基于PLC和组态软件的煤矿风机监控系统的设计.pdf

C h in a S c i e n c e T e c h n o lo g y O v e r v i e w 信息技术 基于P L C 和组态软件的煤矿风机监控系统的设计 张乐乐 李强 中安联合煤化有限责任公司朱集西煤矿， 安徽淮南 2 3 2 0 0 0 I[ 11 要】 本文主要对煤矿内使用的风机监控系统在P L c技术下的应用进行了介绍， 在该系统中主要对传感器以及变频器进行了有效应用， 可以 实时对风机在运行时的状态和发生的故障进行监控， 使风机在远程监控的过程中获得综合保护， 矿井的安全生产也得到了非常有效地提高。 【 关键词】煤矿 P L C 技术 风机监控 系统 煤矿在井下生产的需要有非常可靠的安全性。 依据过往的统计 事故， 井下出现安全隐患有很大一部分因素是因为通风不顺畅、 风 机设备发生故障。 所以， 在矿井下必须保证风机在正常条件下运行， 实时保持空气畅通、 及时排除毒害气体。 在实际的工作需求中， 一般 通过计算机控制、 传感器、 网络以及变频技术调节和控制风量的大 小， 有效的诊断风机出现的故障， 依照实际需求对风机进行自动控 制， 实时在线监控风机在运行时的状态对矿井生产安全l胜的提高有 着极其重要 的意义 。 1风机在线监控系统的功能特点 1 ． 1功 能 风机的在线监控能够实现自动化控制风机的起、 停以及正反转 的过程， 在风机的运行过程实时监测和存储数据且可以及时共享在 网络中。 运行时如果发生异常可以及时发出警报， 可以有效避免人 工观察数据时存在的纰漏。 系统能够封锁P L C 信号， 从而变 自动控制 为手动控制。 1 ． 2特点 1 系统具有较高的稳定性。 系统使用集成电路， 对所需要的元 器件的使用寿命基本没有影响， 而且P L C 控制系统对煤矿生产的恶 劣环境可以有更加良好的适应。 2 有较高的自动化集成度。 系统能够实现自动控制风机 ， 自动 收集风机的运行参数， 在发生故障时也可以发出报警。 而且该系统 也留有可以扩展的空间， 能够实现风机的在线故障诊断。 3 操作安全性提高。 对应操作系统的不同， 该系统对应的密码 保护级别也不同。 在平时的操作中风机的起、 停都需要级别比较高 密码保护， 有效防止非专业人员的误操作， 从而可以最大限度地保 证风机在安全稳定的条件下运行。 2风机监控系统硬件设计 风机监控系统主要分为自动调整风量与 自动监控风机运行状 态， 系统硬件主要以P L C 技术为核心， 其余组成部分还包括传感器、 变送器、 温度巡检仪、 报警器以及上位机等， 通过组态软件进行监 控。 在设备的控制层， 采集输出数据信号主要使用控制柜来完成数 据信号。 再通过变频器来调节送风量， 在保证矿井中的空气质量符 合规定标准的同时也可以对风机高效使用， 从而节约资源。 使用P L C 技术组成模块主要分为 电源、 C P U、 模拟量输入以及 通讯模块等。 需要对数据进行实时采集， 以及采集风门的状态和温 度报警的状态， 也担负着风门开关驱动、 风机的起动、 停止以及正反 转的任务。 而精确地采集运行参数是对系统自身稳定运行的重要保 证 ， 风机监控系统主要使用具有变送器且标准输出电流范围在4 ～ 2 0 mA之间的传感器， 有效地使传输信号放大， 从而保证系统远端可 以准确稳定地接收对信号。 判断风机在工作过程中的状况与发生故障的信息的依据是对 其振动参数进行判断， 通过传感器进行风机轴承的振动检测， 与之 前预先设置的振动峰值等信息相比较， 来对风机在当前运行的状况 进行判断， P LC 技术主要用来获得在轴承位置传感器产生的振动信 息， 比较之后能够获得风机潜在的故障影响， 为以后的检修维护提 供主要的依据。 3风机监控系统软件设计 风机监控的软件系统设计主要分为监控上位机的设计以及总 控中心P L C 技术部分的设计。 这两部分的软件在通信实现后可以共 同控制整个系统。 P LC 程序部分主要使用的开发工具是S T E P 7 ， 该工具主要功能 包括主控程序、 初始化系统、 收集采样测试参数、 模拟量输入、 模拟 量输出以及诊断故障报警等。 在初始化系统的部分既包括初始化各 种预先设置的参数值， 还具有检测硬件系统和电源等， 在确认程序 正确无误之后， 完成该系统的启动控制。 P L C 程序主要依据风机操作 规定的标准流程进行设计， 所以该程序必须按照操作风机标准规定 执行流程， 设定前， 必须是在之前规定的一个步骤已经完成以后， 才 可以执行下一个步骤的程序， 以此来保证该系统可以在稳定和可靠 的条件下运行。 比如说， C P U在没有监测出风门应该具有的开到位 以及关到位发出的信号的时候， 控制风机启动以及停止控制的设计 程序就绝对不可以被执行。 上位机的组态软件设计主要通过组态王6 ． 5 进行， 此软件具有 比较方便高效的构建工程， 能够较快地完成上位机监控软件的界 面， 从而为能够满足在控制风机的过程中需要的各类设计报表提供 出报表系统和非常丰富的内部函数。 在获得风机运行过程中的各种 参数以后， 上位机进行实时画面模拟， 在对实时数据进行显示、 提供 报表查询以及提前预警故障等几项措施完成对风机的监控。 4结语 确保煤矿风机可 以稳定的运行是提高矿井生产的安全性的重 要依据， 本系统的设计是使用变频器对风机进行调速， 节约能效， 增 大效率， 增加风机可以使用的寿命， 对于平时的维护提供出了大量 的数据， 再应用P C 机和P LC 技术进行通信， 实现长距离对风机进行 自动控， 从而极大地提高了企业在生产过程 中的自动化水平， 有效 地缩减了人力消耗， 实现风机设备的无人值守。 2 0 1 5 年1 月上第 0 1 期总第 2 o 5 期4i