專利名稱：礦用主通風(fēng)機(jī)在線監(jiān)測(cè)及故障診斷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種礦用主通風(fēng)機(jī)在線監(jiān)測(cè)及故障診斷裝置。
背景技術(shù)：
主通風(fēng)機(jī)是煤礦生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備，機(jī)組的正常運(yùn)行，直接影響到煤礦的安全生產(chǎn) 和經(jīng)濟(jì)效益，近年國內(nèi)煤礦的主通風(fēng)機(jī)故障事故時(shí)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(fēng)機(jī)網(wǎng)絡(luò)化在線監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)煤礦生產(chǎn)安全、設(shè)備穩(wěn) 定長期運(yùn)行的重要組成部分，也是煤礦設(shè)備現(xiàn)代化管理的需要?，F(xiàn)有技術(shù)中對(duì)主通風(fēng)機(jī)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(jī)控制，信號(hào)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(duì)溫度信號(hào)采用獨(dú)立的 溫度變送箱模式，只是把溫度信號(hào)變送成電信號(hào)，還要經(jīng)過另外的電子元件進(jìn)行邏輯控制， 增加了成本。

發(fā)明內(nèi)容針對(duì)上述情況，本實(shí)用新型提供一種在線監(jiān)測(cè)主界面以直觀的動(dòng)畫模擬主通風(fēng)機(jī) 的運(yùn)行情況，將主通風(fēng)機(jī)性能參數(shù)隨時(shí)間變化關(guān)系以曲線形式動(dòng)態(tài)顯示在畫面上，以具備 報(bào)警指示的表格形式顯示實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，抗干擾能力強(qiáng)和使用穩(wěn)定性好，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)通風(fēng) 系統(tǒng)故障的礦用主通風(fēng)機(jī)在線監(jiān)測(cè)及故障診斷裝置。 為實(shí)現(xiàn)上述目的，一種礦用主通風(fēng)機(jī)在線監(jiān)測(cè)及故障診斷裝置，在主通風(fēng)機(jī)的 風(fēng)口安裝風(fēng)壓信號(hào)傳感器，經(jīng)差壓變送器連接PLC，在主通風(fēng)機(jī)的風(fēng)口安裝風(fēng)流溫度傳感 器，經(jīng)溫濕度變送器連接PLC，在主通風(fēng)機(jī)的電機(jī)上安裝電機(jī)振動(dòng)傳感器，經(jīng)振動(dòng)變送器連 接PLC，在電機(jī)繞組上安裝溫度傳感器連接PLC，在電機(jī)軸承上安裝溫度傳感器連接PLC， 在電控柜上安裝信號(hào)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(fēng)門安裝風(fēng)門信號(hào)傳感器連接PLC， PLC連接交換機(jī)，交換機(jī)分別連接顯示器和礦 井安全監(jiān)測(cè)中心。 為了實(shí)現(xiàn)結(jié)果優(yōu)化，改善、提高本實(shí)用新型的綜合性能，進(jìn)一步的措施是 所述顯示器連接工控機(jī)，工控機(jī)連接打印機(jī)。 所述顯示器界面設(shè)置在線監(jiān)測(cè)、實(shí)時(shí)曲線、數(shù)據(jù)庫報(bào)表、報(bào)警設(shè)定、故障診斷文檔。 本實(shí)用新型采用在主通風(fēng)機(jī)的風(fēng)口安裝風(fēng)壓信號(hào)傳感器經(jīng)差壓變送器連接PLC， 在主通風(fēng)機(jī)的風(fēng)口安裝風(fēng)流溫度傳感器經(jīng)溫濕度變送器連接PLC，在主通風(fēng)機(jī)的電機(jī)上安 裝電機(jī)振動(dòng)傳感器，經(jīng)振動(dòng)變送器連接PLC，在電機(jī)繞組上安裝溫度傳感器連接PLC，在電 機(jī)軸承上安裝溫度傳感器連接PLC，在電控柜上安裝信號(hào)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(fēng)門安裝風(fēng)門信號(hào)傳感器連接PLC, PLC連接 交換機(jī)，交換機(jī)分別連接顯示器和礦井安全監(jiān)測(cè)中心，顯示器連接工控機(jī)，工控機(jī)連接打印 機(jī)的方案，克服了現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)礦用主通風(fēng)機(jī)使用單片機(jī)控制，但無故障診斷的缺陷。 本實(shí)用新型相比現(xiàn)有技術(shù)所產(chǎn)生的有益效果[0010] 1、在線監(jiān)測(cè)主界面以直觀的動(dòng)畫模擬主通風(fēng)機(jī)的運(yùn)行情況。 2、主通風(fēng)機(jī)性能參數(shù)隨時(shí)間變化關(guān)系以曲線形式動(dòng)態(tài)顯示在畫面上，以具備報(bào)警 指的表格形式顯示實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。 3、模塊自帶抗干擾系統(tǒng)，保證測(cè)量誤差小于1. 5%。 4、在主通風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)自動(dòng)報(bào)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(cè)。 6、采用PLC控制，提高了產(chǎn)品的綜合性能。 7、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，維修方便。 本實(shí)用新型適用各種礦井內(nèi)各種主通風(fēng)機(jī)的監(jiān)測(cè)和故障時(shí)自動(dòng)報(bào)警。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

圖1為本實(shí)用新型在電器原理圖。 圖2為本實(shí)用新型電器元件連接網(wǎng)絡(luò)圖。 圖3為本實(shí)用新型在線監(jiān)測(cè)電機(jī)參數(shù)界面圖。 圖4為本實(shí)用新型在線監(jiān)測(cè)風(fēng)機(jī)參數(shù)界面圖。 圖5為本實(shí)用新型在線監(jiān)測(cè)線圈繞組和軸承溫度參數(shù)界面圖。 圖中1、風(fēng)壓信號(hào)傳感器，2、差壓變送器，3、風(fēng)流溫度傳感器，4、溫濕度變送器，5、
電機(jī)振動(dòng)傳感器，6、振動(dòng)變送器，7、溫度傳感器，8、信號(hào)傳感器，9、電壓電流傳感器，10、風(fēng)
門信號(hào)傳感器，11、電量參數(shù)儀，12、 PLC， 13、交換機(jī)，14、顯示器，15、工控機(jī)，16、安全監(jiān)測(cè)中
心，17、打印機(jī)。
具體實(shí)施方式由附圖圖1，圖2，圖3，圖4，圖5所示， 一種礦用主通風(fēng)機(jī)在線監(jiān)測(cè)及故障診斷裝 置，包括在主通風(fēng)機(jī)的風(fēng)口安裝風(fēng)壓信號(hào)傳感器1 ，經(jīng)差壓變送器2連接PLC12，風(fēng)壓信號(hào)傳 感器1測(cè)量和采集風(fēng)機(jī)靜止時(shí)的壓力和風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的風(fēng)流壓力，經(jīng)差壓變送器2進(jìn)行數(shù)據(jù) 處理，轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，傳送給PLC12進(jìn)行邏輯控制，PLC12將處理的信號(hào)經(jīng)交換機(jī)13傳送到 顯示器14的界面，風(fēng)流靜壓設(shè)置為160-1280Pa，風(fēng)流全壓設(shè)置為360-1500Pa，當(dāng)風(fēng)流壓力 過大或過小時(shí)，通過在線監(jiān)測(cè)自動(dòng)進(jìn)行上下極限值的核定，自動(dòng)生成表格并報(bào)警并檢查風(fēng) 機(jī)故障；在主通風(fēng)機(jī)的風(fēng)口安裝風(fēng)流溫度傳感器3，經(jīng)溫濕度變送器4連接PLC12，風(fēng)流溫 度傳感器3測(cè)量和采集的主通風(fēng)機(jī)的風(fēng)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(jìn)行數(shù)據(jù)處理，轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，傳送給PLC12進(jìn)行邏輯控制，PLC12將處理的數(shù)據(jù)經(jīng)交換 機(jī)13傳送到顯示器14的界面，當(dāng)井下排出氣體溫度超過5(TC或低于-20°〇時(shí)，在線監(jiān)測(cè)自 動(dòng)進(jìn)行上下極限值的核定，自動(dòng)生成表格并報(bào)警，隨時(shí)掌握礦井中的溫度變化，以便在溫度 顯著變化時(shí)對(duì)主通風(fēng)機(jī)故障診斷和維修；在主通風(fēng)機(jī)的電機(jī)上安裝電機(jī)振動(dòng)傳感器5，經(jīng) 振動(dòng)變送器6連接PLC12，振動(dòng)傳感器5采集電機(jī)垂直和水平方向的振動(dòng)參數(shù)，振動(dòng)變送器 6進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，傳送給PLC12進(jìn)行邏輯控制，PLC12將處理的數(shù)據(jù)經(jīng)交換 機(jī)13傳送到顯示器14的界面，在線監(jiān)測(cè)自動(dòng)進(jìn)行上下極限值的核定，自動(dòng)生成表格，并對(duì) 劇烈振動(dòng)報(bào)警，以便對(duì)電機(jī)振動(dòng)故障進(jìn)行診斷和維修；在電機(jī)繞組上安裝溫度傳感器7連接PLC12，即在電機(jī)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(jìn)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(jī)13傳送到顯示器14的 界面，在線監(jiān)測(cè)自動(dòng)進(jìn)行上下極限值的核定，自動(dòng)生成表格，當(dāng)溫度高于13(TC時(shí)報(bào)警，電機(jī) 繞組出現(xiàn)故障，進(jìn)行診斷和維修；在電機(jī)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(yùn)動(dòng)時(shí)的的溫度數(shù)據(jù)，傳送給PLC12進(jìn)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(jī)13傳送到顯示器14的界面，在線監(jiān)測(cè)自動(dòng)進(jìn)行上下極限值的核定，自動(dòng)生成表 格，當(dāng)溫度高于13(TC時(shí)報(bào)警，對(duì)電機(jī)軸承故障進(jìn)行診斷和維修；在電控柜上安裝信號(hào)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(jìn)行邏輯控制和處 理，PLC12將處理的數(shù)據(jù)經(jīng)交換機(jī)13傳送到顯示器14的界面，在線監(jiān)測(cè)自動(dòng)進(jìn)行上下極限 值的核定，自動(dòng)生成表格，當(dāng)溫度高于10(TC時(shí)報(bào)警，相對(duì)濕度高于75^時(shí)報(bào)警，工作人員 對(duì)電控柜和電路故障進(jìn)行診斷和維修，以免電器因溫度過高軟化、起火或電控柜進(jìn)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(fēng) 機(jī)，電量參數(shù)儀1U則量和處理主通風(fēng)機(jī)電壓、電流、功率、功率因數(shù)等電量參數(shù)，顯示主通 風(fēng)機(jī)的三相電壓、三相電流、線電壓、線電流數(shù)據(jù)，傳送給PLC12進(jìn)行邏輯控制，PLC12將采 集的數(shù)據(jù)經(jīng)交換機(jī)13傳送到顯示器14的界面，在線監(jiān)測(cè)自動(dòng)進(jìn)行上下極限值的核定，自動(dòng) 生成表格，電源短路或斷路或電路故障時(shí)報(bào)警，對(duì)電路故障進(jìn)行診斷和維修；在風(fēng)門安裝風(fēng) 門信號(hào)傳感器10連接PLC12，風(fēng)門信號(hào)傳感器10采集風(fēng)機(jī)開停信號(hào)、正反風(fēng)信號(hào)、風(fēng)門開啟 大小信號(hào)，傳送給PLC12進(jìn)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(jī)13傳送 到顯示器14的界面，顯示器14能直接觀察到風(fēng)門開關(guān)和開啟角度，交換機(jī)13分別連接顯 示器14和礦井安全監(jiān)測(cè)中心16，礦井安全監(jiān)測(cè)中心16是工作人員監(jiān)測(cè)場(chǎng)所，顯示器14連 接工控機(jī)15，工控機(jī)15連接打印機(jī)17，隨時(shí)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(qiáng)，控制和數(shù)據(jù)處理的穩(wěn)定性強(qiáng)，誤差小于1. 5% ;顯示器14在界面設(shè) 置在線監(jiān)測(cè)、實(shí)時(shí)曲線、數(shù)據(jù)庫報(bào)表、報(bào)警設(shè)定、故障診斷五個(gè)文件包；在線監(jiān)測(cè)即通過以太 網(wǎng)對(duì)各參數(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸，安全監(jiān)測(cè)中心16通過以太網(wǎng)監(jiān)測(cè)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(dòng)畫，模擬風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)和風(fēng)門的開閉狀態(tài)，自動(dòng)計(jì)算主通風(fēng)機(jī) 的功率和效率；實(shí)時(shí)曲線即以X-Y軸圖動(dòng)態(tài)顯示以上各監(jiān)測(cè)參數(shù)隨時(shí)間的變化曲線，有利 于及時(shí)發(fā)現(xiàn)主通風(fēng)系統(tǒng)故障；數(shù)據(jù)庫報(bào)表即顯示器14界面自動(dòng)生成和顯示各參數(shù)隨時(shí)間 變化的報(bào)表，礦井安全監(jiān)測(cè)中心16將參數(shù)隨時(shí)間的變化報(bào)表定時(shí)存儲(chǔ)在硬盤中，以便用戶 進(jìn)行數(shù)據(jù)報(bào)表的打印，提供給管理部門查看和分析有關(guān)數(shù)據(jù)；報(bào)警設(shè)定即以上各監(jiān)測(cè)參數(shù) 在達(dá)到上下極限值時(shí)蜂鳴器報(bào)警，報(bào)警提示有一傳感器監(jiān)測(cè)的部件出現(xiàn)了故障，以便維修。 根據(jù)以上在線監(jiān)測(cè)參數(shù)，本實(shí)用新型編輯了故障診斷的判斷書，存儲(chǔ)在硬盤中，方 便隨時(shí)調(diào)用。 其一實(shí)施例為一 #主通風(fēng)機(jī)前級(jí)電機(jī)定子繞組溫度小于13(TC時(shí)正常工作，當(dāng)溫 度達(dá)到13(TC時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)行聲光報(bào)警，顯示界面顯示一ft風(fēng)機(jī)前級(jí)電機(jī)定子繞組溫度超高報(bào) 警，并彈出故障診斷對(duì)話框如下 1、電機(jī)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(jī)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。
5[0030] 3、三相電機(jī)缺相工作時(shí)，使另外兩相繞組中電流增加，造成繞組溫度過高，單相電 機(jī)啟動(dòng)繞組斷線時(shí)，同樣會(huì)使主繞組溫度過高。 4、電機(jī)在過載情況下長期運(yùn)行，也會(huì)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(jī)過于頻繁啟動(dòng)，由于啟動(dòng)時(shí)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(jī)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(shí)，使電機(jī)繞組中的電流增加，導(dǎo)致發(fā)熱造成溫度過高。 8、轉(zhuǎn)動(dòng)部位的軸承損壞或缺油時(shí)，使轉(zhuǎn)動(dòng)部件摩擦增加或撞擊造成溫度過高。 9、機(jī)散熱部件出故障或通風(fēng)道堵塞，造成溫度過高。 10、電機(jī)工作時(shí)環(huán)境溫度過高。
權(quán)利要求一種礦用主通風(fēng)機(jī)在線監(jiān)測(cè)及故障診斷裝置，其特征在于它包括在主通風(fēng)機(jī)的風(fēng)口安裝風(fēng)壓信號(hào)傳感器(1)，經(jīng)差壓變送器(2)連接PLC(12)，在主通風(fēng)機(jī)的風(fēng)口安裝風(fēng)流溫度傳感器(3)，經(jīng)溫濕度變送器(4)連接PLC(12)，在主通風(fēng)機(jī)的電機(jī)上安裝電機(jī)振動(dòng)傳感器(5)，經(jīng)振動(dòng)變送器(6)連接PLC(12)，在電機(jī)繞組上安裝溫度傳感器(7)連接PLC(12)，在電機(jī)軸承上安裝溫度傳感器(7)連接PLC(12)，在電控柜上安裝信號(hào)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(fēng)門安裝風(fēng)門信號(hào)傳感器(10)連接PLC(12)，PLC(12)連接交換機(jī)(13)，交換機(jī)(13)分別連接顯示器(14)和礦井安全監(jiān)測(cè)中心(16)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種礦用主通風(fēng)機(jī)在線監(jiān)測(cè)及故障診斷裝置，其特征在于所述 顯示器(14)連接工控機(jī)(15)，工控機(jī)(15)連接打印機(jī)(17)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種礦用主通風(fēng)機(jī)在線監(jiān)測(cè)及故障診斷裝置，其特征在于所述 顯示器(14)界面設(shè)置在線監(jiān)測(cè)、實(shí)時(shí)曲線、數(shù)據(jù)庫報(bào)表、報(bào)警設(shè)定、故障診斷文檔。
專利摘要一種礦用主通風(fēng)機(jī)在線監(jiān)測(cè)及故障診斷裝置，采用在主通風(fēng)機(jī)的風(fēng)口安裝風(fēng)壓信號(hào)傳感器經(jīng)差壓變送器連接PLC，在主通風(fēng)機(jī)的風(fēng)口安裝風(fēng)流溫度傳感器經(jīng)溫濕度變送器連接PLC，在主通風(fēng)機(jī)的電機(jī)上安裝電機(jī)振動(dòng)傳感器，經(jīng)振動(dòng)變送器連接PLC，在電機(jī)繞組上安裝溫度傳感器連接PLC，在電機(jī)軸承上安裝溫度傳感器連接PLC，在電控柜上安裝信號(hào)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(fēng)門安裝風(fēng)門信號(hào)傳感器連接PLC，PLC連接交換機(jī)，交換機(jī)分別連接顯示器和礦井安全監(jiān)測(cè)中心的方案，克服了現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)礦用主通風(fēng)機(jī)使用單片機(jī)控制，無故障診斷的缺陷，適用于各種礦井內(nèi)各種主通風(fēng)機(jī)的監(jiān)測(cè)和故障時(shí)自動(dòng)報(bào)警。
文檔編號(hào)F04B51/00GK201517493SQ20092026887
公開日2010年6月30日 申請(qǐng)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(wù)里, 陳重新 申請(qǐng)人:湘潭平安電氣有限公司