羅茨風機自動化檢測控制系統

羅茨風機自動化檢測控制系統

山東錦工有限公司是一家專業生產羅茨鼓風機、羅茨真空泵、回轉風機等機械設備公司，位于有“鐵匠之鄉”之稱的山東省章丘市相公鎮，近年來，錦工致力于新產品的研發，新產品雙油箱羅茨風機、水冷羅茨風機、油驅羅茨風機、低噪音羅茨風機，贏得了市場好評和認可。
本系統共有三種運行方式可供選擇，即“就地”、“遠控”、“自動”；在觸摸屏上我們可以選擇就地或遠控兩種方式。
在我們的集控室羅茨風機供電界面上有一個自動/半自動轉換開關，當我們在觸摸屏上設置了遠控方式時，此開關才會有效，當我們選擇自動時，羅茨風機進入自動運行狀態，此時，不管是現場觸摸屏，還是集控室，都不能進行控制，只能進行監測羅茨風機的運行參數：當我們選擇半自動時，羅茨風機進入半自動運行方式，此時，可以用集控室的控制終端進行控制；當我們把現場觸摸屏打到就地時，就只能進行現場的觸摸控制。
羅茨風機監測系統的硬件設計
羅茨鼓風機自動控制原理
監測系統由各類傳感器、電量變送器、工控機和其他外圍設備組成，系統結構如下所示，各環節的設計充分考慮礦井含塵、潮濕、氣流脈動的惡劣通風環境，以及其他電器設備的電磁干擾。在各類傳感器選型除了滿足精度的基礎上，也極其注重設備的抗干擾性能。
羅茨風機參數的監測
通過以上的分析可知，為了達到主通羅茨風機性能在線監測的目的，應實時在線監測以下主要參數：平均流速、礦井負壓、羅茨鼓風機入口靜壓、電機有功功率、電流、電壓、氣體密度，轉速等。根據以上參數可求得羅茨風機的各項性能指標，再根據相似原理換算至規定狀態下即可繪制通羅茨風機的性能曲線。
羅茨鼓風機監測系統的軟件設計
可編程邏輯控制器的羅茨風機自動監控設計
整個系統按照功能可以分為三大部分：信號檢測部分、數據采集處理部分、上位機和觸摸屏部分。
電機振動參數由安裝在羅茨風機軸承上的速度傳感器及變換器傳送至PLC的模擬量模塊。
溫度監測部分是由內置在電機的PT100熱電阻傳感器和變送器、智能儀表（溫度巡檢儀）構成，多路電機溫度參數在控制柜巡回顯示，同時溫度巡檢儀與PLC進行通信，將參數上傳。
壓差參數是由相應的壓差和負壓傳感器傳送給PLC的模擬量模塊進行處理。
電氣參數由安裝在各開關柜內的智能綜保單元與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由綜保單元實現，傳送的電氣參數有電壓、電流、功率、功率因數、頻率等多種參數。
PLC模塊軟件設計
PLC的監控程序包括系統監控程序和用戶監控程序兩部分。由于考慮到羅茨鼓風機運行的重要性，采用了三級操作模式，即手動操作開關、就地觸摸屏控制、上位機遙控操作，其中對于羅茨風機的啟停操作也運用了兩種方式，一種通過CP340給綜保裝置發遙控命令，利用綜保裝置的遙信狀態當作反校模式；另一種是通過DO模塊直接接線到高壓開關的合分向繼電器線圈，這樣確保了羅茨風機高壓開關操作的可靠性。
CP340模塊與多臺綜保裝置通過RS485接口利用其自定義的協議進行問答式通訊，考慮到電氣量的特殊性，我們在設置相隔150M與每臺綜保裝置循環進行通信；另一塊CP340模塊也通過RS485接口利用其自定義協議與溫度巡檢儀進行通信，考慮到溫度參數變化的遲緩性及合理分配CUP的資源，設置循環通信時間為5分鐘。整個系統中延時及分析判斷的中間狀態都在PLC內部完成，充分利用了PLC的內部資源。
用PLC實現羅茨風機的自動控制
本系統采用了分塊程序結構編程，分塊程序是指把一個工程的全部任務分成多個任務模塊，每個模塊的控制任務則根據具體情況編寫相應的子程序進行處理，在程序執行過程中，CPU不斷掃描主程序OB1碰到子程序調用指令就轉移到相應的子程序中執行。分塊程序雖然結構復雜一點，但是可以把一個復雜的控制任務分解成多個簡單的控制任務，分塊程序有利于程序員編寫，而且程序調試起來也比較簡單。

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