基于wincc和plc的通風(fēng)機在線測控

1、<p>　　基于WINCC和PLC的通風(fēng)機在線測控</p><p>　　摘要：闡述了礦井主要通風(fēng)機在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)場總線設(shè)計了一套主通風(fēng)機的監(jiān)控系統(tǒng)。介紹了整套系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與軟、硬件實現(xiàn)方法，著重論述了主通風(fēng)機監(jiān)測系統(tǒng)組成，實現(xiàn)的功能和WINCC（WCC）與S7-300（PLC）之間的通信以及對整個系統(tǒng)實時監(jiān)控的軟件設(shè)計。

2、</p><p>　　關(guān)鍵詞：主通風(fēng)機 工業(yè)以太網(wǎng) 實時監(jiān)控 WINCC </p><p>　　由于煤礦在開采過程中釋放出大量的瓦斯、CO及煤塵等，積聚后都會引起火災(zāi)和爆炸，給人的生命財產(chǎn)安全帶來極大的威脅，通風(fēng)顯得尤為重要，因此煤礦通風(fēng)機系統(tǒng)在礦山生產(chǎn)中被稱為“礦井肺臟”。主扇風(fēng)機的運轉(zhuǎn)直接影響到井下操作人身安全和生產(chǎn)效益，所以有必要對主扇風(fēng)機進行狀態(tài)監(jiān)測。 </p>&l

3、t;p>　　傳統(tǒng)意義上的設(shè)備僅僅局限于簡單數(shù)據(jù)的采集和監(jiān)測，單純從傳感器或其他數(shù)據(jù)采集方式獲取設(shè)備運行數(shù)據(jù)，如溫度、電參數(shù)、壓力、振動等信號，進行集中顯示。這種方式只能對設(shè)備運行時的狀態(tài)進行了解。雖然起到了重要的作用，但由于大部分運行人員對設(shè)備的運行狀況不能深入了解，并不能準(zhǔn)確及時判斷風(fēng)機將要出現(xiàn)故障或?qū)⑻幱诓环€(wěn)定等情況運行。 </p><p>　　隨著計算機智能技術(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)測系統(tǒng)也不斷進一步完善起來，逐步走向智能監(jiān)測、遠程監(jiān)測、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)基于西門子S7-300PLC可編程控制技術(shù)和WINCC技術(shù)對通風(fēng)機工作狀態(tài)進行在線監(jiān)測監(jiān)控。監(jiān)測參數(shù)包括風(fēng)機的入口靜壓、風(fēng)量；有功功率、無功功率、電流、電壓、功率因素；風(fēng)機軸承溫度、電機繞組溫度（PT100溫度傳感器用戶預(yù)埋）；風(fēng)機振動、風(fēng)機開停信號及風(fēng)門開閉狀態(tài)信號等；并能遠

5、程控制風(fēng)機啟停。 </p><p><b>　　1 系統(tǒng)組成 </b></p><p>　　監(jiān)測系統(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。變送器

6、將微壓或壓差信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏餍盘枺⑤斔偷奖O(jiān)測轉(zhuǎn)換系統(tǒng)及微機終端。在計算機軟件的幫助下，計算出風(fēng)機的風(fēng)量和風(fēng)壓，從而在線監(jiān)測風(fēng)機性能。 </p><p>　　1.2 監(jiān)控系統(tǒng)控制柜：在通風(fēng)機監(jiān)測系統(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，它的作用就在于對信號進行隔離、轉(zhuǎn)換、采集、處理。 </p><p>　　1.3 信號采集：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，主要用于對各種計算機信號進行采集。 </p><p>　　1.4 系統(tǒng)供電：直流工作電源DC24V采用線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)測軟件。操作系統(tǒng)起動后，自動起動WINCC6.0監(jiān)測軟件。 </p><p>　　1.5.1

8、 系統(tǒng)的軟件設(shè)計。在軟件的選擇上，為了借助數(shù)據(jù)聯(lián)動與共享實現(xiàn)礦井一體化管理，該系統(tǒng)采用了田莊煤礦西門子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化系統(tǒng)共同工作，如SMATC產(chǎn)品家族的自動化系統(tǒng)。 </p><p>　　1.5.2 工業(yè)以太網(wǎng)。作為一種開放式的通信網(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)過程簡單、速度快、可靠性較高且具有一定的開放性。在實際應(yīng)用中，工業(yè)以太網(wǎng)被田莊煤礦用來作為聯(lián)系WinCC與自動化系統(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)計方面得到了大大簡化。 </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程值的形式進行。在獲取過程值的過程中，WINNC通信驅(qū)動程序?qū)⑷蝿?wù)信息發(fā)送給自動化系統(tǒng)，自動化系統(tǒng)在接收后回復(fù)信息，將包

10、含有所請求的過程值發(fā)送給WinCC。 </p><p>　　在上述過程中，通信程序發(fā)揮了重要作用。作為一個軟件組件，通信程序為WINCC變量提供過程值。由于通信驅(qū)動程序不同，其連接的自動化系統(tǒng)也不相同，因此，針對現(xiàn)場采用S7-300的情況，在通信驅(qū)動程序上應(yīng)該選擇SMATC S7 PROTOCOL SUITE。 </p><p>　　對于不同的通信網(wǎng)絡(luò)，通信驅(qū)動程序也有相應(yīng)的通道單元與之對

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

12、/p><p>　　1.5.5 系統(tǒng)組態(tài)方式。WinCC具有提供多用戶系統(tǒng)的功能，這對于進行煤礦控制來說非常重要。因為煤礦控制系統(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。為了滿足不同系統(tǒng)信息同步顯示以及不同系統(tǒng)進行同步操作的要求，就需要應(yīng)用多用戶系統(tǒng)的組態(tài)方式。這種多用戶系統(tǒng)的主要組成部分為一個服務(wù)器和多個客戶機。通過LAN或ISDN，在客戶機和服務(wù)器之間建立起連接，并通過TCP/IP協(xié)議實現(xiàn)通信。

13、 </p><p>　　WinCC在對數(shù)據(jù)進行歸檔處理方面具有特別的優(yōu)勢，通過報警記錄和變量記錄可以盡早發(fā)現(xiàn)險情和故障，并且實現(xiàn)維護周期的優(yōu)化、促進生產(chǎn)效率的提高。其中，報警消息在報警記錄中組態(tài)，變量記錄的作用則在于對過程值進行歸檔。對于來自工業(yè)設(shè)備的數(shù)據(jù)，過程值歸檔在龐大的數(shù)據(jù)中，依據(jù)相關(guān)重要指標(biāo)的要求實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的過濾，以獲取與設(shè)備狀態(tài)相關(guān)的過程數(shù)據(jù)。過程值在運行狀態(tài)下，要由歸檔系統(tǒng)通過存入運行數(shù)據(jù)庫和寫入歸檔