基于S7—300和WINCC的矿井主风机稀油站监控系统.pdf

第 3 O卷第 l 1 期 2 o 9 9年l 1月 煤 矿 机 械 Co a l Mi n e M a c h i n e r y Vo l - 3 O No ． 1 1 NO V ． 2 0 O9 基于S 7 3 0 0 和WI N C C的矿井主风机稀油站监控系统 宋平平 ’ ，宋艳丽 ， 牛慧娟 1 ． 中国矿业 大学 化工学 院，江苏 徐卅l 2 2 1 0 0 8 ； 2 ． 武汉交通职业学院 ， 武汉 4 3 0 0 6 2 摘 要 介 绍稀 油站 的 工作 原理 ， 分析 稀 油站 的监 控要 点 ， 采 用西 门子 P L C控 制 器 ， WI N C C组 态软件 设计 稀 油站 的监控 系统 ． 对稀 油 站进 行 自动控 制 ， 并将数 据 上传 ， 提 高 了矿 井机 房 的 自动化 和 信 息化水 平 。 关键 词 稀 油 站 ； P L C WI N C C ；监控 系统 中图分 类号 T H 4 3 文 献标 志码 A文章 编号 1 0 0 30 7 9 4 2 0 0 9 l 1 0 0 1 3 70 3 M o n i t o r i ng S y s t e m o f Di l ut e -o i l St a t i 0 n i n Co a l M i ne Fa n Ba s e d o n S 7 3 0 0 a nd W I NCC S ON G P i n gp i n g 。 S ONG Y a nl i ，N I U Hu i j u a n 1 ． C h e mi c a l I n d u s t r y C o l l e g e ，C h i n a Mi n i n g a n d T e c h n o l o g y Un i v e r s i t y ， Xu z h o u 2 2 1 0 0 8， C h i n a ；2 ． Wu h a n T e c h n i c a l C o l l e g e o f C o m mu n i c a t i o n s ， Wu h a n 4 3 0 0 6 2 ， C h i n a Abs t r a c t The wo r k i n g p r i n c i p l e o f t h e d i l u t e-o i l s t a t i o n i s i n t r o d u c e d ．Th e mo n i t o r i n g po i n t s o f t h e d i l u t e o i l s t a t i o n a r e a n a l y z e d ．T h e mo n i t o r i n g s y s t e m o f t h e d i l u t e o i l i s d e s i g n e d b y t h e P L C a n d W I NCC．Th e d i l u t e-o i l c o u l d be a u t o ma t a b l e c o nt r o l l e d．Th e d a t a c o ul d b e u pl o a d e d ．T he a u t o ma t i o n a n d i n f o r ma t i o n a r e i mp r o v e d ． Ke y wor ds d i l u t e o i l s t a t i o n；PL C ；W I NCC；mo n i t o r s y s t e m 统 的方式是单纯人工使用专用扳手配合加力杆 ， 费 通过增减输送带数量 ， 调节输送带松 紧程度来 力又费工 ； 后来采用千斤顶加棘轮 、 棘爪的拆装机 ， 减小或增大导向套的旋转力矩。 虽然可 以节 省一 部分 人力 。但 由于千斤 顶 的伸缩 为 3立柱 拆装 机 的特点 及应 用 间隔性 ， 并不 省工 。 因此 ， 采 用新 的动 力方式 ， 使 导 向 3 。 1 立柱 拆装 机 的特点 套 的拆 装实 现 连续 化 、 自动 化 ， 设 计 、 制 造 一 台既 省 1 结构 简单 ， 外 形尺 寸小 ； 力又省工的立柱拆装机 ， 是非常必要 的。 2 操作简单 ； 2设计 内容 3 旋转 力矩 可调 节 ； 立 柱拆 装 机 见 图 1 主要 由 电动机 、 减 速器 、 固 4 旋 转 运动平 稳 、 连续 、 快 速 ； 定 底 座 、 活 动底 座 、 活 动 尾 座 、 千 斤 顶 、 操 纵 阀 等 部 5 能 完 成 导 向套 的 拆 装 ； 活 柱 、 加 长杆 的 安装 分 组成 。 等 多项 功 能 。 图 1 拆 装 机 结 构 示 意 图 1 ． 周定底座2 ． 电动机3 ． 三角带4 ． 减速器5 ． 四爪 卡头6 ． 立 柱 7 ． 调位千斤顶8 ． 活动尾座 9 ． 活动底座1 0 ． 操纵 1 1 ． 5 1 降 下厅顶 电动机经输送带传动 ． 减速器减速后通过 四爪 卡头带 动导向套旋转 ， 为导向套 的拆装提供旋转动 力 水 平 工 位 虚 线 所 示 时 ， 通 过 收 缩 调 位 千 斤 顶 ， 调整立柱位置 ， 使四爪卡头夹紧导向套 ； 垂 直 工 位 实 线 所 示 时 ， 放 置 立 柱 ， 安 装 活柱 和加 长杆 ； 3． 2立柱拆 装机 的应 用 使用立柱拆装机可 以大大降低工人 的劳动强 度 。人_丁仅用于操作操纵阀 、 夹紧卡头 ， 其他操作 自 动完成 。 使用立柱拆装机可 以大大提高工人 的劳动效 率 。电 动机 经减 速 后 输 出转 速 为 1 5 r ／ ra i n ， 导 向套 的拆装仅用 2 ～ 3 m i n ，比单纯人工或老式拆装机提 高 效率 3 ～ 5倍 。 由 于旋转 力 矩 可 调 ． 因此 采 用 适 当 的力 矩 可 以 提高导 向套 的安装质量。 通过近年来 的使用 ， 立柱拆装机具有较好的综 合性能 ， 有效地减轻 了立柱检修的压力 ， 取得了较 好的经济和社会效益。 作 者简介 李耀东 1 9 7 3 一 ， 安徽淮北人 ， 毕业于焦作 矿业学 院矿 山机械 专业 ， 皖北煤电集团公司机械总厂 一分厂T程 师， 电话 0 5 5 7 3 9 8 3 6 0 6 ， 电子信箱 l y d z c x 1 6 3 ． c o n 1 ． 收 稿 日期 2 0 0 9 0 5 2 4 V o 1 ． 3 0 N o ． 1 1 基于 S 7 3 0 0和 WI N C C的矿井主风机稀油站监控系统宋平平， 等 第 3 0卷第 1 1 期 0引言 煤矿生产过程中会产生大量粉尘及 部分 瓦斯 气体 。 为保障井下工人的工作还需向井下输送新鲜 空气 。 因此矿井主风机是煤矿安全生产的关键设备 之一。稀油站作为风机轴承的润滑和冷却设备 ， 为 保障矿井主通风机的安全运行发挥极大作用 ， 陕西 亭南煤业集团风机房选用 G A F 2 5 1 5 一 I型对旋轴 流式风机 ， 该风机配 X Y Z 一 4 0 G稀油站。本系统选用 西门子 P L C作为控制器，西 门子 WI N C C组态软件 设计上位监控界面。通过对稀油站的控制 ， 降低 了 风机故障率 ． 延长了风机使用寿命。 1控制 系统分析 G A F型矿用轴流风机成套配置油箱润滑， 从稀 油站引一路油管至电机轴承座， 使轴承座 内润滑油 循环流动。当稀油站工作时 ， 低温润滑油经油泵从 油 箱吸 出 ， 经 单 向 阀 、 双筒 网式 滤油 器过 滤 后 ， 被送 至风机轴承润滑点 ， 带走热量 ． 降低轴承温度 ， 产生 高温润滑油回流至油箱 。正常工作时， 油泵一台工 作 ， 一台备用。当油箱内润滑油温度高于整定值时， 冷却风扇工作 当油箱润滑油温度低于整定值时， 加热器工作 ，直至油箱润滑油温度恢复正常温度 。 其结构如图 1 所示 。 系统控制方式分为手动控制和 自动控制 2种。 在手动方式下运行 ． 各油泵独立运行 ， 系统不对其 控制 ， 但包括采集数据显示和故障报警系统 。该方 式主要用 于设备试验阶段 ，属于单机人工控制模 式。在 自动控制方式下运行 ， 系统 自动将 l 油泵设 定为主用 ， 2 油泵设定为备用，当主用油泵启动后 ， 如果油压下降， 降至整定值则备用油泵启动 ， 将油压 打至额定油压 ， 然后备用泵停止 ； 当备用泵启动后 ， 如果油压仍然继续下降， 最后降至事故低油压， 则立 即发出事故低油压报警信号 此外 当系统判定某 台 油泵发生故障后， 将 自动启用备用泵， 故障信息上传 至上位机 ， 发出报警信号 ， 以便工作人员进行及时 处理 。系统设置的故障报警信号还包括 油箱油压 异常、 油箱油位异常 、 油箱油温异常 、 传感器故障 、 高油压报警 、 事故低油压报警 、 回油 口处油温异常、 备用泵启 动报警 、 接触器或软启动器故障 、 各类传 感器故障等。此外还可以通过 P R O F I B U S或工业以 太网等多种通信方式 ， 将数据上传， 实现远程监控。 根据稀油站 的控制要求 ， 由P L C完成各种信号 的控制 、 传递和闭锁 ， 并把数据上传至上位计算机 ， 在组态界面上显示各种所需参数。系统的构成是由 上 位计算机 、 P L C 、 各传感器组成 ， 其结构如图 2所 示 匡 卜臣 圃 臣蔓] l--------，-．． ．．．- _ J 第 3 O卷第 1 t期 2 O 0 9年 1 1月 煤 矿 机 械 Co a l Mi ne M a c hi ne r y V0 I ． 3 ON0 ． 1 l NO V ．2 0 o 9 矿 用乳 化 液 泵 用滑 块 的 结构设 计 杨雷 亭。赵兴涛 。 杨师斌 河南城建学院 ，河南 平顶 山 4 6 7 0 4 4 摘 要 介绍 了矿 用乳 化 液 泵滑块 设计 中应 考虑 的技 术 问题 ，提供 了 目前 国 内较 为成 熟 的设 计方案． 为矿用乳化液泵的设计和研究人 员提供 了参考。 关键词乳化液泵；动摩擦力；热胀 系数 ；换向冲击 中 图分 类 号 T H3 1 文献标 志码 A文 章编 号 1 0 0 30 7 9 4 2 0 0 9 l l一0 0 1 3 90 3 De s i g n o f M i n i n g Em ul s i o n Pu m p wi t l l S l i de Bl o c k St r u c t ur e YANG Le i t i n g，ZHAO Xi n g t a o，YANG S i ft b i n He n a n Ur b a n C o n s t r u c t i o n Un i v e r s i t y ，P i n g d i n g s h a n 4 6 7 0 4 4， C h i n a Ab s t r a c t Va r i o u s t e c h n i c a l p r o b l e ms c o n s i d e r e d i n t h e d e s i g n o f mi n i n g e mu l s i o n p u mp a n d t h e d o me s t i c ma t u r e s c h e me s f o r mi n i n g e mu l s i o n p u mp d e s i g n a r e i n t r o d u c e d a n d r e f e r e n c e b a s i s t o t h e r e s e a r c h e r s i s p r o v i d e d ． Ke y wor d s e mu l s i o n pu mp；d y na mi c f ric t i o n；e x p a n s i o n c o e f fic i e nt ；i mpu l s i o n 0前言 滑 块 设 计 矿 用 乳 化 液 泵 为 卧式 三 柱 塞 或 五 柱 塞结构 ， 其优点 是工作可靠 ， 输 出压 力高 ， 适应 性 强 。但设 计 不 当或 者 考虑 不 周 ， 也 会 出 现这 样 或 那 样 的问题 ， 其 中滑 块 的结 构 问题 是 一 个 比较 典 型 的 问题 1 滑块 与连 杆 的联接 问题 滑 块 与 连 杆 的 联 接 问 题 是 一 个 比较 重 要 的 问 题 ． 处 理 不 当 ， 造 成 滑块 与 连 杆 的联 接 脱 离 或 者 滑 块 中间断裂 。 都会造成整台泵的彻底损坏。目前 ， 国 图 3稀 油 站 控 制 系统 流 程 际 国内普遍 采用 的均为 图 1 a 所示 结 构 。 这 种结构 联接可靠 ， 使用安全 ， 但缺点是对曲轴上轴颈的轴 向加工精度及曲轴组件的安装调整精度要求较高 ， 这对于生产 厂家来说 ， 问题并不十分突 出， 但 对煤 矿维修工人来说却是一大难题 。由于煤矿维修工人 的基础和技能大多达不到处理复杂问题 的能力 ． 所 以生产厂家不得不增加售后服务人员 ， 服务成本提 高 。 图 l b 所示结构为滑块与连杆联接的一种新 型结构 ， 采用球面副连接对零件 的装配调整要求大 4结语 本系统已在陕西亭南煤业集团稳定运行 O ． 5 a ， 为煤矿安全生产提供了保障 ， 同时也提高 了煤矿风 机房的 自动化水平 。 基本可以实现风机房 的无人职 守 ， 为煤矿企业创造 了巨大的经济效益。 参考 文献 [ 1 ] 廖常初 ．S 7 3 0 0 ／ 4 0 0 P L C应 用技术 [ M] ． 北京 机械 工业 出版社 ， 2 o o 7 ． [ 2 ] 时宗林． 稀油站 自动控 制的改造方案 [ J ] ． 煤矿机械 ， 2 0 0 2 ， 2 3 2 5 7 5 8． [ 3 ] 深 入浅出西 门子 WI N C C V 6[ M] ． 北京 北 京航空 航天大学 出版 社 ． 2 0 0 4 ． [ 4 ] 西 门子 中国 有 限公 司 自动化与驱动集团． S I MA T I C WI N C C组态 手册 [ K] ． 1 9 9 9 ． [ 5 ] 西 门子 中国 有 限公 司 自动化 与驱动集团． S I MA T I C WI N C C通讯 手册 [ K] ． 1 9 9 9 ． 作者 简介 宋平平 1 9 8 5 1 ， 山东济 宁人 ， 中国矿 业大学硕 士研 究 生 ． 矿物加丁 专业 ， 主要从事煤 矿过程 自动化控制 及通讯 方面的 研究 ． 电话 0 5 1 6 8 3 9 9 5 3 6 8 ． 电子信箱 s o n g p i n g p i n g c u m t 1 2 6 ．c o rn． 收稿 日期 2 0 0 9 - 0 5 2 6 1 3 9