一、系統概述
　　主通風(fēng)機負責礦井通風(fēng)，保障礦井的安全生產(chǎn)。主通風(fēng)機的運行情況對整個(gè)礦井的安全生產(chǎn)起至關(guān)重要的作用，對其進(jìn)行實(shí)時(shí)監測可以盡早發(fā)現故障，及時(shí)處理，有效保障礦井的安全生產(chǎn)。因此，建設一套具有完備監測功能的風(fēng)機在線(xiàn)監控系統是非常有必要的。
二、系統設計
　　礦井主通風(fēng)在線(xiàn)監控系統的設計，主要從以下幾點(diǎn)考慮：
　　1、風(fēng)機實(shí)時(shí)的運行狀態(tài)
　　系統通過(guò)對風(fēng)機參數的監測，實(shí)時(shí)準確了解風(fēng)機運行狀態(tài)、涌出量等，以及風(fēng)機用電情況、軸承溫度、振動(dòng)等情況。
　　2、可靠的報警功能
　　系統可具體設置參數闕值，對軸承溫度、風(fēng)機振動(dòng)等參數超過(guò)這一值時(shí)，及時(shí)給出聲光報警信號，便于及時(shí)處理。
　　3、提高設備管理水平
　　系統及時(shí)了解風(fēng)機運行等情況，為有效避免設備故障提供可靠的技術(shù)保障。及時(shí)統計用電情況，為生產(chǎn)部門(mén)及成本核算部門(mén)擬定計劃提供第一手可靠的信息。
2.1 系統架構設計
　　主通風(fēng)機在線(xiàn)監控系統以S7-300PLC為核心，主要由傳感器、電力參數采集模塊、PLC、上位機等組成。

      


                                                                         圖1 礦井通風(fēng)機在線(xiàn)監測系統框架圖


2.2 PLC硬件設計
　　S7-300PLC的硬件主要由電源模塊、CPU、數字量輸入輸出模塊、模擬量輸入輸出模塊、通信模塊組成。
　?。?）數字量輸入輸出模塊主要用于低壓柜控制方式及開(kāi)關(guān)狀態(tài)、電動(dòng)機接觸器及熱繼電器狀態(tài)、變頻器運行及故障狀態(tài)、風(fēng)門(mén)接觸器狀態(tài)及臺風(fēng)開(kāi)到位、關(guān)到位狀態(tài)，并控制低壓柜開(kāi)關(guān)的分合閘、電動(dòng)機的正轉/反轉和變頻/工頻啟動(dòng)，以及風(fēng)門(mén)的打開(kāi)和關(guān)閉。
　?。?）模擬量輸入輸出模塊主要對風(fēng)機負壓及流量、電動(dòng)機溫度和振動(dòng)、變頻器輸出轉速和電流、低壓柜的電力參數等進(jìn)行AD轉換。
　?。?）通信模塊負責與各低壓柜內的電參數采集模塊、上位機進(jìn)行通信。
2.3 上位機監控軟件設計
　　通風(fēng)機參數在線(xiàn)監測系統配備RJ45以太網(wǎng)接口，軟件接口OPC協(xié)議，通過(guò)礦井地面光纖主干環(huán)網(wǎng)向礦井信息與自動(dòng)化系統上傳信息，實(shí)現遠方對風(fēng)機設備實(shí)行監測、監控、數據共享等功能。
　　上位機監控系統功能如下：
　　1）監測主風(fēng)機、電機的運行狀態(tài)（運行、備用、檢修、故障），監測電機的軸承溫度、電機定子溫度。監測風(fēng)道氣流的靜壓、全壓、風(fēng)量、風(fēng)速、溫度。監測電機的電壓、電流、頻率、有功功率、無(wú)功功率、功率因數、有功電度、無(wú)功電度。
　　2）對電機前后軸承溫度、電機定子溫度、電機電壓、電機電流、靜壓、全壓、振動(dòng)、風(fēng)流中瓦斯濃度等參數提供歷史信息的查詢(xún)打印，重要參數超限時(shí)實(shí)時(shí)報警，可由用戶(hù)設置報警上下限。
　　3）可實(shí)時(shí)記錄風(fēng)機開(kāi)關(guān)傳感器狀態(tài)，以及每個(gè)主電機實(shí)施開(kāi)停動(dòng)作的具體時(shí)刻，并且可根據要求生成報表。
　　4）監測高壓柜電壓、電流、有功功率等參數，監測斷路器、接觸器、操作狀態(tài)轉換開(kāi)關(guān)、保護動(dòng)作信號等參數。模擬量傳感器檢測參數、主電機電壓、電流等動(dòng)態(tài)參數按合理的時(shí)間密度記錄（風(fēng)道環(huán)境參數由安全監測系統采集），并生成趨勢曲線(xiàn)圖。
　　5）監測數據能夠按不同的條件查詢(xún)，并且便于打印輸出，授權的網(wǎng)絡(luò )終端用戶(hù)能夠遠程查看監測數據。
　　6）提供程序及數據安全管理功能，不同的用戶(hù)可設置不同的權限，防止未授權用戶(hù)修改監控系統參數。
　　7）風(fēng)機在線(xiàn)監控子系統就近接入環(huán)網(wǎng)交換機，通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)快速接入全礦綜合自動(dòng)化平臺，提供OPC接口與自動(dòng)化平臺無(wú)縫連接，實(shí)現風(fēng)機的監控和數據共享。
　　8）可實(shí)現風(fēng)機的遙控自動(dòng)啟停、自動(dòng)倒換和遙控“反風(fēng)”運行功能?？蓪?shí)現多種控制方式：本地手動(dòng)、本地自動(dòng)、遠程手動(dòng)、遠程自動(dòng)。
             
        



                                                                           圖2 礦井通風(fēng)機在線(xiàn)監測主畫(huà)面


三、總結
　　本套系統已得到成功應用，現場(chǎng)運行情況良好，實(shí)現了現場(chǎng)數據遠傳和設備遙控的目的，使得管理人員在遠離監測現場(chǎng)的情況就可以得知風(fēng)機的運行情況并進(jìn)行遙控。同時(shí)具有一定組態(tài)軟件知識的人員也可以進(jìn)行系統的二次開(kāi)發(fā)。使用力控組態(tài)軟件作為OPC 的服務(wù)器也為網(wǎng)絡(luò )通訊和數據的遠傳提供了一種可行性的方案。