供通风机在线监测系统

通风机在线监测系统
通风机在线监测系统是依据国家标准《工业通风机用标准化风道进行性能试验》GB/T1236-2000和煤炭行业标准《煤矿用主要通风机现场性能参数测定方法》MT 421-2004的要求，结合煤矿安全生产的实际情况而研制的新一代矿用主通风机在线监测系统。它利用高性能单片机构成前端数据采集和处理单元，以稳定、可靠、精确的方式将采集数据传送给主控制计算机，主控制计算机对采集数据进行分析计算并显示存储，从而对通风机的运行状态进行连续的在线监测，为通风机的安全、高效运行提供科学依据。
         系统可对风机的运行状态自动进行监测。监测的参数包括：静压、动压、风量、单台电机的电压、电流、功率、效率等电量参数，电机定子绕组、电机轴承等温度参数，电机振动烈度等性能参数，对所监测的运行状态参数实时集中显示；可形成电机的电流、电压、功率、功率因数各种参数的运行曲线和风机的静压、流量、输出功率及效率各种参数的运行曲线。
系统可以每五分钟存储一组数据，共存储一年的历史数据记录。可按时间方式进行查询，显示报表并可打印输出。
       通风机在线监测系统能够在生产过程中随时掌握通风设备的运行状态，改变了传统的设备管理方式，提高了通风设备的自动化管理水平，有力地保证了通风机设备的经济、可靠运行，为煤矿通风安全管理提供了可靠的科学依据，深受用户欢迎。
本系统采用先进的主从式结构，各个从机都可独立运行，可独立显示现场的数据，提高了整个系统的可靠性和稳定性。更方便现场操作人员使用和维护. 
**节  通风机在线监测系统硬件简介
1．系统功能
系统的主要功能有：实时监测通风系统参数、通风机的性能参数、电机的电气参数、轴承温度、电机振动、数据管理、报表管理、性能测试、远程通讯等，详述如下：
? 实时监测通风系统入口静压、入口温度、风量。
? 实时监测通风机性能参数：流量、全／静压、效率。
? 实时监测风机配用电机的电气参数：电流、电压、功率。
? 实时监测轴承温度并在****报警。
? 实时监测定子温度并在****报警。
? 实时监测电机振动并在****报警。
? 预留可扩充接口，可测量大气温度、湿度、大气压力、瓦斯浓度、CO浓度等其他参数。
? 开入量可监控设备的运行状态,开出量可控制设备的运行.
? 数据实时显示、存储、查询。
? 报表自动生成、存储、查询、打印。
? 生成数据可以远程通讯。
2．技术指标
◆ 工作电压：~220V±10%
◆ 环境温度：－10℃~＋50℃
◆ 环境湿度：≯85%
◆ 变送器精度：≮0.5级
◆ 监测精度:
流  量：2.5级
压  力：0.5级
电参数：0.25级
温  度：0.5级
振  动：0.5级
其  它：1.5级
3．监测参数范围
◆ 流  量：4000~125000 m3/min
◆ 压  力：－1000~0 mmH2O
◆ 温  度：0~150℃
◆ 电  压：0~10kV
◆ 电  流：由互感器确定
◆ 功  率：无限制
◆ 振  动：0～20 mm/s
4．系统特点
采用了先进的主从计算机监测结构，各个部分相互独立，提高了系统的稳定性，安装、维护方便。。
各功能模块用高性能单片机控制，功能强大、可扩充性好，系统抗干扰能力强，运行精度高，使用维护方便。
软件以图形界面显示工作状态，画面丰富，直观生动，操作简单快捷、使用方便
采用了先进的计算机技网络技术，可实现数据远程共享。
5．系统的组成
本系统以工业控制计算机为核心，主要由信号测取装置和传感（变送）器、信号采集及转换分站等组成。系统结构如图1所示。
*二节 硬件安装
1. 气体流量的监测
  通风机在线监测系统在工厂设计时是在风机内部的理论位置放置负压引压环，负压引压环是使用Φ40mm的金属管弯圆焊接制成，并在理论位置上打孔，然后引通到相应位置的风机顶部，用以连接测量器件，工艺已标准化。
  通风机在线监测系统的负压P2与P1引压环路在风机实体上的物理位置如图2。在本系统中为描述方便分别称为全压P2与静压P1 （注：全压的较终值并不是这里P1的测量结果）。

 
                      1．静压引压环路    2. 全压引压环路
图2  静压与全压引压环路的物理位置
系统使用4只微差压变送器，分别将两台风机的4个断面处的负压力转换为4～20mA的电流信号，送到模拟量转换模块中进行A/D转换。转换后的数据信号通过485总线方式交与计算机处理。计算机通过采集模拟量模块送来的电流数据，换算得到对应的静/全压值，进而通过运算得出气体的流量值。图3为微差压变送器、温度变送器的安装位置
                     1. 微压差变送器     2. 大气温度变送器
图3 微差压变送器、温度变送器的安装位置
2. 电机绕组温度、轴承温度的监测
电机绕组温度、轴承温度的感知元件为在电机出厂时预埋的PT100铂热电阻，并以三线制的方式引出风机机体处接线盒内，具体位置下图所示。
每台电机共有两个轴承温度测点与三个定子绕组温度测点，每个测点均预埋有两支PT100铂热电阻，其中一支为备用。两台风机共4台电机共有二十个测点，分别使用4块6路温度测量模块EDA9018与之连接，采集电机工作时的工作温度。
 
图4   电机绕组温度、轴承温度接线位置
3．风机振动参量的监测
在  通风机在线监测系统中，振动变送器采用ZT-YB40一体化振动变送器。一体化振动变送器是将振动传感器和电流变送器作成一体的一个一体化器件。使用一体化振动变送器的好处是由于振动传感器输出的弱信号部分线路较短，故在实际应用场合所受到的干扰较小，所检出的数值可获得良好的可靠性与稳定性。
一体化振动变送器使用自制的安装支架分别安装在风机的一、二级机体上，每级风机分别安装垂直与水平各一只，具体安装方式与位置如图：
                1.  1级电机振动传感器    2.  2级电机振动传感器
                    图5   振动传感器安装位置示意图
4．其他参量的测量
大气温度、湿度、大气压力、瓦斯浓度、CO浓度等其他参数。
*二章    通风机在线监测系统软件部分
**节 概述
   通风机在线监测系统软件是在有关*的指导下，根据我公司长期测控工程的实际经验而开发的风机在线监测专业化应用软件。软件使用Visual C++ 6.0企业版作开发平台，为用户提供了功能强大的专业化软件支撑。
  通风机在线监测系统软件概含了风机在线监测所需的五十多种信号的采集和处理、数字滤波、数据实时显示、图形曲线的显示和打印、历史数据的查询和打印、值班报表的人工与自动打印、数据远程通讯、完善的的帮助文档与标准安装程序。
1．系统要求 ：
软件环境：WINDOWS XP
CPU：主频≥1.5G
内存：≥256
显卡：无要求
声卡：有
硬般：≥40G
分区：C：5G、D：≥30G、E：5G
主板：研华工控系列
2．软件的安装
你可以使用  主通风机在线监测系统设备附带光盘或计算机中的备份安装程序安装  软件。
 
点击setup.exe按提示完成安装。
3.    通风机在线监测系统主程序的运行启动、暂停和退出
点击开始→程序→风机在线监测系统→在线监测
或点击桌面快捷图标“在线监测”，则程序主界面打开
单击“系统”，再单击“系统启动”
你应该注意系统运行状态窗口的提示文字。当程序运行时这里会显示“系统运行”，程序未运行时会显示“系统停止”。
  你应该注意系统运行状态窗口的提示文字。当通讯正常时这里会显示“本地通讯正常”，当通讯程序未运行时会显示“本地通讯停止”。
4.主程序界面介绍
主程序界面如图10所示。
 
 
    1．下拉菜单区  2．风机数据显示区  3．风机运行动态显示区  4．风机的性能显示区  5．风机静态运行状态显示  6．系统状态窗口  7．报警信息窗口   
 图10  主程序界面
（1） 下拉菜单区分为系统、通讯设置、参数设置、数据管理、数据曲线、联机帮助五个下拉菜单。
（2） 电机运行参数显示区，每台电机运行参数显示区共显示三个方面的内容：
1） 温度：三相绕组工作温度、前后轴承温度。
2） 电机运行参数：电流、电压、有功功率。
3） 振动参数：水平振动、垂直振动。
（3） 风机动态运行状态显示区：在屏幕的*动态显示风机的运行情况。
（4） 风机的性能显示区：参数包括有风机的入口静压、入口全压、风机流量、风机效率（静压效率）。风扇运行角度。
（5） 风机静态运行状态显示区：静态显示风机和电机的开停状态。
（6） 报警信息窗口在软件监测到报警信号时弹出报警内容。
（7） 系统状态窗口显示系统当前是否在运行采集状态与是否通讯正常。