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罗茨风机自动化检测控制系统

罗茨风机自动化检测控制系统

山东锦工有限公司是一家专业生产罗茨鼓风机、罗茨真空泵、回转风机等机械设备公司,位于有“铁匠之乡”之称的山东省章丘市相公镇,近年来,锦工致力于新产品的研发,新产品双油箱罗茨风机、水冷罗茨风机、油驱罗茨风机、低噪音罗茨风机,赢得了市场好评和认可。
本系统共有三种运行方式可供选择,即“就地”、“远控”、“自动”;在触摸屏上我们可以选择就地或远控两种方式。
在我们的集控室罗茨风机供电界面上有一个自动/半自动转换开关,当我们在触摸屏上设置了远控方式时,此开关才会有效,当我们选择自动时,罗茨风机进入自动运行状态,此时,不管是现场触摸屏,还是集控室,都不能进行控制,只能进行监测罗茨风机的运行参数:当我们选择半自动时,罗茨风机进入半自动运行方式,此时,可以用集控室的控制终端进行控制;当我们把现场触摸屏打到就地时,就只能进行现场的触摸控制。
罗茨风机监测系统的硬件设计
罗茨鼓风机自动控制原理
监测系统由各类传感器、电量变送器、工控机和其他外围设备组成,系统结构如下所示,各环节的设计充分考虑矿井含尘、潮湿、气流脉动的恶劣通风环境,以及其他电器设备的电磁干扰。在各类传感器选型除了满足精度的基础上,也极其注重设备的抗干扰性能。
罗茨风机参数的监测
通过以上的分析可知,为了达到主通罗茨风机性能在线监测的目的,应实时在线监测以下主要参数:平均流速、矿井负压、罗茨鼓风机入口静压、电机有功功率、电流、电压、气体密度,转速等。根据以上参数可求得罗茨风机的各项性能指标,再根据相似原理换算至规定状态下即可绘制通罗茨风机的性能曲线。
罗茨鼓风机监测系统的软件设计
可编程逻辑控制器的罗茨风机自动监控设计
整个系统按照功能可以分为三大部分:信号检测部分、数据采集处理部分、上位机和触摸屏部分。
电机振动参数由安装在罗茨风机轴承上的速度传感器及变换器传送至PLC的模拟量模块。
温度监测部分是由内置在电机的PT100热电阻传感器和变送器、智能仪表(温度巡检仪)构成,多路电机温度参数在控制柜巡回显示,同时温度巡检仪与PLC进行通信,将参数上传。
压差参数是由相应的压差和负压传感器传送给PLC的模拟量模块进行处理。
电气参数由安装在各开关柜内的智能综保单元与PLC以通讯的方式进行信息传送,同时对电机的控制命令也经由综保单元实现,传送的电气参数有电压、电流、功率、功率因数、频率等多种参数。
PLC模块软件设计
PLC的监控程序包括系统监控程序和用户监控程序两部分。由于考虑到罗茨鼓风机运行的重要性,采用了三级操作模式,即手动操作开关、就地触摸屏控制、上位机遥控操作,其中对于罗茨风机的启停操作也运用了两种方式,一种通过CP340给综保装置发遥控命令,利用综保装置的遥信状态当作反校模式;另一种是通过DO模块直接接线到高压开关的合分向继电器线圈,这样确保了罗茨风机高压开关操作的可靠性。
CP340模块与多台综保装置通过RS485接口利用其自定义的协议进行问答式通讯,考虑到电气量的特殊性,我们在设置相隔150M与每台综保装置循环进行通信;另一块CP340模块也通过RS485接口利用其自定义协议与温度巡检仪进行通信,考虑到温度参数变化的迟缓性及合理分配CUP的资源,设置循环通信时间为5分钟。整个系统中延时及分析判断的中间状态都在PLC内部完成,充分利用了PLC的内部资源。
用PLC实现罗茨风机的自动控制
本系统采用了分块程序结构编程,分块程序是指把一个工程的全部任务分成多个任务模块,每个模块的控制任务则根据具体情况编写相应的子程序进行处理,在程序执行过程中,CPU不断扫描主程序OB1碰到子程序调用指令就转移到相应的子程序中执行。分块程序虽然结构复杂一点,但是可以把一个复杂的控制任务分解成多个简单的控制任务,分块程序有利于程序员编写,而且程序调试起来也比较简单。

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