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羅茨風(fēng)機(jī)自動(dòng)化檢測(cè)控制系統(tǒng)

羅茨風(fēng)機(jī)自動(dòng)化檢測(cè)控制系統(tǒng)

山東錦工有限公司是一家專業(yè)生產(chǎn)羅茨鼓風(fēng)機(jī)、羅茨真空泵、回轉(zhuǎn)風(fēng)機(jī)等機(jī)械設(shè)備公司,位于有“鐵匠之鄉(xiāng)”之稱的山東省章丘市相公鎮(zhèn),近年來,錦工致力于新產(chǎn)品的研發(fā),新產(chǎn)品雙油箱羅茨風(fēng)機(jī)、水冷羅茨風(fēng)機(jī)、油驅(qū)羅茨風(fēng)機(jī)、低噪音羅茨風(fēng)機(jī),贏得了市場(chǎng)好評(píng)和認(rèn)可。
本系統(tǒng)共有三種運(yùn)行方式可供選擇,即“就地”、“遠(yuǎn)控”、“自動(dòng)”;在觸摸屏上我們可以選擇就地或遠(yuǎn)控兩種方式。
在我們的集控室羅茨風(fēng)機(jī)供電界面上有一個(gè)自動(dòng)/半自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān),當(dāng)我們?cè)谟|摸屏上設(shè)置了遠(yuǎn)控方式時(shí),此開關(guān)才會(huì)有效,當(dāng)我們選擇自動(dòng)時(shí),羅茨風(fēng)機(jī)進(jìn)入自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài),此時(shí),不管是現(xiàn)場(chǎng)觸摸屏,還是集控室,都不能進(jìn)行控制,只能進(jìn)行監(jiān)測(cè)羅茨風(fēng)機(jī)的運(yùn)行參數(shù):當(dāng)我們選擇半自動(dòng)時(shí),羅茨風(fēng)機(jī)進(jìn)入半自動(dòng)運(yùn)行方式,此時(shí),可以用集控室的控制終端進(jìn)行控制;當(dāng)我們把現(xiàn)場(chǎng)觸摸屏打到就地時(shí),就只能進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的觸摸控制。
羅茨風(fēng)機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)
羅茨鼓風(fēng)機(jī)自動(dòng)控制原理
監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由各類傳感器、電量變送器、工控機(jī)和其他外圍設(shè)備組成,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下所示,各環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)充分考慮礦井含塵、潮濕、氣流脈動(dòng)的惡劣通風(fēng)環(huán)境,以及其他電器設(shè)備的電磁干擾。在各類傳感器選型除了滿足精度的基礎(chǔ)上,也極其注重設(shè)備的抗干擾性能。
羅茨風(fēng)機(jī)參數(shù)的監(jiān)測(cè)
通過以上的分析可知,為了達(dá)到主通羅茨風(fēng)機(jī)性能在線監(jiān)測(cè)的目的,應(yīng)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)以下主要參數(shù):平均流速、礦井負(fù)壓、羅茨鼓風(fēng)機(jī)入口靜壓、電機(jī)有功功率、電流、電壓、氣體密度,轉(zhuǎn)速等。根據(jù)以上參數(shù)可求得羅茨風(fēng)機(jī)的各項(xiàng)性能指標(biāo),再根據(jù)相似原理換算至規(guī)定狀態(tài)下即可繪制通羅茨風(fēng)機(jī)的性能曲線。
羅茨鼓風(fēng)機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)
可編程邏輯控制器的羅茨風(fēng)機(jī)自動(dòng)監(jiān)控設(shè)計(jì)
整個(gè)系統(tǒng)按照功能可以分為三大部分:信號(hào)檢測(cè)部分、數(shù)據(jù)采集處理部分、上位機(jī)和觸摸屏部分。
電機(jī)振動(dòng)參數(shù)由安裝在羅茨風(fēng)機(jī)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(jiān)測(cè)部分是由內(nèi)置在電機(jī)的PT100熱電阻傳感器和變送器、智能儀表(溫度巡檢儀)構(gòu)成,多路電機(jī)溫度參數(shù)在控制柜巡回顯示,同時(shí)溫度巡檢儀與PLC進(jìn)行通信,將參數(shù)上傳。
壓差參數(shù)是由相應(yīng)的壓差和負(fù)壓傳感器傳送給PLC的模擬量模塊進(jìn)行處理。
電氣參數(shù)由安裝在各開關(guān)柜內(nèi)的智能綜保單元與PLC以通訊的方式進(jìn)行信息傳送,同時(shí)對(duì)電機(jī)的控制命令也經(jīng)由綜保單元實(shí)現(xiàn),傳送的電氣參數(shù)有電壓、電流、功率、功率因數(shù)、頻率等多種參數(shù)。
PLC模塊軟件設(shè)計(jì)
PLC的監(jiān)控程序包括系統(tǒng)監(jiān)控程序和用戶監(jiān)控程序兩部分。由于考慮到羅茨鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行的重要性,采用了三級(jí)操作模式,即手動(dòng)操作開關(guān)、就地觸摸屏控制、上位機(jī)遙控操作,其中對(duì)于羅茨風(fēng)機(jī)的啟停操作也運(yùn)用了兩種方式,一種通過CP340給綜保裝置發(fā)遙控命令,利用綜保裝置的遙信狀態(tài)當(dāng)作反校模式;另一種是通過DO模塊直接接線到高壓開關(guān)的合分向繼電器線圈,這樣確保了羅茨風(fēng)機(jī)高壓開關(guān)操作的可靠性。
CP340模塊與多臺(tái)綜保裝置通過RS485接口利用其自定義的協(xié)議進(jìn)行問答式通訊,考慮到電氣量的特殊性,我們?cè)谠O(shè)置相隔150M與每臺(tái)綜保裝置循環(huán)進(jìn)行通信;另一塊CP340模塊也通過RS485接口利用其自定義協(xié)議與溫度巡檢儀進(jìn)行通信,考慮到溫度參數(shù)變化的遲緩性及合理分配CUP的資源,設(shè)置循環(huán)通信時(shí)間為5分鐘。整個(gè)系統(tǒng)中延時(shí)及分析判斷的中間狀態(tài)都在PLC內(nèi)部完成,充分利用了PLC的內(nèi)部資源。
用PLC實(shí)現(xiàn)羅茨風(fēng)機(jī)的自動(dòng)控制
本系統(tǒng)采用了分塊程序結(jié)構(gòu)編程,分塊程序是指把一個(gè)工程的全部任務(wù)分成多個(gè)任務(wù)模塊,每個(gè)模塊的控制任務(wù)則根據(jù)具體情況編寫相應(yīng)的子程序進(jìn)行處理,在程序執(zhí)行過程中,CPU不斷掃描主程序OB1碰到子程序調(diào)用指令就轉(zhuǎn)移到相應(yīng)的子程序中執(zhí)行。分塊程序雖然結(jié)構(gòu)復(fù)雜一點(diǎn),但是可以把一個(gè)復(fù)雜的控制任務(wù)分解成多個(gè)簡(jiǎn)單的控制任務(wù),分塊程序有利于程序員編寫,而且程序調(diào)試起來也比較簡(jiǎn)單。

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