基于PLC的矿井风机监控系统设计.pdf

【基于PLC的矿井风机监控系统设计】 矿井风机监控系统是确保煤矿安全生产的关键设施，它通过实时监测和控制风机运行状态，保障井下通风良好，降低安全隐患。本文主要探讨了采用西门子S7-300 PLC构建的矿井风机监控系统的设计与实现。 1. 系统概述 针对我国矿井风机存在的问题，如控制功能不足、效率低、通风不良等，设计了一套基于PLC的监控系统。该系统采用西门子S7-300作为核心控制器，能够实时采集风机的各种参数，如风压、风量、轴温、振动，以及电机的电流、电压和功率等。此外，还能监测工作环境参数，并显示风机启停、反风和工作频率等状态。 2. 功能实现 系统具备以下功能： - 实时数据采集与显示：持续监测并显示风机和电机运行参数。 - 故障诊断与报警：当出现故障、参数超限或违规操作时，系统发出报警并指示故障位置。 - 历史记录查询：可查询风机的历史运行、报警和故障记录，以及相应事件发生时的参数详情。 3. 系统架构 监控系统分为三层结构：远程控制层、中央监测层和现场控制层。远程控制层包括上位机、工控机和以太网交换机，用于远程监控。中央监测层由调度中心监控主站（S7-300 PLC）构成，负责处理和存储数据。现场控制层则包含现场传感器元件和分布式I/O从站（ET200M），负责现场数据采集和执行控制指令。 4. 技术集成 系统融合了现场总线技术（PROFIBUS）和以太网通讯技术，实现了计算机的远程监控和高效的数据传输。PLC编程使得数据采集、逻辑控制和存储更为迅速准确。 5. 仿真与测试 通过TAG Simulator进行模拟测试，验证了设计的监控系统能够满足矿井风机监控的各项功能需求，确保了系统的可靠性与稳定性。 6. 结论 基于PLC的矿井风机监控系统通过实时监测、故障报警和历史数据查询等功能，提高了矿井风机的运行效率和安全性，降低了运营成本。随着技术的不断发展，类似系统将更加智能化和优化，对矿井安全生产起到积极的促进作用。 关键词：监控系统；PLC；矿井风机；通风机 本设计结合了宁夏高等教育科学技术研究资助项目的资金支持，旨在解决实际矿井风机监控问题，为矿井安全提供有力保障。作者张丽杰在宁夏理工学院从事复杂系统控制与优化的研究，对此领域有深入的理论和实践经验。