通風機在線監測系統

通風機在線監測系統

通風機在線監測系統是依據國家標準《工業通風機用標準化風道進行性能試驗》GB/T1236-2000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》MT 421-2004的要求，結合煤礦安全生產的實際情況而研制的新一代礦用主通風機在線監測系統。它利用高性能單片機構成前端數據采集和處理單元，以穩定、可靠、精確的方式將采集數據傳送給主控制計算機，主控制計算機對采集數據進行分析計算并顯示存儲，從而對通風機的運行狀態進行連續的在線監測，為通風機的安全、高效運行提供科學依據。
         系統可對風機的運行狀態自動進行監測。監測的參數包括：靜壓、動壓、風量、單臺電機的電壓、電流、功率、效率等電量參數，電機定子繞組、電機軸承等溫度參數，電機振動烈度等性能參數，對所監測的運行狀態參數實時集中顯示；可形成電機的電流、電壓、功率、功率因數各種參數的運行曲線和風機的靜壓、流量、輸出功率及效率各種參數的運行曲線。
系統可以每五分鐘存儲一組數據，共存儲一年的歷史數據記錄。可按時間方式進行查詢，顯示報表并可打印輸出。
       通風機在線監測系統能夠在生產過程中隨時掌握通風設備的運行狀態，改變了傳統的設備管理方式，提高了通風設備的自動化管理水平，有力地保證了通風機設備的經濟、可靠運行，為煤礦通風安全管理提供了可靠的科學依據，深受用戶歡迎。
本系統采用先進的主從式結構，各個從機都可獨立運行，可獨立顯示現場的數據，提高了整個系統的可靠性和穩定性。更方便現場操作人員使用和維護.

第一節  通風機在線監測系統硬件簡介

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、全／靜壓、效率。
? 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。
? 實時監測電機振動并在超限時報警。
? 預留可擴充接口，可測量大氣溫度、濕度、大氣壓力、瓦斯濃度、CO濃度等其他參數。
? 開入量可監控設備的運行狀態,開出量可控制設備的運行.
? 數據實時顯示、存儲、查詢。
? 報表自動生成、存儲、查詢、打印。
? 生成數據可以遠程通訊。
2．技術指標
◆ 工作電壓：~220V±10%
◆ 環境溫度：－10℃~＋50℃
◆ 環境濕度：≯85%
◆ 變送器精度：≮0.5級
◆ 監測精度:
流  量：2.5級
壓  力：0.5級
電參數：0.25級
溫  度：0.5級
振  動：0.5級
其  它：1.5級
3．監測參數范圍
◆ 流  量：4000~125000 m3/min
◆ 壓  力：－1000~0 mmH2O
◆ 溫  度：0~150℃
◆ 電  壓：0~10kV
◆ 電  流：由互感器確定
◆ 功  率：無限制
◆ 振  動：0～20 mm/s
4．系統特點
采用了先進的主從計算機監測結構，各個部分相互獨立，提高了系統的穩定性，安裝、維護方便。。
各功能模塊用高性能單片機控制，功能強大、可擴充性好，系統抗干擾能力強，運行精度高，使用維護方便。
軟件以圖形界面顯示工作狀態，畫面豐富，直觀生動，操作簡單快捷、使用方便
采用了先進的計算機技網絡技術，可實現數據遠程共享。
5．系統的組成
本系統以工業控制計算機為核心，主要由信號測取裝置和傳感（變送）器、信號采集及轉換分站等組成。系統結構如圖1所示。

第二節 硬件安裝
1. 氣體流量的監測
  通風機在線監測系統在工廠設計時是在風機內部的理論位置放置負壓引壓環，負壓引壓環是使用Φ40mm的金屬管彎圓焊接制成，并在理論位置上打孔，然后引通到相應位置的風機頂部，用以連接測量器件，工藝已標準化。
  通風機在線監測系統的負壓P2與P1引壓環路在風機實體上的物理位置如圖2。在本系統中為描述方便分別稱為全壓P2與靜壓P1 （注：全壓的最終值并不是這里P1的測量結果）。

 
                      1．靜壓引壓環路    2. 全壓引壓環路
圖2  靜壓與全壓引壓環路的物理位置
系統使用4只微差壓變送器，分別將兩臺風機的4個斷面處的負壓力轉換為4～20mA的電流信號，送到模擬量轉換模塊中進行A/D轉換。轉換后的數據信號通過485總線方式交與計算機處理。計算機通過采集模擬量模塊送來的電流數據，換算得到對應的靜/全壓值，進而通過運算得出氣體的流量值。圖3為微差壓變送器、溫度變送器的安裝位置

                     1. 微壓差變送器     2. 大氣溫度變送器

圖3 微差壓變送器、溫度變送器的安裝位置

2. 電機繞組溫度、軸承溫度的監測
電機繞組溫度、軸承溫度的感知元件為在電機出廠時預埋的PT100鉑熱電阻，并以三線制的方式引出風機機體處接線盒內，具體位置下圖所示。
每臺電機共有兩個軸承溫度測點與三個定子繞組溫度測點，每個測點均預埋有兩支PT100鉑熱電阻，其中一支為備用。兩臺風機共4臺電機共有二十個測點，分別使用4塊6路溫度測量模塊EDA9018與之連接，采集電機工作時的工作溫度。
 
圖4   電機繞組溫度、軸承溫度接線位置
3．風機振動參量的監測
在  通風機在線監測系統中，振動變送器采用ZT-YB40一體化振動變送器。一體化振動變送器是將振動傳感器和電流變送器作成一體的一個一體化器件。使用一體化振動變送器的好處是由于振動傳感器輸出的弱信號部分線路極短，故在實際應用場合所受到的干擾極小，所檢出的數值可獲得良好的可靠性與穩定性。
一體化振動變送器使用自制的安裝支架分別安裝在風機的一、二級機體上，每級風機分別安裝垂直與水平各一只，具體安裝方式與位置如圖：
                1.  1級電機振動傳感器    2.  2級電機振動傳感器
                    圖5   振動傳感器安裝位置示意圖
4．其他參量的測量
大氣溫度、濕度、大氣壓力、瓦斯濃度、CO濃度等其他參數。

第二章    通風機在線監測系統軟件部分
第一節 概述
   通風機在線監測系統軟件是在有關專家的指導下，根據我公司長期測控工程的實際經驗而開發的風機在線監測專業化應用軟件。軟件使用Visual C++ 6.0企業版作開發平臺，為用戶提供了功能強大的專業化軟件支撐。
  通風機在線監測系統軟件概含了風機在線監測所需的五十多種信號的采集和處理、數字濾波、數據實時顯示、圖形曲線的顯示和打印、歷史數據的查詢和打印、值班報表的人工與自動打印、數據遠程通訊、完善的的幫助文檔與標準安裝程序。
1．系統要求 ：
軟件環境：WINDOWS XP
CPU：主頻≥1.5G
內存：≥256
顯卡：無要求
聲卡：有
硬般：≥40G
分區：C：5G、D：≥30G、E：5G
主板：研華工控系列
2．軟件的安裝
你可以使用  主通風機在線監測系統設備附帶光盤或計算機中的備份安裝程序安裝  軟件。
 
點擊setup.exe按提示完成安裝。
3.    通風機在線監測系統主程序的運行啟動、暫停和退出
點擊開始→程序→風機在線監測系統→在線監測
或點擊桌面快捷圖標“在線監測”，則程序主界面打開
單擊“系統”，再單擊“系統啟動”
你應該注意系統運行狀態窗口的提示文字。當程序運行時這里會顯示“系統運行”，程序未運行時會顯示“系統停止”。
  你應該注意系統運行狀態窗口的提示文字。當通訊正常時這里會顯示“本地通訊正常”，當通訊程序未運行時會顯示“本地通訊停止”。
4.主程序界面介紹
主程序界面如圖10所示。
 
 
    1．下拉菜單區  2．風機數據顯示區  3．風機運行動態顯示區  4．風機的性能顯示區  5．風機靜態運行狀態顯示  6．系統狀態窗口  7．報警信息窗口   
 圖10  主程序界面

（1） 下拉菜單區分為系統、通訊設置、參數設置、數據管理、數據曲線、聯機幫助五個下拉菜單。
（2） 電機運行參數顯示區，每臺電機運行參數顯示區共顯示三個方面的內容：
1） 溫度：三相繞組工作溫度、前后軸承溫度。
2） 電機運行參數：電流、電壓、有功功率。
3） 振動參數：水平振動、垂直振動。
（3） 風機動態運行狀態顯示區：在屏幕的中央動態顯示風機的運行情況。
（4） 風機的性能顯示區：參數包括有風機的入口靜壓、入口全壓、風機流量、風機效率（靜壓效率）。風扇運行角度。
（5） 風機靜態運行狀態顯示區：靜態顯示風機和電機的開停狀態。
（6） 報警信息窗口在軟件監測到報警信號時彈出報警內容。
（7） 系統狀態窗口顯示系統當前是否在運行采集狀態與是否通訊正常。

 公司名稱:濟南華煤工礦設備有限公司 
聯系人： 王遠志    先生 
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