主扇風機在線監控系統

　　煤礦井下風機是對礦井送風的重要設備，風機工作的狀態，關系到對礦井送風的質量。目前內大部分礦井采用的風機監測還是模擬儀表，工作人員要在現場抄表，在風機出現故障時需要手工切換工作設備，并人工上報故障信息，風機運行的可靠性和實時性都無法滿足需要。
　　
　　為保證煤礦井下安生產，需對風機的工作狀態進行監視，并根據現場環境的風壓、風量、溫度等實際情況，有地控制風機的送風量，既要滿足對現場空氣的要求，為煤礦的安生產提供可靠保證，也要避免過量送風，降低能源消耗。
　　
　　1.系統簡介：AKYJC通風機在線監測系統是應用于大型通風機運行監測的裝置。主扇風機在線監控系統以標準“通風機空氣動力性能試驗方法”和煤炭行業標準“煤礦用主要通風機現場性能參數測定方法”為依據，應用工業計算機檢測技術和的有研究成果對礦用大型通風機的運行狀態進行連續在線測量與處理，以多種方式提供通風機運行狀態的各種數據，保障通風機的安運行和方便通風機的性能測試，并為多種功能擴充提供方便的條件。在眾多煤礦中有著成功的應用，深受客戶好評。
　　
　　2.系統功能與特點
　　
　　2.1系統功能：系統的主要功能有：實時監測通風系統參數、通風機的性能參數、電機的電氣參數、軸承溫度、電機振動、數據管理、報表管理、性能測試、遠程通訊等，詳述如下：
　　
　　實時監測通風系統入口靜壓、入口溫度、風量。
　　
　　實時監測通風機性能參數：流量／靜壓率。
　　
　　實時監測風機配用電機的電氣參數：電流、電壓、功率。
　　
　　實時監測軸承溫度并在超限時報警。
　　
　　實時監測定子溫度并在超限時報警。
　　
　　實時監測電機振動。
　　
　　數據實時顯示、存儲、查詢、打印。
　　
　　報表自動生成、存儲、查詢、打印。
　　
　　兼容多種際計算機通訊協議（FTP、IE），方便與廠監控系統的連接。
　　
　　支持遠程Web信息發布功能。
　　
　　實現現場自動控制：例如控制風門的啟閉，變頻器的啟停，以及實現風機自動倒換。
　　
　　實現故障時自動備用風機切換或工頻切換（根據客戶要求）。

　　該系統以工業控制計算機為核心，配以各種外圍設備組成，在軟件的控制下，完成數據的采集、分析等工作，以圖表等多種形式顯示在顯示器上，并傳輸到指定地點。各部分的工作過程簡述如下。
　　
　　電氣參數的監測：電氣參數指配套電機的電流、電壓、功率、率等。選用精度高、可靠性好的電量采集模塊將來自電壓、電流互感器二次側的電壓、電流換成標準電信號，再送給計算機進行處理。
　　
　　氣體流量的監測：在AKYJC系統中，氣體流量的監測是依據氣體流經變截面構件時所形成的靜壓差經過科學的計算方法獲得。
　　
　　風機振動的監測：選用優質的振動變送器監測風機的振動烈度。
　　
　　信號采集與轉換：由變送器輸出與各種被測信號成比例的電流量，低通濾波和電壓/電流變換后送到安裝在工業控制計算機內的數據采集模塊，在軟件的配合下完成將被測的模擬電壓/電流量轉換為數字量。
　　
　　系統的通訊：監測結果可通過網卡實現局域網內或Internet上的數據公享。

　　
　　4.系統的組成架構
　　
　　系統可根據實現功能的不同分為供電、監測、控制、報警、報表以及數據共享發布六個部分。六個部分相互合作，共同保證系統的穩定、可擴展等性。

　　4.1系統供電部分
　　
　　系統供電部分是指整個控制系統的電源供應，由于風機對于煤礦安生產的重要性不言而喻，AKYJC通風機微機監測系統的電源供應以穩定性為側重點，采用AC220V和高壓主電源降壓隔離后雙路供電，另外加裝UPS電源，可保證系統電源部斷掉的情況下，控制部分還可以工作30Min，以確保生產安和用戶數據安。
　　
　　4.2系統監測部分
　　
　　系統監測部分主要由外部風壓、風量、振動、溫度、電流、電壓等各種傳感器以及組態生成的監測畫面組成。監測畫面直觀、生動的表現了現場各個監測點的運行狀況，使操作人員對整個現場運行工況有著清楚的認識。
　　
　　4.3系統控制部分
　　
　　系統控制采用西門子S7-300系列PLC，借助西門子公司S7系列PLC可靠的性能、強大的數值處理以及邏輯運算能力，可實現風機的自動啟停、自動倒換和
　　
　　“反風”運行等順序控制功能和風機的自動調節功能。其中順序控制程序具有五類十種運行流程：兩臺風機正風啟動、反風啟動、風機停止、不停風的正風倒反風和不停風的反風倒正風等。而自動調節控制程序則具有倒換風機預警、定時反風預告、風量調節預報和風量自動調節控制四類程序。其中，風量自動調節控制程序，根據礦總工程師批準的限值范圍進行。
　　
　　另外，PLC還可配置以太網通訊模板，能通過工業以態網通訊協議，RJ45接口，與上位監控計算機和礦井調度中心計算機聯網，上傳通風機監控參數，并能支持遠程編程和遠程診斷。
　　
　　整個系統保有15%的裕量，可供客戶以后方便的根據工藝要求進步擴充系統。
　　
　　4.4系統報警部分
　　
　　系統報警有溫度、振動、變頻器等重要預警、報警，可在報警發生時，發出相應的聲音報警，并顯示相應報警信息，有助于現場維護人員提前排除故障，為整個通風系統的安穩定運行保駕護航。
　　
　　4.5系統報表部分
　　
　　系統能夠以曲線、圖表等形式提供溫度、振動等信息，系統配有打印機，可隨時打印
　　
　　4.6系統數據共享部分
　　
　　系統所有變量值、報警等歷史記錄均采用數據庫技術，支持遠程Web發布，可在遠程查詢相關數據。在系統開啟遠程控制后，可借助分配授權的廠區局域網內的計算機實現系統遠程控制。
　　
　　系統以上六個部分實現不同的功能，通過有的組態方式，充分提高工廠自動化、信息化的程度。
　　
　　5、系統主功能有：
　　
　　1）、該系統采用西門子S7-300系列PLC，通風機及附屬設備的控制及保護部由通風機監控系統完成，系統具備無人值守功能。
　　
　　2）、系統能自動定期和故障切換風機，具備鍵反風功能，反風操作的時間小于10min。
　　
　　3）、反風有兩種操作方式，種是采用備用通風機反風，另種是采用工作通風機反風（需與電動蝶閥配合連鎖動作）；
　　
　　4）、有雙電源控制閥門電動執行機構，實現閥門的開閉，并監測到位信號；
　　
　　通風機的工作方式：分為自動、手動、檢修三種方式。
　　
　　a、自動方式
　　
　　自動起車、自動停車、自動轉換到備用通風機。
　　
　　按照預編程序、設置的閉鎖關系，在通風機房控制室能夠對通風機及其所屬設備（包括高壓變頻饋電柜）進行自動啟動、停止控制。
　　
　　b、手動方式
　　
　　當PLC或系統產生故障，不能進行自動控制時的操作方式。
　　
　　手動方式下，可以直接按遠方按鈕和就地操控通風機的起車、停車、轉換到備用通風機，此時高、低壓柜的所有轉換開關必須在“就地”檔位。具有與自動方式相同的閉鎖方式。
　　
　　c、檢修方式
　　
　　檢修方式用于在臺通風機正常運行時對備用通風機進行檢修和調試的方式，對通風機及其附屬設備進行單臺點動操作,通風機的運行類似于自動方式，其中進風由備用通風機的檢修門進風。通風機在上述“自動方式”和“手動方式”下正常運行時，計算機必須能夠對通風機運行狀態進行監測。
　　
　　6）、現場實時監測數據的各種動態圖形及數字顯示：以X-Y軸平面顯示實時監測數。X-Y軸圖形可以觀察到各參數隨時間變化的趨勢，有利于及時發現通風機的故障。
　　
　　7）、各種監測參數定時存儲在硬盤中，以便用戶進行數據報表的整月打印，也為管理部門（如通風科、調度室等）查看、分析有關數據，強化通風機的管理。系統共保存距當天3年的數據，其中每小時的數據存儲是小時的平均值。
　　
　　8）、工況點顯示、事故報警及追憶功能：可在風機的性能曲線上顯示通風機運行的工況點，風機運行出現異常時系統能在各相關界面給予報警提示和聲光報警并把距當前時刻小時內的各種參數及日期、時間等進行記錄以便事后理行故障分析。
　　
　　9）、數據濾波：由于工業監測監控環境比較惡劣，干擾源比較多，在進行數據處理之前，先對采樣值進行數字濾波，增強其有用信號，消除或減少各種干擾和噪音，以保證計算機系統的可靠性。在應用程序中采用復合濾波算法，復合濾波是中值濾波和算術平均濾波的綜合，這種濾波算法主要適用于壓力、流量等信號的平滑加工。
　　
　　10）、完善的在線幫助系統：在接到用戶請求幫助的消息后，Windows通過Windows的API函數WinHelp調用此程序，彈出個關于相關主題的幫助窗口，將用戶所需的幫助信息顯示出來。操作人員可隨時查詢幫助文件，解決操作中遇到的疑難問題。
　　
　　11）、系統能實現通風機房與管理部門的計算機聯網（通訊光纜由用戶敷設）。與礦井自動化的聯網方式需與自動化系統供應商另外協商聯網相關的技術協議。
　　
　　12）、計算機隨時顯示通風機的各項性能指標：風量Q，壓（P），靜壓（Pst），靜壓率ηst，風機前后軸承溫度，風機開停等。上述量可通過計算機屏顯示，并可繪制性曲線，也可通過打印機輸出，作為記錄。并對風機故障進行報警。
　　
　　13）、AKYJC的集中控制系統（簡稱PLC集控系統）是以西門子PLC系列為中心，實現對配電屏的遠程遙控操作。系統可實現對配電屏重要開關量信號的采集與顯示，各重點控制量的PLC觸摸屏控制功能。系統結構先進，設備性能可靠。
　　
　　14）、本系統選用高靈敏度的傳感器作為外部的轉換器件，并將采集到的信號利用先進的通訊手段傳輸到有關技術部門的微機中，組成以微機為核心的數據采集和處理單元，控制所有量的采集、處理和打印系統。所以整個系統具有功能強，測試速度快，精度高，抗干擾能力強及可靠性好的優點。
　　
　　5. AKYJC對計算機硬件的要求
　　
　　風機作為煤礦的四大安設備之，其風機的在線監測配套系統也隨之占有重要的地位，于是對系統的穩定性的很高的要求。AKYJC系統選用世界知名品研華或者研祥工控機作上位機，以滿足使用需求；傳感器采用內知名廠家的產品；數據采集采用際知名品臺灣泓格的采集模塊作為穩定信號的連接處理；對于邏輯控制等采用Siemens PLC，或者根據客戶要求來選擇。
　　
　　AKYJC系統包含以下硬件設備：
　　
　　1.監控設備：研華或嵌入式工控機、UPS、打印機
　　
　　2.傳感器：溫度、負壓傳感器，振動傳感器
　　
　　3.變送接收器：變送以及接受傳感器信號的模塊
　　
　　4.2.2米標準PLC控制柜（內含各類采集模塊，siemens-300 PLC，低壓電器等）
　　
　　5.計算機桌以及其它附件
　　
　　我公司本著對客戶負責的態度，提供優質周到的服務。根據現場具體情況提供硬件安裝服務，并可根據需要為操作及維護人員提供相應培訓，保障優質的售后服務。

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