專利名稱：礦用主通風機在線監(jiān)測及故障診斷裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種礦用主通風機在線監(jiān)測及故障診斷裝置。
背景技術(shù)：
主通風機是煤礦生產(chǎn)的關鍵設備，機組的正常運行，直接影響到煤礦的安全生產(chǎn) 和經(jīng)濟效益，近年國內(nèi)煤礦的主通風機故障事故時有發(fā)生，有些甚至是毀滅性事故。建立符 合煤礦自身需要的主通風機網(wǎng)絡化在線監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)是實現(xiàn)煤礦生產(chǎn)安全、設備穩(wěn) 定長期運行的重要組成部分，也是煤礦設備現(xiàn)代化管理的需要?，F(xiàn)有技術(shù)中對主通風機參 數(shù)數(shù)據(jù)采集的控制與處理采用自制電子元件板，單片機控制，信號的處理和控制容易被外 界干擾，抗干擾能力和使用穩(wěn)定性差，無故障診斷和故障判斷能力，對溫度信號采用獨立的 溫度變送箱模式，只是把溫度信號變送成電信號，還要經(jīng)過另外的電子元件進行邏輯控制， 增加了成本。
發(fā)明內(nèi)容
針對上述情況，本實用新型提供一種在線監(jiān)測主界面以直觀的動畫模擬主通風機 的運行情況，將主通風機性能參數(shù)隨時間變化關系以曲線形式動態(tài)顯示在畫面上，以具備 報警指示的表格形式顯示實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，抗干擾能力強和使用穩(wěn)定性好，能及時發(fā)現(xiàn)通風 系統(tǒng)故障的礦用主通風機在線監(jiān)測及故障診斷裝置。 為實現(xiàn)上述目的，一種礦用主通風機在線監(jiān)測及故障診斷裝置，在主通風機的 風口安裝風壓信號傳感器，經(jīng)差壓變送器連接PLC，在主通風機的風口安裝風流溫度傳感 器，經(jīng)溫濕度變送器連接PLC，在主通風機的電機上安裝電機振動傳感器，經(jīng)振動變送器連 接PLC，在電機繞組上安裝溫度傳感器連接PLC，在電機軸承上安裝溫度傳感器連接PLC， 在電控柜上安裝信號傳感器連接PLC，在電控柜上安裝電壓電流傳感器經(jīng)電量參數(shù)儀連接 PLC12，在風門安裝風門信號傳感器連接PLC， PLC連接交換機，交換機分別連接顯示器和礦 井安全監(jiān)測中心。 為了實現(xiàn)結(jié)果優(yōu)化，改善、提高本發(fā)明的綜合性能，進一步的措施是
所述顯示器連接工控機，工控機連接打印機。 所述顯示器界面設置在線監(jiān)測、實時曲線、數(shù)據(jù)庫報表、報警設定、故障診斷文檔。
本發(fā)明采用在主通風機的風口安裝風壓信號傳感器經(jīng)差壓變送器連接PLC，在主 通風機的風口安裝風流溫度傳感器經(jīng)溫濕度變送器連接PLC，在主通風機的電機上安裝電 機振動傳感器，經(jīng)振動變送器連接PLC，在電機繞組上安裝溫度傳感器連接PLC，在電機軸 承上安裝溫度傳感器連接PLC，在電控柜上安裝信號傳感器連接PLC，在電控柜上安裝電壓 電流傳感器經(jīng)電量參數(shù)儀連接PLC12，在風門安裝風門信號傳感器連接PLC, PLC連接交換 機，交換機分別連接顯示器和礦井安全監(jiān)測中心，顯示器連接工控機，工控機連接打印機的 方案，克服了現(xiàn)有技術(shù)中對礦用主通風機使用單片機控制，但無故障診斷的缺陷。
本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)所產(chǎn)生的有益效果線監(jiān)測主界面以直觀的動畫模擬主通風機的運行情況。 2、主通風機性能參數(shù)隨時間變化關系以曲線形式動態(tài)顯示在畫面上，以具備報警 指的表格形式顯示實時監(jiān)測數(shù)據(jù)。 3、模塊自帶抗干擾系統(tǒng)，保證測量誤差小于1. 5%。 4、在主通風機出現(xiàn)故障時自動報警，提示檢修，并判斷出故障性質(zhì)及部位。 5、各種參數(shù)顯示在顯示屏上集中監(jiān)測。 6、采用PLC控制，提高了產(chǎn)品的綜合性能。 7、結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，維修方便。 本發(fā)明適用各種礦井內(nèi)各種主通風機的監(jiān)測和故障時自動報警。 下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細說明。
圖1為本發(fā)明在電器原理圖。 圖2為本發(fā)明電器元件連接網(wǎng)絡圖。 圖3為本發(fā)明在線監(jiān)測電機參數(shù)界面圖。 圖4為本發(fā)明在線監(jiān)測風機參數(shù)界面圖。 圖5為本發(fā)明在線監(jiān)測線圈繞組和軸承溫度參數(shù)界面圖。 圖中1、風壓信號傳感器，2、差壓變送器，3、風流溫度傳感器，4、溫濕度變送器，5、 電機振動傳感器，6、振動變送器，7、溫度傳感器，8、信號傳感器，9、電壓電流傳感器，10、風 門信號傳感器，11、電量參數(shù)儀，12、 PLC， 13、交換機，14、顯示器，15、工控機，16、安全監(jiān)測中 心，17、打印機。
具體實施例方式
由附1，圖2，圖3，圖4，圖5所示， 一種礦用主通風機在線監(jiān)測及故障診斷裝 置，包括在主通風機的風口安裝風壓信號傳感器1 ，經(jīng)差壓變送器2連接PLC12，風壓信號傳 感器1測量和采集風機靜止時的壓力和風機運行時的風流壓力，經(jīng)差壓變送器2進行數(shù)據(jù) 處理，轉(zhuǎn)變成電信號，傳送給PLC12進行邏輯控制，PLC12將處理的信號經(jīng)交換機13傳送到 顯示器14的界面，風流靜壓設置為160-1280Pa，風流全壓設置為360-1500Pa，當風流壓力 過大或過小時，通過在線監(jiān)測自動進行上下極限值的核定，自動生成表格并報警并檢查風 機故障；在主通風機的風口安裝風流溫度傳感器3，經(jīng)溫濕度變送器4連接PLC12，風流溫 度傳感器3測量和采集的主通風機的風口溫度即井下排出氣體溫度數(shù)據(jù)，經(jīng)溫濕度變送器 4進行數(shù)據(jù)處理，轉(zhuǎn)變成電信號，傳送給PLC12進行邏輯控制，PLC12將處理的數(shù)據(jù)經(jīng)交換 機13傳送到顯示器14的界面，當井下排出氣體溫度超過5(TC或低于-20°〇時，在線監(jiān)測自 動進行上下極限值的核定，自動生成表格并報警，隨時掌握礦井中的溫度變化，以便在溫度 顯著變化時對主通風機故障診斷和維修；在主通風機的電機上安裝電機振動傳感器5，經(jīng) 振動變送器6連接PLC12，振動傳感器5采集電機垂直和水平方向的振動參數(shù)，振動變送器 6進行數(shù)據(jù)處理，轉(zhuǎn)變成電信號，傳送給PLC12進行邏輯控制，PLC12將處理的數(shù)據(jù)經(jīng)交換 機13傳送到顯示器14的界面，在線監(jiān)測自動進行上下極限值的核定，自動生成表格，并對 劇烈振動報警，以便對電機振動故障進行診斷和維修；在電機繞組上安裝溫度傳感器7連接PLC12，即在電機繞組的定子繞組上安裝溫度傳感器7，采集定子繞組的溫度數(shù)據(jù)，傳送 給PLC12進行邏輯控制和數(shù)據(jù)處理，PLC12將處理的數(shù)據(jù)經(jīng)交換機13傳送到顯示器14的 界面，在線監(jiān)測自動進行上下極限值的核定，自動生成表格，當溫度高于13(TC時報警，電機 繞組出現(xiàn)故障，進行診斷和維修；在電機軸承上安裝溫度傳感器7連接PLC12，溫度傳感器7 采集軸承運動時的的溫度數(shù)據(jù)，傳送給PLC12進行邏輯控制和數(shù)據(jù)處理，PLC12將處理的數(shù) 據(jù)經(jīng)交換機13傳送到顯示器14的界面，在線監(jiān)測自動進行上下極限值的核定，自動生成表 格，當溫度高于13(TC時報警，對電機軸承故障進行診斷和維修；在電控柜上安裝信號傳感 器8連接PLC12，傳感器8采集電控柜的溫度和濕度數(shù)據(jù)，傳送給PLC12進行邏輯控制和處 理，PLC12將處理的數(shù)據(jù)經(jīng)交換機13傳送到顯示器14的界面，在線監(jiān)測自動進行上下極限 值的核定，自動生成表格，當溫度高于10(TC時報警，相對濕度高于75^時報警，工作人員 對電控柜和電路故障進行診斷和維修，以免電器因溫度過高軟化、起火或電控柜進水；在電 控柜上安裝電壓電流傳感器9經(jīng)電量參數(shù)儀11連接PLC12，電壓電流傳感器9連接主通風 機，電量參數(shù)儀1U則量和處理主通風機電壓、電流、功率、功率因數(shù)等電量參數(shù)，顯示主通 風機的三相電壓、三相電流、線電壓、線電流數(shù)據(jù)，傳送給PLC12進行邏輯控制，PLC12將采 集的數(shù)據(jù)經(jīng)交換機13傳送到顯示器14的界面，在線監(jiān)測自動進行上下極限值的核定，自動 生成表格，電源短路或斷路或電路故障時報警，對電路故障進行診斷和維修；在風門安裝風 門信號傳感器10連接PLC12，風門信號傳感器10采集風機開停信號、正反風信號、風門開啟 大小信號，傳送給PLC12進行邏輯控制和數(shù)據(jù)處理，PLC12將處理的數(shù)據(jù)經(jīng)交換機13傳送 到顯示器14的界面，顯示器14能直接觀察到風門開關和開啟角度，交換機13分別連接顯 示器14和礦井安全監(jiān)測中心16，礦井安全監(jiān)測中心16是工作人員監(jiān)測場所，顯示器14連 接工控機15，工控機15連接打印機17，隨時打印各種參數(shù)表格；PLC12采用西門子公司的 S7-300，抗干擾能力強，控制和數(shù)據(jù)處理的穩(wěn)定性強，誤差小于1. 5% ;顯示器14在界面設 置在線監(jiān)測、實時曲線、數(shù)據(jù)庫報表、報警設定、故障診斷五個文件包；在線監(jiān)測即通過以太 網(wǎng)對各參數(shù)進行遠程傳輸，安全監(jiān)測中心16通過以太網(wǎng)監(jiān)測各參數(shù)的變化，根據(jù)各傳感器 采集的數(shù)據(jù)，能以直觀的動畫，模擬風機的運行狀態(tài)和風門的開閉狀態(tài)，自動計算主通風機 的功率和效率；實時曲線即以X-Y軸圖動態(tài)顯示以上各監(jiān)測參數(shù)隨時間的變化曲線，有利 于及時發(fā)現(xiàn)主通風系統(tǒng)故障；數(shù)據(jù)庫報表即顯示器14界面自動生成和顯示各參數(shù)隨時間 變化的報表，礦井安全監(jiān)測中心16將參數(shù)隨時間的變化報表定時存儲在硬盤中，以便用戶 進行數(shù)據(jù)報表的打印，提供給管理部門查看和分析有關數(shù)據(jù)；報警設定即以上各監(jiān)測參數(shù) 在達到上下極限值時蜂鳴器報警，報警提示有一傳感器監(jiān)測的部件出現(xiàn)了故障，以便維修。
根據(jù)以上在線監(jiān)測參數(shù)，本發(fā)明編輯了故障診斷的判斷書，存儲在硬盤中，方便隨 時調(diào)用。 其一實施例為一 #主通風機前級電機定子繞組溫度小于13(TC時正常工作，當溫 度達到13(TC時，系統(tǒng)進行聲光報警，顯示界面顯示一ft風機前級電機定子繞組溫度超高報 警，并彈出故障診斷對話框如下 1、電機繞組匝間、相間繞組之間、繞組和接地電阻之間有短路現(xiàn)象，因而形成繞組 中電流增加使其溫度急劇升高出現(xiàn)溫度過高。 2、電機鐵心片與片之間絕緣破壞，使鐵心中的渦流損耗增加，鐵心發(fā)熱劇增造成 溫度過高。
3、三相電機缺相工作時，使另外兩相繞組中電流增加，造成繞組溫度過高，單相電 機啟動繞組斷線時，同樣會使主繞組溫度過高。 4、電機在過載情況下長期運行，也會引起繞組電流過大，使繞組發(fā)熱增加造成溫 度過高。 5、電機過于頻繁啟動，由于啟動時的電流是正常工作電流2倍以上，引起繞組發(fā) 熱增加，造成溫度過高。 6、電機電氣接觸不良，使連接部件發(fā)熱增加造成溫度過高。 7、電網(wǎng)電壓過高或過低時，使電機繞組中的電流增加，導致發(fā)熱造成溫度過高。
8、轉(zhuǎn)動部位的軸承損壞或缺油時，使轉(zhuǎn)動部件摩擦增加或撞擊造成溫度過高。
9、機散熱部件出故障或通風道堵塞，造成溫度過高。
10、電機工作時環(huán)境溫度過高。
權(quán)利要求
一種礦用主通風機在線監(jiān)測及故障診斷裝置，其特征在于它包括在主通風機的風口安裝風壓信號傳感器(1)，經(jīng)差壓變送器(2)連接PLC(12)，在主通風機的風口安裝風流溫度傳感器(3)，經(jīng)溫濕度變送器(4)連接PLC(12)，在主通風機的電機上安裝電機振動傳感器(5)，經(jīng)振動變送器(6)連接PLC(12)，在電機繞組上安裝溫度傳感器(7)連接PLC(12)，在電機軸承上安裝溫度傳感器(7)連接PLC(12)，在電控柜上安裝信號傳感器(8)連接PLC(12)，在電控柜上安裝電壓電流傳感器(9)經(jīng)電量參數(shù)儀(11)連接PLC12，在風門安裝風門信號傳感器(10)連接PLC(12)，PLC(12)連接交換機(13)，交換機(13)分別連接顯示器(14)和礦井安全監(jiān)測中心(16)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求(1)所述一種礦用主通風機在線監(jiān)測及故障診斷裝置，其特征在于所 述顯示器(14)連接工控機(15)，工控機(15)連接打印機(17)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求(1)所述一種礦用主通風機在線監(jiān)測及故障診斷裝置，其特征在于所 述顯示器14界面設置在線監(jiān)測、實時曲線、數(shù)據(jù)庫報表、報警設定、故障診斷文檔。
全文摘要
一種礦用主通風機在線監(jiān)測及故障診斷裝置，采用在主通風機的風口安裝風壓信號傳感器經(jīng)差壓變送器連接PLC，在主通風機的風口安裝風流溫度傳感器經(jīng)溫濕度變送器連接PLC，在主通風機的電機上安裝電機振動傳感器，經(jīng)振動變送器連接PLC，在電機繞組上安裝溫度傳感器連接PLC，在電機軸承上安裝溫度傳感器連接PLC，在電控柜上安裝信號傳感器連接PLC，在電控柜上安裝電壓電流傳感器經(jīng)電量參數(shù)儀連接PLC，在風門安裝風門信號傳感器連接PLC，PLC連接交換機，交換機分別連接顯示器和礦井安全監(jiān)測中心的方案，克服了現(xiàn)有技術(shù)中對礦用主通風機使用單片機控制，無故障診斷的缺陷，適用于各種礦井內(nèi)各種主通風機的監(jiān)測和故障時自動報警。
文檔編號E21F17/18GK101699034SQ20091020972
公開日2010年4月28日 申請日期2009年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月22日
發(fā)明者伍玉劍, 李柳春, 肖務里, 陳重新 申請人:湘潭平安電氣有限公司