煤矿压风机远程监控系统设计

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1、煤矿压风机远程监控系统设计摘要：为解决煤矿压风机系统过度依赖现场操作人员，且无法实时监测系统状态，同时又能减轻操作人员工作强度，提高煤矿压风机系统智能化程度。应用现代计算机、自动控制，以及通信等技术，实现远程实时监测压风机系统运行参数并远程控制压风机系统运行。所述基于IFIX组态软件设计的煤矿压风机远程监控系统，在实际应用中实现了对整个压风机运行状态的实时监测、显示、控制和报警。关键词：压风机；远程监控；IFIX;组态软件；上位机中图分类号：TB文献标识码：A文章编号：1672-3198(2015)210203011可编程控制器PLC带负载能力较强，又同时具有逻辑处理功能和数

2、据运算能力，能够适用在各种工业数字控制环境下，并且一般可以直接驱动电磁阀和交流接触器等。随着PLC通信能力和网络模块的增强，可以很方便就能组成各种控制组或控制系统网络。PLC选型需从两个方面考虑。其一，所选PLC的I/O点数不仅要能满足应用的需求，并且要留有适当的余量。通常在选用时只需要在输入输出点数的基础上再增加10%〜20%的余量作为估算数据即可。其二，选用的PLC存储器的容量无需太大，能满足程序的存储即可，但同样也要留有一定储器余量。其估算数据同时与数字量和模拟量的I/O点数、控制要求等相关。通常选用芯片的存储量为数字量V0点数的10〜15倍，再加上模拟I/O点数的10

3、0倍，另外再加此数的25%作为余量。综合考虑本应用的实际情况，型号S7-300系列的PLC不仅具备强大的稳定性、丰富的扩展性、充足的指令集等功能外，并同时满足本系统所需I/O点数、存储器的容量、兼顾了适当的功能冗余和经济性，因此本系统选用S7-CPU315作为核心微控制器。2压风机系统组成结构本压风机组由四个机组组成，各机组均能够完成对各自机组运行状态的监测控制，检测数据包括压力传感器的测量值、温度传感器的测量值、电流互感感器的测量值、电压互感感器的测量值等，核心组建控制柜采用英格索兰公司的SG控制器。各传感器采集到的数字信号经过SG控制器送到PLC中，在PLC中完成对数据的

4、分析处理，显示在控制机房中的上位机里。同时操作人员还可以根据管网压力等相关参数的监测情况对压风机系统设备手动执行启动、停止等操作行为。控制系统结构如图1所示。控制系统可划分为3层，如下：现场控制层主要通过自带的SG控制器与各传感器相连，根据采集的数据或远程命令进行本地控制。监测的数据有排气压力、排气温度、冷却水温度、电机定子温度、风包温度、润滑油温度、冷却水压力、润滑油压力检测等。根据设定参数，通过SG控制器控制压风机的运行。中央监测层的主体是PLC控制器，主要负责接收现场控制层中传过来的风机信号参数，经过计算处理将数据送到远程控制层的上位机里，同时接受上位机对风机启停、反转

5、及调速等控制指令，执行内部梯形图程序对分站中的风机分别操作，另外在包含有PLC的在线监测柜中还连接着一些辅助设备，如小型断路器、熔断器、中间继电器及端子排等，对PLC中关于开关量和模拟量的内部电路进行保护，并保证其运行平稳。远程监控层主要通过位机组态软件对现场控制层的操作，同时实时监控压风机的系统状态、设定好参数以及相关报警提示提示信息，更重要的是记录整个压风机控制系统的运行状态数据。对整个压风机系统的操作均通过上位机对下位机发送操作指令，然后由下位机执行各种控制，例如启停、调度等。当系统检测到出现故障时，上位机同样能够即时显示出故障时的参数值并发出相应的声光报警。由于设定好

6、了故障提示参数，操作人员便可很容易发现具体的故障类型，及时采取应急控制措施，最大限度的减少系统损失。3上位机监控系统上位机建立在Windows7操作系统平台中，使用研华工控机作上位机监控系统。压风机监控系统采用“IFIX”监控软件可视化的监控画面在工控机上建立人机接口，有利于对现场实时监控。IFIX具有一个集成开发环境Intellution工作台，工作台具有先进完善的图形生成功能。组态软件具有设备驱动程序丰富和组态方式灵活等优点，同时还具备数据链接的功能。组态软件通过I/O变量与外部设备连接进行数据交换，下位机则通过485总线和上位机进行数据交换，进而实现了上位机对现场压风机

7、的远程监控。上位机的功能主要概括为以下四个方面：监控画面、报警系统、报表的打印和用户权限管理。3.1监控画面监控系统画面由图形编辑器中的基本元件或图形库中的对象制作而成，将相应的变量与每个对象一对一连接，现场传感器检测到数据经过PLC运算处理后实时的显示在画面中。上位机监控系统的监控画面主要组成包括：主流程界面、参数设定界面、报警信息界面、趋势曲线界面。操作员可以系统实时显示出了排气压力、排气温度、风包温度、压风机电流等模拟量。根据需要任意切换界面进行查看2主流程界面中，监控3.2报警系统报警系统用于实