风机监控系统-软件设计毕业论文

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1、( 此文档为 word 格式，下载后您可任意编辑修改！)本科生毕业设计设计题目：风机监控系统软件设计中国矿业大学毕业设计任务书毕业设计题目：风机监控系统软件设计毕业设计专题题目：毕业设计主要内容和要求：本文分析了基于MCGS的风机监控系统的软件设计, 并给出了一种实现方案。1、实时监测风机风压 （静压、全压）、风速风量、 轴承温度、定子温度、电网电流、电压、功率、电机与风机效率、风峒大气参数（温度、湿度、大气压力）等风机运行各种参数；2、监测风门位置、风机开停状态、反风信号和电机编号等风机运行多种状态信息；控制风门开关、风机启停；3、具有现场控制、远程控制、手动控制等多种控制方式。院长签字：指

2、导教师签字：毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外， 不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作者签名： 日指导教师签名： 日期：期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版

3、，并提供目录检索与阅览服务； 学校可以采用影印、 缩印、数字化或其它复制手段保存论文； 在不以赢利为目的前提下， 学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明： 所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。 除了文中特别加以标注引用的内容外， 本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。 对本文的研究做出重要贡献的个人和集体， 均已在文中以明确方式标明。 本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构

4、送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索， 可以采用影印、 缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：导师签名：日期：日期：年年月月日日注意事项1. 设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（ 300 字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论） 、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2. 论文字数要求： 理工类设计（论文）正文字数不少于 1 万字（不包括图纸、

5、程序清单等），文科类论文正文字数不少于 1.2 万字。3. 附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件） 。4. 文字、图表要求：1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画3）毕业论文须用A4 单面打印，论文50 页以上的双面打印4）图表应绘制于无格子的页面上5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档5. 装订顺序1）设计（论文）2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（

6、复印件）次序装订指导教师评阅书指导教师评价：一、撰写（设计）过程1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神 优 良 中 及格 不及格2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度 优 良 中 及格 不及格3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力 优 良 中 及格 不及格4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性 优 良 中 及格 不及格5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况 优 良 中 及格 不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格三、

7、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格建议成绩： 优 良 中 及格 不及格（在所选等级前的内画“”）指导教师：（签名）单位：（盖章）年月日评阅教师评阅书评阅教师评价：一、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？优良中及格不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格二、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中

8、及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格建议成绩：评阅教师：优良中及格（在所选等级前的内画“”）（签名）单位： 不及格（盖章）年月日教研室（或答辩小组）及教学系意见教研室（或答辩小组）评价：一、答辩过程1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况 优 良 中 及格 不及格2、对答辩问题的反应、理解、表达情况 优 良 中 及格 不及格3、学生答辩过程中的精神状态 优 良 中 及格 不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定

9、的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格评定成绩： 优 良 中 及格 不及格教研室主任（或答辩小组组长）：（签名）年月日教学系意见：系主任：（签名）年月日摘要随着我国信息化技术的发展以及安全生产要求的提高,我国大多数煤矿企业生产过程中都采用了各种各样的煤矿监控系统,然而，每年煤矿事故总是接连不断，一些统计数据表明， 瓦斯灾害事故是煤矿企业中经济

10、损失最大、死亡比例最高的重大事故之一。而预防瓦斯爆炸最主要的措施就是加强矿井通风，降低瓦斯浓度，因此风机监控在煤矿生产中就显得尤其重要。然而实际情况中常常出现控制工程人员缺乏计算机专业知识与计算机专业人员缺乏控制工程现场操作技术和经验的矛盾,极大地阻碍了监控系统工作效率的提高,这种矛盾由于工控组态软件的产生而得以解决。工控组态软件作为一种用户无需改变运行程序原代码的软件平台工具,为实现工业控制免去了大量烦琐的编程工作,在各个工控领域逐步展示了其独特的优势并日渐成熟。近年来 ,工控组态软件被逐渐应用到风机监控系统中,收到了良好的效果。MCGS 是国内比较流行且运行比较可靠的几种工控组态软件之一。

11、本文分析了基于 MCGS 的风机监控系统的软件设计,并给出了一种实现方案。关键词： 信息化技术 ; 瓦斯灾害事故 ; 风机监控系统 ; 工控组态软件ABSTRACTWithdevelopmentof ourcountryinformatizationtechnology and upgradeof safetyinproductionrequire,majoritycoalminesenterprisealladoptallkindsofcoalminemonitoredcontrol systemoutin processofproductionofourcountry.However,co

12、almineaccidentalwaysneverdyingin everyyear,some statisticaldatasindicate,thegas disastertroubleisan economyloss biggest in the coal mine business enterprise , rate of death is thetallest ofone of the graveness troubles.And gas explosionleadingagainstmeasureamountstostrengthenventilationofmines，depre

13、ss gassesstrength, induction of coalmine. often offers contradiction engineeringpersonnel lack computorprofessional knowledge or computer professionallackengineeringtechnologyandexperimentofwellsiteoperation,solveforthof thesuch contradictionowing to ConfigurationSoftware.thesoftwareplatforminstrume

14、ntoftheCONFIGurationsoftwareby way of a sortof user dispense with transfer working procedure primary code,for realizeindustrialcontrolexcuses plenty tenuousprogramming work, at each labourcontrol region gradually show unique predominance and day grew into ripe。in recentyears,labourcontrolconfigurati

15、onsoftwaregraduallyapplicationtoblower monitored controlsystem , receivesfavorableeffect 。MCGS is one offashion andresponsible for operating in some kind oflabour controlconfigurationsoftware 。thispaper analysessoftwaredesignof the blower monitored control system base on MCGS, and gave out asort of

16、realize project.Keywords: informatizationtechnology ;the gasdisastetrouble;blowermonitored control system;labour control configuration software目录1 绪论 .11.1 问题的提出及研究意义 .11.1.1 问题的提出 .11.1.2研究意义 .21.2本课题国内外研究现状 .31.3本文研究的主要目的和研究内容 .41.3.1主要目的 .41.3.2本文研究的主要内容 .52 矿井通风与主扇的经济运行 .72.1引言 .72.2矿井主扇风机概述 .72

17、.3矿井通风系统 .72.4风量的调节方法 .82.5矿井主扇风机供电系统 .82.6矿井通风与主扇的经济运行 .83 方案总体设计.113.1引言 .113.2方案设计 .113.2.1系统主要功能 .114 系统的硬件设计 .134.1引言 .134.2系统硬件的组成 .134.3系统功能及要求 .144.3.1系统功能 .144.3.2系统附属要求 .154.4 系统主要配置表 .154.5基本工作原理 .174.5.1PLC 的应用 .174.5.2工作原理 .185 风机监控系统 - 软件设计 .205.1引言 .205.2系统 MCGS组态软件的简述 .205.3系统的总体框图 .

18、235.4风机监控系统组态 .255.4.1主界面画面组态 .255.4.2风机监测参数画面组态 .335.4.3历史曲线的组态 .395.4.4实时曲线的组态 .41报警显示组态426 总结44参考文献45英文原文46中文译文53致谢581 绪论随着国民经济的快速发展，国家能源工业对煤炭的需求日益增长，然而煤安全事故频繁，其中以瓦斯爆炸事故最为突出。 2006 年 2 月 15 日到 3 月 19 日一个多月时间里，就发生了 5 起煤矿特大瓦斯爆炸事故，共死亡 165 人。据国家监总局公布的统计，全国一季度煤矿事故造成死亡的人数竟然已高达1113 人，煤矿“吃人”己到了令人无法忍受的地步。目

19、前，我国煤矿约半数矿井为高瓦斯、煤与瓦斯突出矿井，瓦斯始终是我国煤矿安全的最大威胁。本文开发了基于MCGS组态软件的风机监控系统，有效地监测并控制井下有害气体和其他影响井下工作人员健康的参数。从而有效地减少了煤矿自然灾害的发生。1.1 问题的提出及研究意义问题的提出众所周知，煤矿井下生产过程中时时刻刻都受到“水、火、瓦斯、顶板”五大自然灾害的威胁，其中，瓦斯煤尘爆炸事故能使矿毁人亡，危害极大，为五大自然灾害之首，为搞好矿井的“一通三防”管理工作至关重要，故“一通三防”技术的管理为煤矿的重中之重，矿井的“一通三防”管理就是矿井通风、防治瓦斯、防治煤尘、防灭火的技术管理简称， 它的基本任务是根据党

20、的安全方针、 政策、掌握火、瓦斯、煤尘和地热等自然灾害的发生和发展规律， 应用科学技术手段防治各种灾害，根据井下风流流动的规律， 不断得将新鲜的风流输送到井下各个工作地点，创造良好的气候条件，以冲淡并排出井下的毒性、窒息性和爆炸性的气体和粉尘，以保证井下风流的质量（成分、温度和速度）和数量符合国家安全卫生标准，提供良好的工作环境，防止各种伤害和爆炸事件事故， 保障井下工作人员身体健康和生命安全，保护国家资源和财产，在矿井建设和生产期间始终占有非常重要的地位。瓦斯灾害给煤矿带来的最大危害是威胁井下人员生命， 摧毁矿井设施，迫使矿井停产，并需要投入大量人力物力抢险救灾。据资料统计， 1981 一

21、1995 年，我国重点煤矿在加强瓦斯灾害防治的前提下，仍因瓦斯爆炸死亡1582 人，瓦斯窒息死亡 278 人，造成直接经济损失近几亿元。 我国煤矿瓦斯灾害事故仍呈不断上升趋势，给煤矿安全生产造成极大威胁。为防治瓦斯灾害事故，国家煤炭工业局每年投入安全技术措施费近1 亿元(大部分用于防治瓦斯灾害) ，矿井进入成本的瓦斯灾害防治费平均达10 元吨，有的矿井高达30 元吨。粗略估算， 从各种途径投入瓦斯灾害的防治费用每年达20 亿元以上，给煤矿生产带来沉重的经济负担。瓦斯灾害的威胁也极大的限制了矿井生产能力的发挥。据有关资料统计，1995年 130 个国有重点瓦斯矿井年设计生产能力为9300 万吨，

22、核定生产能力为6000 万吨，仅为设计能力的60.6%。由于矿井生产能力的下降，产出减少，矿井经济效益显著降低 ; 正因为矿井安全生产受到威胁，矿井经济负担重，效益差，致使矿井人员稳定困难，科技开发能力减弱，不少高瓦斯矿井步入恶性循环，最终导致矿井关闭瓦斯灾害防治的主要目的是防治瓦斯积聚， 防治瓦斯煤尘爆炸。 要达到这些目的，就要求有精确、稳定、安全的风机监控系统。加强瓦斯监控可以实时发现瓦斯灾害预兆，及时采取措施消除灾害隐患，防患于未然。 1研究意义矿井主风扇的通风是煤矿治理瓦斯、 煤尘及火灾的基础， 合理高效的矿井通风系统是煤矿安全生产的基本保障。 随着科学技术的发展， 煤矿生产的计算机技

23、术 （网络化）和信息化程度的不断提高，矿井开采规模迅速扩大，通风线路随之加长，通风阻力增加，工作面配风困难，通风难度相应增加；另外，随着开采深度的增加，由于地热、机电设备散热、气候变热等因素，致使高温矿井也逐渐增加，矿井热害治理也成为矿井通风工作的一个重点；再者，在一些寒冷地区，冬季气温很低，对进风风流预热也成为矿井通风要解决的难题。 为了解决上述的各种问题， 所以对主风扇的要求要大大的提高。人们长期习惯生活在有阳光，有比较稳定的化学成分、温度、湿度的环境中，一旦生活在环境变化剧烈，人体将感到不舒适，甚至生病。地下开采工作的环境与地面相比变化较大，瓦斯、矿尘、煤炭自然发火和水等事故时有发生，严

24、重地制约着煤矿的安全生产。 为了在煤炭生产过程中创造良好的生产环境， 对各种灾害切实可行的防治，最经济、最基础的解决方法是搞好矿井通风工作。矿井通风是矿井个生产环节中最基本的一环， 他在矿井建设和生产期间始终占有重要的地位。多年时间证明，矿井通风是煤矿安全工作的重中之重，也是杜绝重大事故，实现煤矿安全状况基本好转的关键。矿井通风的主要作用：（1）供给井下工作人员足够的新鲜空气，满足人员呼吸的需要。（2）稀释和排除井下有害气体，矿尘，有效减少事故的发生。（3）调节井下气候条件，提高生产效率。而矿井通风的关键就是矿井风机的主要作用， 因此风机监控系统的研究具有重大的意义。为了正确评价矿井的通风状况

25、， 解决煤矿通风的难题， 总结矿井通风的丰富经验和科研成果，促进煤矿安全技术的发展，减少和杜绝煤矿事故的发生，作为煤矿“四大件” 之一的主扇风机 , 承担着煤矿瓦斯抽放 , 向井下输入新鲜空气的重任。 中国煤矿事故中近 60%以上的事故是由于瓦斯浓度过高引起的 , 而中国煤矿主扇风机监测几乎全部采用的是老式的模拟仪表 , 工作人员必须定时到现场抄表 , 而且对风机通风量几乎没有实现在线测量。 因此 , 要提高煤矿生产的安全性 , 减少现场噪音对工作人员的伤害 , 必须解决主扇风机的自动化控制技术和监测技术。1.2 本课题国内外研究现状由于我国煤炭成形的自然条件和地质条件的多变，生产条件复杂，自

26、然灾害较为严重。在我国众多的行业产业中，煤炭行业事故所占比重最大，占工业死亡总人数的60%以上。目前，全国煤矿百万吨死亡率高达3 左右，其中以瓦斯煤尘爆炸恶性死亡事故为最。进入新世纪以来，煤矿安全生产形势虽然有所好转，但形势依然严峻。据统计，2001 年，全国共发生煤矿事故2384 起，死亡6078 人 ;2002年，全国共发生煤矿事故3112 起，死亡6528 人;2003年，全国共发生煤矿事故4143 起，死亡 6424 人;2004 年，全国共发生煤矿事故 3853 起，死亡 6027 人;2005 年全国共发生煤矿事故 3341 起，死亡 5986 人。这些数字足以说明煤矿安全事故给人

27、民生命带来的巨大伤害，给煤炭工作人员的家庭造成的极大痛苦， 给国家建设造成的巨大经济损失，产生了恶劣的社会影响和极为严重的后果。在“先抽采、监测监控、以风定产”方针的指引下， 我国科研人员和煤矿职工在自力更生、 艰苦奋斗基础之上，共同努力，不断学习国外先进经验，取长补短，使我国煤炭安全生产技术和信息化程度有了长足的进展和提高。其中，煤矿安全的内涵也在不断的丰富和扩展，包括劳动者心理健康安全、环境卫生安全、劳动条件安全、机器设备安全、管理保障安全、生产系统安全意识等在内的大安全概念也正在形成。国外煤矿监控系统的开发应用早于我国，技术也较我国成熟。 加之法律法规的完善，安全状况优于我国。 2004

28、 年度中国煤炭百万吨死亡率为3.08 ，美国为 0.039 ，印度为 0.42, 俄罗斯为 0.34 ，南非为 0.13 ，中等发达国家大致为 0.451 。例如矿业安全在德国不仅包含矿井防火、防水、防爆，而且员工的交通安全也属其中，同时还有职工的劳动保健。 在技术上采用先进的煤矿安全实时监控系统，在井下通过各种高级传感器取得现场各种数据， 利用数码摄像头将采掘现场的实时画面通过网络传到总控制室，并以各种形式显示。 利用现代化手段使指挥中心与现场保持密切联系，任何事故的苗头都可以在监控中心找到并进行相应的处理。 美国不断加强煤矿安全立法、执法和各种教育工作，同时加大了对新技术的采用，最终使煤炭

29、产量大幅度增长，劳动生产率成倍提高，安全状况大为改善，生产成本明显降低，工效水平明显提高，煤矿从业人员逐年减少，人均年煤炭产量逐年增加。美国矿业安全状况的改善得益于新技术的开发与应用 7l 。英国设立了矿山安全的监查机构， 对政府负责，同时加大对新技术和新设备的推广，使用和加强各种层次的安全培训。20 世纪 90 年代以来，煤矿已经很少发生事故。英国的煤矿安全的发展对世界许多国家的煤矿的健康发展都起到了积极的作用。近年来，国外在不断完善现场监控跟踪预测的基础上，开展了研究瓦斯突出的动态预测技术和突出危险区域预测技术。俄罗斯己经建立了区域预测预报专家系统，将突出煤层划分为突出危险区和非突出危险区

30、，从而解放了一大片煤层，降低了突防工程量。 德国一直都很重视煤矿安全技术的研发，一种完全改变井下矿工工作方式的 “超越现实” 的高安全性通讯技术使得井下信息完全如实的反映在专家和技术人员面前， 在有安全隐患或可疑之处让计算机参预作出判断，极大的降低了危险概率，缩短了停工时间，提高了工作效率。将这些问题和解决方法都存储在知识数据库里，为新技术的革新作了大量的储备，并将在未来几年会全面投入使用。另外，一些国家将声发射技术应用于工作面突出监测，以达到实用化、自动化方向发展。这些国家针对不同的突出煤层研究了相应的配套防瓦斯突出措施及装备，俄罗斯利用声发射监测系统对采掘工艺进行了随机控制，实现了工作面作

31、业的自我保护。波兰和法国对煤层突出危险进行了分级，实现了科学管理。1.3 本文研究的主要目的和研究内容主要目的随着控制、计算机、通信、网络等技术的发展，信息交换沟通的领域正在迅速覆盖从工厂的现场设备层到控制、管理的各个层次，覆盖从工段、车间、工厂、企业乃至世界各地的市场。信息技术的飞速发展，引起了自动化系统结构的变革，逐步形成以网络集成自动化系统为基础的企业信息系统。组态软件的应用就是顺应这一形势发展起来的新技术。我国是一个矿产资源丰富的国家， 采矿业在国民经济中占有一定比重。随着我国改革开放不断深入发展， 国民经济迅猛发展， 生产力、生产关系发生了质的飞跃。作为工业粮食的煤炭， 经过上世纪九

32、十年代的低谷以后， 进入二十一世纪发生了巨大变化。过去长期我国煤炭产量一直徘徊在 8 至 10 吨，到 1 0 年时间煤炭产量翻一番，一跃成为世界第一产煤大国。而且煤炭供需矛盾不会很快得到缓解。煤矿向着大型化、信息化、现代化迅猛发展，急切需要高新技术装备，特别是数字技术产品。但是，伴随生产飞速发展而来的是，安全与生产的矛盾更加突出。现有的术装备日益不能满足安全生产的要求，目前煤矿装备相当一部分还是苏联援助中国时的五十年代技术，有的虽有改进，但还是远不能满足数字时代安全的要求。煤矿安全生产迫切要求更可靠、灵敏、准确、更安全的数字化产品装备。煤矿安全监控系统正是基于上述前提下提出的。煤矿风机监控系

33、统是一个集计算机、网络、数据库、自动检测与自动控制、传感器与执行机构技术为一体的多学科综合性自动化系统，主要用于矿井全生的监测、控制、分析、综合决策及调度等。煤矿风机监控系统主要由系统上位机（监控主机），通信适配卡（器），中继器，总线转换网桥和系统智能节点五种类型的节点组成。其中，系统上位机是整个矿井风机监控系统中最复杂的站点，它的设计好坏直接关系到整个煤矿风机监控系统能否正常运行。传统的系统方案中，系统上位机采用集中控制方式， 在实际施工以及系统运行过程中，集中式矿井安全监控系统存在接线复杂、维修困难、危险集中等缺点。为了克服上述缺点，可采用 PLC来设计新型的基于 MCGS组态软件的煤矿风

34、机监控系统。煤矿生产中安全问题是最关键的问题， 在煤矿监控系统中应用成本低、 功能全、性能可靠的现场总线技术已逐渐成为节约成本，确保安全的必要手段。近年来国产的组态软件的发展和完善使其在众多总线技术中脱颖而出， 成为煤矿风机监控的首选软件。煤矿井下监测点星罗棋布、系统庞大、传输距离远、生产环境恶劣，作为一种具有本安性的分布式智能网络，本软件结合 PLC能将监测点做到彻底的分散 ( 在一个网络内可带 32000 多个节点 ) ，可以满足矿井安全监控的要求。在矿井监控系统中主要包括矿井环境参数及工矿参数的监测与控制。环境参数主要有瓦斯浓度、风速、温度、风筒压力等 , 每一种需要监测的参数和控制仪器

35、都对应相应的智能节点，节点通过收发器接入总线网络进行通信，也可以与上位机进行通信实现必要的监控。系统根据监测到参数就地进行控制和发出报警信号。 2本文研究的主要内容矿井主扇风机是向井下送风的重要设备，也是大型耗能设备， 对其实现在线监测监控，使之始终运行在良好状态，对于保障煤矿安全生产，保护矿工生命和企业财产安全，保证企业节能提效具有重要意义。矿井主风机网络在线监控系统，综合利用现代传感技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、网络通讯技术，基于企业计算机网络实现主风机运行参数、通风数据的实时监测与风机主辅设备控制的一体化，监测内容丰富，控制功能完善，具有实时性强、安全可靠、操作方便、易学易

36、用的特点。主扇风机监控系统实现了风机的起、停和正反转的全自动化控制, 运行数据的实时监测、存储和数据的网络发布与共享。并且能在运行参数异常时发出报警, 避免了原先人工观察数据可能存在的疏漏。系统带有冗余设计, 可以封锁PLC 信号 , 进行手动控制。(1) 系统稳定性高由于采用的是西门子 200 系列的 PLC,内部采用集成电路 , 无触点控制 , 元器件的寿命几乎不受影响 , 与继电器接触控制装置相比 ,PLC 更能适应工业现场恶劣的生产环境。(2）自动化集成度高系统实现了主扇风机的自动化控制, 自动采集了风机几乎所有的运行参数, 并能实现异常时的报警。系统对数据进行管理和企业内局域网发布

37、, 授权人员可以网上浏览监测数据。同时系统留有扩展空间 , 可对主扇风机实现在线智能故障诊断。(3）操作安全方便上位机软件采用的国产组态软件MCGS,对不同安全等级的操作区域系统有对应不同等级的密码保护级别。操作人员必须按用户名和对应密码登录, 才能操作相应区域。对日常操作外的主扇风机起、停机和反风操作实行高级别的密码保护 , 只有通过口令确认才可以操作 , 杜绝了非专业人员的误动作 , 保证了主扇风机的安全、 稳定运行。该系统主要由 PLC测控系统、 上位机冗余组态软件系统、 视频监视系统三大部分组成。系统特点（1）PLC测控系统采用双 CPU，能够快速准确可靠地完成监测监控功能；（2）上位

38、机应用软件采用冗余组态软件系统，使得系统更加安全可靠；（3）系统可根据现场应用需求灵活配置，伸缩性强；（4）测控功能上的网络化、 WEB化。2 矿井通风与主扇的经济运行2.1 引言煤矿主扇是大功率长时连续运行的大型设备，耗电量高，据统计，1986 年我国统配煤矿在运转的主扇共1078 台，总功率为 367084kW，平均效率为 52,8 。运转效率小于 50%的占总数的 40,500 ，大于 5000、小于 60%的占 57,800 ，大于 60%的仅占 1,7%。全国统配煤矿平均主扇电耗占全矿总电耗的声%左右，部分矿井高达20-25%。因此，实现主扇经济运行对节电和改善矿井经济指标具有重要意

39、义。2.2 矿井主扇风机概述金源矿地面主扇风机使用的是山东淄博风机厂生产的对旋式轴流风机2 台。其整体性好，并且采用内置防爆电机拖动，不受外界干扰。风机的主要特点是 :1 、该风机采用电机与叶轮直联的方法，简化了传动结构，改变了当前煤矿抽出式轴流风机全部采用皮带轮传动或长轴传动的复杂结构，使维修和操作方便。2 、该风机配套电机为 YB系列的 YBFe派生系列，隔爆型三相异步电机。电机置于全封闭型， 并具有一定耐压强度的密闭散热罩中并于外界非瓦斯气相通。使电机始终处于无瓦斯空气之中运行，起到了双重隔爆效果。3 、风机与扩散器之间设置后导叶，以提高静压效率，使得节能效果显著。与目前使用的局扇群相比

40、，可节电六倍，与离心式风机相比可节电40%.4 、该机可以反转反风，不必另设反风道，具有节约基建投资和反风速度快的优点。5、叶轮的叶片安装角度可以调整，其范围为:30 度、 33 度、 36 度、 39 度、 42度五个角度级。 在使用同一规格风机中，可根据生产扩大的要求来调整叶片安装角度。6 、该机配置了防止摩擦火花装置，确保了整机安全防爆性能。7 、该机采用特殊设计，性能曲线无驼峰，在任何网络阻力情况下，均能稳定运行。2.3 矿井通风系统主通风机是煤矿的四大固定设备之一，为了保证通风的安全正常持续运行，通风系统设有以下几部分，其中有两个风洞，互为备用。保证在风机发生事故或者检修时的安全生产

41、。(1) 地面风道闸门 : 风机入口前设垂直闸门，主要用来调节风量和倒换风机。(2) 通风管道 : 风机风道处安装了测量差压，静压的气样管道及流体温度传感器。(3) 风门电机 : 主要来开关风道闸门，为 38OV低压电机，容量为 1kIV 。共有 4台，分别用于开关风道闸门和检修。矿地面主扇风机还有两个旋转风们用于检修时风道的入口。矿地面主扇风机系统中，每一台风机的两台电机扇叶的数量和角度时不同的，其中一级电机要比二级电机的扇叶数量多，角度大。2.4 风量的调节方法由于在矿地面主扇风机系统中，采用的风机是无法实现调速的轴流式风机，所以风量的调节只能依靠两个垂直风门提起的高度，和调节风机扇叶的数

42、量和角度。由于调节风机的扇叶数量和角度在实际生产中调节比较困难，在正常的生产中，通过调节两个垂直风门提起的高度来调节风量是最常用也是最为普遍和简单的方式。2.5 矿井主扇风机供电系统风机的供电系统采用了室外箱式一体化结构。按功能划分为高压配电室，低压配电室，变压器室。风机系统的主要设备 :(1) 高压电机 : 高压电机 : 每台风机安装有两台 6kv 高压异步电动机，电机容量为 315kW。电机安装了三相定子和前后轴承温度传感器。(2) 变压器 : 为了保证附属设备的可靠工作，安装了两台 50kva，为低压柜提供供电。变压器安装了温度监控器，监控 3 相温度，当温度超限能自动启停风机降温。(3) 进线柜 : 包括两台进线柜，为风机系统的两台进线开关。(4) 联络柜 : 实现风机供电系统的母线联络。