矿井主通风机性能监测系统.doc

目 录 1 绪论 1 1.1 课题研究的意义 1 1.2 我国矿井主通风机设备的现状及发展 1 1.2.1 国内外发展历史概述 2 1.2.2 国内使用的矿井主通风机 3 1.2.3 发展趋势小议 5 1.3 矿井主通风机在线监测监控现状及展望 5 1.3.1 矿井主要通风机在线监测监控的现状 6 1.3.2矿井主要通风机在线监测监控的展望 7 1.4 本设计章节安排 9 2 监测风机的概述 11 2.1 监测风机简介 11 2.2 监测风机的主要技术要求 11 2.2.1 性能参数 12 2.2.2 机械参数 12 2.3 监测风机所用电机的润滑油流量调节 13 2.4 监测风机的保养与维护 13 2.4.1 风机运行的日检查项目 13 2.4.2 风机使用中的定期检查项目 13 2.5 监测风机的运行 14 2.5.1 试车前检查 14 2.5.2 试车 14 2.5.3 风机启动程序 14 3 风机监测系统所实现的功能 16 3.1 系统功能 16 3.2 监测系统介绍 16 3.3 监测系统组成 17 3.4 系统设备主要技术指标 17 4 监测系统的硬件设计与选型 18 4.1 风机监测量的布点 18 4.2 传感器（变送器）选型 19 4.2.1 瓦斯传感器选型 19 4.2.2 一氧化碳传感器选型 20 4.2.3 温度传感器选型 21 4.2.4 风压传感器选型 22 4.2.5 风量传感器选型 23 4.2.6 通风机设备开停传感器选型 25 4.2.7 电机电压传感器选型 26 4.2.8 电机电流传感器选型 27 4.2.9 电机功率传感器选型 27 4.3 S7-300 PLC模块选型 29 4.3.1 S7-300的基本结构 29 4.3.2 西门子PLC 的分类 29 4.3.3 S7-300系列PLC 简介 30 4.3.4 S7-300模块 32 4.3.5 PLC的模块选用 34 4.3.6 硬件连接及风机正反转控制编程 35 5 系统的整体设计及通信 38 5.1 系统的整体设计 38 5.2 通信部分 39 5.2.1 通信方式 39 5.2.2 串行通信的数据传送的方式 40 5.2.3 MPI通信 40 6 WICC监测系统界面设计 42 6.1 组态主界面 42 6.2 组态风机运行状态查看界面 42 6.3 组态控制界面 44 6.4 过程值归档以及组态实时数据曲线 44 6.4.1 作用和方法 44 6.4.2 组态过程值归档 45 6.4.3 以实时曲线形式输出过程值归档 51 6.5 组态实时数据表格界面 59 6.6 报警消息系统 61 6.6.1 报警记录的内容和功能 61 6.6.2 组态报警的步骤 62 6.6.3 组态模拟量报警 68 6.6.4 报警显示 72 6.7 组态打印报表系统 77 6.7.1 组态变量记录运行报表 77 6.7.2 组态打印报表界面 84 7 结论与展望 86 参考文献 87 附 录 89 附录Ⅰ 监测系统进入界面 89 附录Ⅱ 监测系统主界面 89 附录Ⅲ 各风机运行状态界面 90 附录Ⅳ 风机控制界面 90 附录Ⅴ 实时曲线界面 91 附录Ⅵ 实时数据界面 91 附录Ⅶ 监测系统报警界面 92 附录Ⅷ 打印报表界面 92 翻译部分 93 英文原文 93 中文翻译 98 致 谢 102 1 绪论 1.1 课题研究的意义 随着中国煤炭工业的不断发展，国家对安全生产治理力度的加大，煤矿企业对矿井通风设备提出了更高的要求。鉴于通风机的重要性，它工作的可靠性深受科技人员和煤矿管理人员的重视，因此近年来，矿井主通风机的监测监控技术取得了前所未有的发展。本课题利用WinCC组态软件对矿井主通风机在线监测系统作了全面的设计。 主通风机是矿井四大固定设备之一,担负着向井下输送新鲜空气,排出粉尘和污浊气流,确保矿井安全生产的重任。另外,主通风机由于功率大,昼夜连续运转,因而又有一个耗电大户。据统计,主风通机的耗电量一般约占全矿总耗电的15%～20%,有的高达30%以上。因此,对生产部门来说,及时正确地掌握主通风机的运转特性,在保障安全生产和提高经济效益两方面都有十分重要的意义。 目前我国煤矿主通风机一般都带在线监测与通讯系统(以下简称监测系统),实现矿井含尘、潮湿、气流脉动的恶劣通风环境下远离煤矿管理部门的井田边缘,通风设备的管理成为煤矿自动化管理的薄弱环节。因此,解决主通风机性能的在线监测和远距离通讯,已成为大型现代化矿井自动化管理的关键环节。为此,本课题对大型矿井风机AGF606型轴流式通风机的性能在线监测各方面有所创新。 1.2 我国矿井主通风机设备的现状及发展 为了冲淡和排除井下的有害气体和粉尘,为井下各巷道及采、掘工作面提供新鲜风流,保