基于wincc和plc的通風(fēng)機(jī)在線(xiàn)測(cè)控

1、<p>　　基于WINCC和PLC的通風(fēng)機(jī)在線(xiàn)測(cè)控</p><p>　　摘要：闡述了礦井主要通風(fēng)機(jī)在S7-300PLC可編程控制的基礎(chǔ)上，利用WINCC監(jiān)控軟件和工業(yè)以太網(wǎng)profibus-dp現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)設(shè)計(jì)了一套主通風(fēng)機(jī)的監(jiān)控系統(tǒng)。介紹了整套系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與軟、硬件實(shí)現(xiàn)方法，著重論述了主通風(fēng)機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組成，實(shí)現(xiàn)的功能和WINCC（WCC）與S7-300（PLC）之間的通信以及對(duì)整個(gè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控的軟件設(shè)計(jì)。

2、</p><p>　　關(guān)鍵詞：主通風(fēng)機(jī) 工業(yè)以太網(wǎng) 實(shí)時(shí)監(jiān)控 WINCC </p><p>　　由于煤礦在開(kāi)采過(guò)程中釋放出大量的瓦斯、CO及煤塵等，積聚后都會(huì)引起火災(zāi)和爆炸，給人的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)極大的威脅，通風(fēng)顯得尤為重要，因此煤礦通風(fēng)機(jī)系統(tǒng)在礦山生產(chǎn)中被稱(chēng)為“礦井肺臟”。主扇風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)直接影響到井下操作人身安全和生產(chǎn)效益，所以有必要對(duì)主扇風(fēng)機(jī)進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)。 </p>&l

3、t;p>　　傳統(tǒng)意義上的設(shè)備僅僅局限于簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)的采集和監(jiān)測(cè)，單純從傳感器或其他數(shù)據(jù)采集方式獲取設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，如溫度、電參數(shù)、壓力、振動(dòng)等信號(hào)，進(jìn)行集中顯示。這種方式只能對(duì)設(shè)備運(yùn)行時(shí)的狀態(tài)進(jìn)行了解。雖然起到了重要的作用，但由于大部分運(yùn)行人員對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀況不能深入了解，并不能準(zhǔn)確及時(shí)判斷風(fēng)機(jī)將要出現(xiàn)故障或?qū)⑻幱诓环€(wěn)定等情況運(yùn)行。 </p><p>　　隨著計(jì)算機(jī)智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、傳感器及電子技術(shù)的發(fā)展，設(shè)備

4、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)也不斷進(jìn)一步完善起來(lái)，逐步走向智能監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、智能分析和故障診斷相結(jié)合的現(xiàn)代綜合監(jiān)控系統(tǒng)。 </p><p>　　礦井主通風(fēng)基于西門(mén)子S7-300PLC可編程控制技術(shù)和WINCC技術(shù)對(duì)通風(fēng)機(jī)工作狀態(tài)進(jìn)行在線(xiàn)監(jiān)測(cè)監(jiān)控。監(jiān)測(cè)參數(shù)包括風(fēng)機(jī)的入口靜壓、風(fēng)量；有功功率、無(wú)功功率、電流、電壓、功率因素；風(fēng)機(jī)軸承溫度、電機(jī)繞組溫度（PT100溫度傳感器用戶(hù)預(yù)埋）；風(fēng)機(jī)振動(dòng)、風(fēng)機(jī)開(kāi)停信號(hào)及風(fēng)門(mén)開(kāi)閉狀態(tài)信號(hào)等；并能遠(yuǎn)

5、程控制風(fēng)機(jī)啟停。 </p><p><b>　　1 系統(tǒng)組成 </b></p><p>　　監(jiān)測(cè)系統(tǒng)只要有風(fēng)量、風(fēng)壓變送系統(tǒng)，監(jiān)控系統(tǒng)控制柜和監(jiān)測(cè)軟件組成。 </p><p>　　1.1 風(fēng)量、風(fēng)壓變送系統(tǒng)：該系統(tǒng)的主要構(gòu)成為壓差變送器和風(fēng)量、風(fēng)壓引壓裝置。其中，壓差變送器為YTKJ-DW型，引壓裝置的作用則在于感受、傳送風(fēng)量和風(fēng)壓信號(hào)。變送器

6、將微壓或壓差信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏餍盘?hào)，并輸送到監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)及微機(jī)終端。在計(jì)算機(jī)軟件的幫助下，計(jì)算出風(fēng)機(jī)的風(fēng)量和風(fēng)壓，從而在線(xiàn)監(jiān)測(cè)風(fēng)機(jī)性能。 </p><p>　　1.2 監(jiān)控系統(tǒng)控制柜：在通風(fēng)機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，作為一種中間設(shè)備，控制柜連接著各種傳感變送器、變送器、繼電器，它的作用就在于對(duì)信號(hào)進(jìn)行隔離、轉(zhuǎn)換、采集、處理。 </p><p>　　1.3 信號(hào)采集：由4塊EDA9033A職能電參數(shù)數(shù)據(jù) &

7、lt;/p><p>　　采集模塊和9塊R8000系列模塊組成，主要用于對(duì)各種計(jì)算機(jī)信號(hào)進(jìn)行采集。 </p><p>　　1.4 系統(tǒng)供電：直流工作電源DC24V采用線(xiàn)性集成一體化電源模塊。 </p><p>　　1.5 監(jiān)控軟件：系統(tǒng)采用WINC66.0監(jiān)測(cè)軟件。操作系統(tǒng)起動(dòng)后，自動(dòng)起動(dòng)WINCC6.0監(jiān)測(cè)軟件。 </p><p>　　1.5.1

8、 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)。在軟件的選擇上，為了借助數(shù)據(jù)聯(lián)動(dòng)與共享實(shí)現(xiàn)礦井一體化管理，該系統(tǒng)采用了田莊煤礦西門(mén)子WINNC軟件，這種軟件的應(yīng)用有助于消除信息孤島。WINNC的應(yīng)用環(huán)境為WINDOWSXP和WYNDOWS20000T，且可以同其他的自動(dòng)化系統(tǒng)共同工作，如SMATC產(chǎn)品家族的自動(dòng)化系統(tǒng)。 </p><p>　　1.5.2 工業(yè)以太網(wǎng)。作為一種開(kāi)放式的通信網(wǎng)絡(luò)，工業(yè)以太網(wǎng)使得大范圍內(nèi)的大數(shù)據(jù)量的交換變得更加容易。

9、其組態(tài)過(guò)程簡(jiǎn)單、速度快、可靠性較高且具有一定的開(kāi)放性。在實(shí)際應(yīng)用中，工業(yè)以太網(wǎng)被田莊煤礦用來(lái)作為聯(lián)系WinCC與自動(dòng)化系統(tǒng)（AS）之間的媒介，利用TCP/IP協(xié)議通信模式，使得在系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面得到了大大簡(jiǎn)化。 </p><p>　　1.5.3 WinCC的網(wǎng)絡(luò)通信。WinCC的信息交換采取變量和過(guò)程值的形式進(jìn)行。在獲取過(guò)程值的過(guò)程中，WINNC通信驅(qū)動(dòng)程序?qū)⑷蝿?wù)信息發(fā)送給自動(dòng)化系統(tǒng)，自動(dòng)化系統(tǒng)在接收后回復(fù)信息，將包

10、含有所請(qǐng)求的過(guò)程值發(fā)送給WinCC。 </p><p>　　在上述過(guò)程中，通信程序發(fā)揮了重要作用。作為一個(gè)軟件組件，通信程序?yàn)閃INCC變量提供過(guò)程值。由于通信驅(qū)動(dòng)程序不同，其連接的自動(dòng)化系統(tǒng)也不相同，因此，針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)采用S7-300的情況，在通信驅(qū)動(dòng)程序上應(yīng)該選擇SMATC S7 PROTOCOL SUITE。 </p><p>　　對(duì)于不同的通信網(wǎng)絡(luò)，通信驅(qū)動(dòng)程序也有相應(yīng)的通道單元與之對(duì)

11、應(yīng)。如果WinCC和自動(dòng)化系統(tǒng)建立了正確的物理連接，WinCC的通信驅(qū)動(dòng)程序和相關(guān)的通道單元就需要與自動(dòng)化系統(tǒng)建立連接，來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換。 </p><p>　　1.5.4 WinCC監(jiān)控系統(tǒng)。WinCC的圖形用戶(hù)界面提供了可視化的過(guò)程，操作員通過(guò)屏幕就可以直觀(guān)掌握過(guò)程中所發(fā)生的任何變化，并進(jìn)行相應(yīng)的控制。運(yùn)用WinCC，實(shí)現(xiàn)了對(duì)過(guò)程值的電子歸檔處理，降低了過(guò)程的文檔編制難度，方便了對(duì)歷史數(shù)據(jù)的查閱。 <

12、/p><p>　　1.5.5 系統(tǒng)組態(tài)方式。WinCC具有提供多用戶(hù)系統(tǒng)的功能，這對(duì)于進(jìn)行煤礦控制來(lái)說(shuō)非常重要。因?yàn)槊旱V控制系統(tǒng)組成復(fù)雜，包括了主通風(fēng)系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、選煤系統(tǒng)等。為了滿(mǎn)足不同系統(tǒng)信息同步顯示以及不同系統(tǒng)進(jìn)行同步操作的要求，就需要應(yīng)用多用戶(hù)系統(tǒng)的組態(tài)方式。這種多用戶(hù)系統(tǒng)的主要組成部分為一個(gè)服務(wù)器和多個(gè)客戶(hù)機(jī)。通過(guò)LAN或ISDN，在客戶(hù)機(jī)和服務(wù)器之間建立起連接，并通過(guò)TCP/IP協(xié)議實(shí)現(xiàn)通信。

13、 </p><p>　　WinCC在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸檔處理方面具有特別的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)報(bào)警記錄和變量記錄可以盡早發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情和故障，并且實(shí)現(xiàn)維護(hù)周期的優(yōu)化、促進(jìn)生產(chǎn)效率的提高。其中，報(bào)警消息在報(bào)警記錄中組態(tài)，變量記錄的作用則在于對(duì)過(guò)程值進(jìn)行歸檔。對(duì)于來(lái)自工業(yè)設(shè)備的數(shù)據(jù)，過(guò)程值歸檔在龐大的數(shù)據(jù)中，依據(jù)相關(guān)重要指標(biāo)的要求實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的過(guò)濾，以獲取與設(shè)備狀態(tài)相關(guān)的過(guò)程數(shù)據(jù)。過(guò)程值在運(yùn)行狀態(tài)下，要由歸檔系統(tǒng)通過(guò)存入運(yùn)行數(shù)據(jù)庫(kù)和寫(xiě)入歸檔