利用PLC实现对主扇风机智能化管理[1]..doc

利用plc实现主扇风机智能化管理高会平（晋煤集团古书院矿 山西 晋城 048000 ）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（plc）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：利用 plc 实现 主扇风机 智能化 管理引 言：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，故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。我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我矿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。一、利用plc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进行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，成为风机的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。二、plc装置的系统结构、系统组成、系统信号采集及技术关键1、系统结构i/o模块报警系统plc上位机a/o模块温度传感器压力传感器风速风量传感器电流电压传感器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420a标准信号，和数字量信号一同送入相应的智能采集模块。3、系统信号采集：（1）、温度信号的采集使用pt100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的进行测量。通过电机绕组、风机轴承温度的变化，使pt100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。我矿采用轴流式通风，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个引压探头，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420ma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，振动传感器也由于随之振动，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，送入采集模块。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420ma信号的干扰。三、利用plc实现主扇风机智能化管理的优点：、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。、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。、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。、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。、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。结束语：东风井自利用plc实现主扇风机的智能化管理