一、風(fēng)機監(jiān)測系統(tǒng)的硬件設(shè)計：

1、通風(fēng)機自動控制原理

        監(jiān)測系統(tǒng)由各類傳感器、電量變送器、工控機和其他外圍設(shè)備組成，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下所示，各環(huán)節(jié)的設(shè)計充分考慮礦井含塵、潮濕、氣流脈動的惡劣通風(fēng)環(huán)境，以及其他電器設(shè)備的電磁干擾。在各類傳感器選型除了滿足精度的基礎(chǔ)上，也極其注重設(shè)備的抗干擾性能。

2、風(fēng)機參數(shù)的監(jiān)測

        通過以上的分析九洲風(fēng)機知道，為了達到主通風(fēng)機性能在線監(jiān)測的目的，應(yīng)實時在線監(jiān)測以下主要參數(shù)：平均流速、礦井負壓、風(fēng)機入口靜壓、電機有功功率、電流、電壓、氣體密度，轉(zhuǎn)速等。根據(jù)以上參數(shù)可求得風(fēng)機的各項性能指標(biāo)，再根據(jù)相似原理換算至規(guī)定狀態(tài)下即可繪制通風(fēng)機的性能曲線。

二、風(fēng)機監(jiān)測系統(tǒng)的軟件設(shè)計：

1、可編程邏輯控制器的風(fēng)機自動監(jiān)控設(shè)計

        整個系統(tǒng)按照功能可以分為三大部分：信號檢測部分、數(shù)據(jù)采集處理部分、上位機和觸摸屏部分。

        電機振動參數(shù)由安裝在風(fēng)機軸承上的速度傳感器及變換器傳送至PLC的模擬量模塊。

        溫度監(jiān)測部分是由內(nèi)置在電機的PT100熱電阻傳感器和變送器、智能儀表(溫度巡檢儀)構(gòu)成，多路電機溫度參數(shù)在控制柜巡回顯示，同時溫度巡檢儀與PLC進行通信，將參數(shù)上傳。 

        壓差參數(shù)是由相應(yīng)的壓差和負壓傳感器傳送給PLC的模擬量模塊進行處理。

        電氣參數(shù)由安裝在各開關(guān)柜內(nèi)的智能綜保單元與PLC以通訊的方式進行信息傳送，同時對電機的控制命令也經(jīng)由綜保單元實現(xiàn)，傳送的電氣參數(shù)有電壓、電流、功率、功率因數(shù)、頻率等多種參數(shù)。

2、PLC模塊軟件設(shè)計

        PLC的監(jiān)控程序包括系統(tǒng)監(jiān)控程序和用戶監(jiān)控程序兩部分。由于考慮到風(fēng)機運行的重要性，采用了三級操作模式，即手動操作開關(guān)、就地觸摸屏控制、上位機遙控操作，其中對于風(fēng)機的啟停操作也運用了兩種方式，一種通過CP340給綜保裝置發(fā)遙控命令，利用綜保裝置的遙信狀態(tài)當(dāng)作反校模式；另一種是通過DO模塊直接接線到高壓開關(guān)的合分向繼電器線圈，這樣確保了風(fēng)機高壓開關(guān)操作的可靠性。

        CP340模塊與多臺綜保裝置通過RS485接口利用其自定義的協(xié)議進行問答式通訊，考慮到電氣量的特殊性，我們在設(shè)置相隔150M與每臺綜保裝置循環(huán)進行通信；另一塊CP340模塊也通過RS485接口利用其自定義協(xié)議與溫度巡檢儀進行通信，考慮到溫度參數(shù)變化的遲緩性及合理分配CUP的資源，設(shè)置循環(huán)通信時間為5分鐘。九洲風(fēng)機可看出，整個系統(tǒng)中延時及分析判斷的中間狀態(tài)都在PLC內(nèi)部完成，充分利用了PLC的內(nèi)部資源。

3、用PLC實現(xiàn)風(fēng)機的自動控制

        本系統(tǒng)采用了分塊程序結(jié)構(gòu)編程，分塊程序是指把一個工程的全部任務(wù)分成多個任務(wù)模塊，每個模塊的控制任務(wù)則根據(jù)具體情況編寫相應(yīng)的子程序進行處理，在程序執(zhí)行過程中，CPU不斷掃描主程序OB1碰到子程序調(diào)用指令就轉(zhuǎn)移到相應(yīng)的子程序中執(zhí)行。分塊程序雖然結(jié)構(gòu)復(fù)雜一點，但是可以把一個復(fù)雜的控制任務(wù)分解成多個簡單的控制任務(wù)，分塊程序有利于程序員編寫，而且程序調(diào)試起來也比較簡單。