风机 智能化管理的优点 1 趋势曲线、 模拟仪表等多种形式显示， 可以进行比较形 象的、 立体的观看。动态图形直观地反映出设备工艺图形、 设备 具体位置和运行状态等， 例如 风门所处位置、 风流方向等。实时 参数有 风机的入口静压 、 风量 、 风速、 风机轴承温度、 风机振动 信号 、 电机绕组温度、 电机运行电压、 电流、 有功功率、 无功功率 、 功率因数、 累计电量 、 风机运行效率以及风机的运行状态、 风门 位置状态等。实时曲线可以观察各参数随时间的变化趋势， 帮助 分析和发现故障隐患， 以得到及时处理。 2 实时报警和历史报警功能当运行参数超出设定范围 时， 以声 蜂鸣器 、 光 红色指示灯 和计算机屏幕提示的形式发 出报警信息， 以提示工作人员， 并且 自动记录报警所发生时刻和 确认、 消失具体时间， 通过历史报警窗口可进行查阅， 便于追查 事故原因。 3 数据的存储和查询 系统对所有模拟量参数存入历史数 据库， 时间为一年， 可通过历史趋势功能查阅历史数据库任一记 录点的数据 。 4 自动报表功能 记录各参数每小时整点运行数据， 每天 自动形成 日报表代替人工抄录， 提供真实有效的运行数据。 5 联网功能 可以与其他计算机及矿局域网连接 ， 便于实 现信息共享和远程监控。 4 结束语 东风井自利用 P L C实现主扇风机的智能化管理以来，运行 平稳 ， 能直观地 了解风机的运行状态， 及时解决所发现的问题， 避免了故障停机对安全生产的影响，产生了积极的经济和社会 效益 。 I nt e l l i g e nt M a na g e me nt o f t h e M a i n Fa n wi t h PLC GAo Hu i p i n g ABSTRACT T h e r e e x i t s u c h p r o b l e ms i n t h e ma i n f a n o f Do n g f e n g Mi n e o f Gu k u a n g C o a l mi n e a s t o o s i mp l e mo n i t o rin g s y s t e m， l o w mo n i t o ri n g p r e c i s i o n o f s o me k e y p a r a me t e r s ，i mc o mp l e t e mo n i t o ri n g c o n t e n t a n d f a i l u r e t o r e a l i z e i n f o r ma t i o n s y s t e m i n t e g r a t i o n ． T h e a u t o ma t i c mo n i t o rin g a n d i n t e l l i g e n t ma n a g e me n t o f t h e ma i n fan i s c a r r i e d o u t wi t h P L C ， wh i c h r e a l i z e s t h e r e a l - t i me mo n i t o ri n g a n d a l a rm - i n g o f t h e p e rf o r ma n c e ， s t a t u s a n d mo t o r e l e c t ri c a l p a r a me t e r s t o e n s u r e t h e e c o n o mi c a l a n d r e l i a b l e o p e r a t i o n o f t h e ma i n fan ． KEYW ORDSP L C； ma i n f a n ； i n t e l I i g e n t ； ma n a g e me n t 上接 第 9 0页 Li f t i ng Co ns t r uc t i o n Pl a ns o f t h e M a n ho l e s o f Ur ba n Ro a d s KANG Xu e f e ng ABSTRACT T h e c a u s e s o f t h e p r o b l e ms o f t h e s i n k i n g a r o u n d t h e ma n h o l e s a n d t h e i n c o n f o rm i t y o f t h e c r o s s a n d l o n g i t u d i n a l s l o p e s o f u r b a n r o a d s a r e a n a l y z e d a n d s o me s o l u t i o n s a r e p r o p o s e d ． KEYW ORDS u r b a n r o a d； ma n h o l e v i c i n i t y ； s i n k i n g ； c o n s t mc t i o n p l a n 92