主扇风机PLC控制系统方案

主扇风机PLC控制系统方案地址：南京市江宁经济技术开发区清水亭西路199号电话：[phone]传真：[phone]公司介绍南大傲拓科技江苏有限公司是工业自动化领域的高新技术企业，致力于自主研发生产性能可靠、品质精良、技术先进的前沿工控产品。具有完全自主知识产权的产品覆盖可编程控制器、人机界面、变频器、伺服系统、组态软件等，为各行业用户提供自动化系统的整体解决方案。同时，公司积极与科研院所和行业用户紧密合作，联手开发基于行业自动化解决方案的企业管理信息系统。“掌握工控领域的核心技术，提升民族工业自动化水平”是南大傲拓科技江苏有限公司的使命。公司自主研发的大中小型全系列可编程控制器NA600/NA400/NA200，填补了国产PLC知识产权上的空白，在推进国产中高端PLC产业化方面赢得各级政府的高度认可和政策支持，先后获得国家和省、市各级政府科技创新资金的支持。公司被认定为国家高新技术企业，江苏省软件企业；“南大傲拓”被行业内组织评价为“最具成长性品牌”。公司以客户需求为第一要素，高度重视创新性设计、研发和生产。“开展个性化产品定制开发、提供自动化整体解决方案”作为公司的经营特色，赢得了客户的高度认同。公司秉承“持续改进、不断创新、客户满意”的质量管理方针，通过ISO9001质量管理体系的严格认证，并以柔性灵活的组织机制为公司提供让客户满意的产品和服务，以可靠的组织体系为客户满意度提供保障。南大傲拓服务的行业有：铁路交通、矿业冶金、石油化工、水利水电、电力、环保、市政工程、食品工业、饲料工业、印刷包装工业、纺织工业、汽车工业、暖通空调、物流自动化、造纸工业等领域。主扇风机PLC控制系统方案地址：南京市江宁经济技术开发区清水亭西路199号电话：[phone]传真：[phone]概述通风机的作用就是不断地向井下各个作业地点提供足够数量的新鲜空气，稀释并排出各种有害、有毒及含有放射性物质的气体和粉尘，调节井下空气的温度和湿度，给井下工作人员创造一个良好的工作环境。因此，该设备对煤矿安全作用非常关键，尤其是高瓦斯矿井，可以说它是关系到全矿安全最重要的大型设备。本公司的“矿井主扇自动化节能控制系统”具有完善的故障诊断功能，大大提高了设备的可靠性，同时可非常轻松的调节井下风量，不仅可以有效的改善井下的空气质量，还可节约电能，节能可达30%-50%以上。2系统构成上位机监控系统、高低压配电系统(提供整个系统供电回路)、变频控制系统（对通风机进行无级调整控制）、PLC控制系统、传感器检测系统（采集系统压力、温度、风量、瓦斯浓度等参数）。系统框图如下图所示。主扇风机PLC控制系统方案地址：南京市江宁经济技术开发区清水亭西路199号电话：[phone]传真：[phone])电控系统的设计和制造符合国家相关标准、规范和行业技术标准，所提供的设备及功能满足中国《煤矿安全规程》2011版的有关规定。2）高压开关柜柜型为HXGN-12变压器旁环网柜，装设VYD-12P630/25（上海永大）固封式真空断路器，额定电流630A，额定短路开断电流（有效值）25kA。3)采用MNS固定式开关柜。柜内主要元器件选用人民电气、西屋电气等国内名牌产品。4)给系统提供全部的电源，如变频器柜、PLC柜及传感器等外部设备。2.2变频控制系统变频器配置采用一拖一方式。变频调速装置包括功率单元柜、旁路柜。（1）四台变频调速装置均设有旁路开关，正常运行时，变频器带动工作风机的电动机变频运行。当出现异常时，变频调速装置自动切换到工频电网运行，确保矿井通风机正常运转。切换至工频时配有换向装置，实现反转反风功能。（2）在20～100%的负载变化情况内达到或超过0.95的功率因数(无需功率因数补偿装置)。（3）变频装置输出波形不会引起电机的谐振，转矩脉动小于0.1%。避免风机喘振现象。变频器有共振点频率跳跃功能。（4）变频装置对输出电缆长度无任何要求，电机不会受到共模电压和dv/dt的影响。（5）控制采用无速度传感器矢量控制，起动转矩可达150%。（7）变频器效率大于98%。（8）控制系统采用全数字微机控制，有自诊断功能。（9）电机参数自动检测、控制系统参数自动优化。（10）控制系统具有在线检测变频器输入电压、输入电流、输入有功功率、输入无功功率、输入功率因素、累计用电量、输出电压、输出电流、输出功率、频率、电机转速等。（11）变频器带有MODBUS485，PROFIBUS通讯接口。（12）变频装置有过电压，过电流，欠电压，缺相，变频器过载，变频器过热，电机过载，输出接地，输出短路等保护功能。主扇风机PLC控制系统方案地址：南京市江宁经济技术开发区清水亭西路199号电话：[phone]传真：[phone]，主扇风机作为煤矿上的四大件之一，绝对不允许停机。为此PLC系统采用了硬冗余系统，核心CPU采用两套，一用一备，当前工作CPU出现故障停机时，备用CPU会自动将控制任务接手，不需要人为干预；先前故障CPU恢复后，再替代备用CPU继续运行，极大的提高了主扇风机的可靠性和稳定性。上位机和调度中心通过交换机以工业以太网通讯方式来进行数据交换，CPU与上位机使用以太网通讯，CPU的作用是实现对变频系统的控制和对风门电机、风机传感器的检测。PLC控制站与变频器之间采用Profibus通讯，主要完成变频器控制及变频器运行状态监控任务。NA400系列PLC是本公司推出的中型高性能可编程控制器，除具有一般PLC的优点外，在系统体系结构、功能、可靠性等方面具有鲜明的特点。2.4上位机监控系统在“集控”状态下，用户可通过监控系统实现对主扇相关机械、电气设备的实时在线监控，用户可以直接在上位计算机的图形窗口中进行相关操作，实现相关的控制要求。在“手动”状态下用户只能对系统状态进行监视，需通过手动操作按键实现控制要求。在线监控系统框图如下图所示。主扇风机PLC控制系统方案地址：南京市江宁经济技术开发区清水亭西路199号电话：[phone]传真：[phone]上位计算机采用组态软件对系统进行组态，主要画面包括：1通风系统全貌2高低压供电系统图主扇风机PLC控制系统方案地址：南京市江宁经济技术开发区清水亭西路199号电话：[phone]传真：[phone]压力、风量动态曲线图主扇风机PLC控制系统方案地址：南京市江宁经济技术开发区清水亭西路199号电话：[phone]传真：[phone]⑥历史记录及报警记录2.4.1系统监控内容主扇通风机在线监测系统的硬件主要由监测计算机、压力传感器、温度传感器、CO传感器、瓦斯传感器、风门传感器、通风机在线监测柜等组成。1、每台通风机安装一台温度巡检仪，主要用来采集电机的前、后轴承温度、电动机定子温度、支撑轴承温度等。2、电动机电压、电流、功率因数、有功功率、无功功率等电量参数由电量采集装置采集，采集数据与通风机监测柜内PLC之间进行通信。3、通风机负压、通风机全压、风门开闭信号、瓦斯传感器、CO传感器、温度巡检仪等监测参数由PLC采集模块进行数据采集。4、通风机在线监测柜内部安装有PLC的CPU、模拟量采集模块、通信模块、开关电源、继电器、温度巡检仪。5、PLC自带工业以太网接口，可就近接入矿井工业以太网平台。6、监测室计算机负责所有数据的采集、显示、存储、上传、报警、报表打印等。2.4.2系统监测参数（1）电参量：三相电压、三相电流、电源频率、有功、无功功率、功率因数。（2）温度参数：定子温度、轴前后温度、风机风道温度。风机振动参数：水平振动参数和垂直振动参数。风机状态参数：电动机开停状态参数和风门位置状态参数。风机参数：风机负压、风机全压、风道瓦斯浓度、风道CO浓度、风机房环境温湿度和累加主扇风机PLC控制系统方案地址：南京市江宁经济技术开发区清水亭西路199号电话：[phone]传真：[phone]值（风速、风量）。2.4.3系统主要技术指标1、模拟量输入传输处理误差不大于1%。2、模拟量输出传输处理误差不大于1%。3、累积量输入传输处理误差不大于1%。4、最大巡检周期应不大于30s，满足监控要求。5、存储时间：甲烷、温度、风速、负压、CO等重要测点的实时检测值存盘记录保存7天以上；模拟量统计值、报警/解除报警时刻及状态、主通风机、风门等状态及变化时刻等记录保存1年以上；当系统发生故障时，丢失上述信息的时间长度不大于5分钟。6、画面影响时间：调出整幅画面85%的响应时间不大于2秒，其余画面不大于5秒。7、为了确保PLC的安全和可靠运行，PLC控制系统选用在线式不间断电源（UPS），满载持续时间＞1小时。3监控功能3.1控制功能1风机的开停，切换；风门及其它辅助设备的自动连锁控制；实现单、双电机运行的选择，具有无人值守功能。2具备就地控制/就地集中控制/远方控制三种工作方式，就地控制方式(检修方式)时各设备由设备本身的控制按钮操作，便于设备的检修；就地集中控制方式(手动/自动、自动包括风机一键启动、一键倒换风机、一键反风操作、一键停止操作)时由PLC柜完成对风机及辅助设备的协调控制；远方控制方式时风机的启停等控制由上位集控计算机完成。3根据现场需要对变频器进行智能控制。通风机的工作方式：分为自动、手动、检修三种方式。a、自动方式自动起车、自动停车、自动转换到备用风机。按照预编程序、设置的闭锁关系，在风机房控制室能够对风机及其所属设备进行自动启动、停止控制。主扇风机PLC控制系统方案地址：南京市江宁经济技术开发区清水亭西路199号电话：[phone]传真：[phone]、手动方式手动方式是当PLC或系统产生故障，不能进行自动控制时的操作方式。手动方式下，可以直接按远方按钮和就地操控风机的起车、停车、转换到备用风机，此时高、低压柜的所有转换开关必须在“就地”档位。具有与自动方式相同的闭锁方式。c、检修方式检修方式用于在一台风机正常运行时对备用风机进行检修和调试，对风机及其附属设备进行单台点动操作。检修方式下风机的运行类似于自动方式，其中进风由备用风机的检修门进风。通风机在上述“自动方式”和“手动方式”下正常运行时，计算机必须能够对通风机运行状态进行监测。3.2监控功能1实时监测通风机(设备)性能参数：矿井负压、流量、全/静压、风速。2实时监测风机配用电机的电气参数：电流、电压、功率（通过综保或其他测控单元）。3实时监测设备的运行参数：振动烈度、轴承温度。4通过现场总线通讯将变频器的电流、电压、频率、转速直接采集到PLC中，实时性好。5数据实时显示、存储、查询、打印以及远程传输。6对通风机运行故障在线报警；显示当前运行机号、正反转信号、风机开停状态、累计当前风机运行时间等。7在模拟动画图上实现监测参数的实时显示，将监测参数存储到数据库中，可以以数据和趋势图等多种方式实现监测结果的再现，实现小时、日等多种形式时间间隔的数据查询，查询结果以报表形式打印。8系统采用双CPU硬冗余工作方式，当一套PLC出现故障时，能自动切换到另一套PLC运行。并且系统具有自诊断功能和执行监测功能，即系统在每次运行前，对参与系统运行的设备进行检测和判断，及时报警提醒，决不允许设备在带有故障的情况下启车。9具有网络功能，预留有以太网接口，可直接与全矿综合自动化网络相连。主扇风机PLC控制系统方案地址：南京市江宁经济技术开发区清水亭西路199号电话：[phone]