大型風機在線監測系統技術方案大型風機在線監測系統·技術方案
智能測控與能源管理數字化解決方案專家(WWW.SDLCKJ.COM) 第 1 頁
大型風機在線監測系統
前 言
第1節 系統功能與技術指標
1. 系統功能
2. 技術指標
3. 監測參數范圍
4. 系統特點
5. 系統的組成
6. 系統的工作原理
第2節 氣體流量的監測
1. 氣體流量計算的基本原理
2. 負壓測點的布置
3. ARJC系統負壓測點的結構與物理位置
4. 微差壓變送器的基本技術指標與使用方法
5. EDA9017模擬量采集模塊
6. EDA485C 有源隔離轉換器
7. 氣體溫度的測量與JWB系列溫度變送器
8. 負壓的采集與氣體流量的計算
第3節 電機的軸承溫度,繞組溫度的測量
1. PT100電阻介紹
2. EDA9018溫度采集模塊
3. ARJC溫度采集工作原理
第4節 電氣參數的測量
1. EDA9033A三相電參數采集模塊
2. ARJC系統電參數的采集
第5節 振動的測量
1. 系統組成
2. 一體化振動變送器介紹
3. 振動的測量
第6節 ARJC系統的報警
1. 系統報警的基本原理
2. EDA9060繼電器輸出模塊
第7節 系統的硬件濾波,電子濾波與軟件濾波
1. 氣體的濾波與穩壓
2. 電子濾波
3. 軟件濾波
第8節 計算機及數據打印設備
1. ARJC對計算機,打印機的需求
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前 言
風機是礦井要害設備之一,風機的實時運行數據需要納入全礦井自動化系統,傳統的設備無法與礦井自動化系統交換數據,只要依賴于計算機網絡技術,才可以將風機運行的實時信息數據傳送給礦調度室,并將其運行數據并入全礦井數據庫以供整體分析決策使用.所以,在線監測是實現全礦井自動化的必須設備.
ARJC通風機微機監測系統是應用于大型通風機流量監測方法的裝置;系統以國家標準"通風機空氣動力性能試驗方法"和煤炭行業標準"煤礦用主要通風機現場性能參數測定方法"為依據,應用工業計算機檢測技術和獨特的專有研究成果對礦用大型通風機的運行狀態進行連續在線測量與處理,以多種方式提供通風機運行狀態的各種數據,保障通風機的安全運行和方便通風機的性能測試,并為多種功能擴充提供方便的條件.
在線測量與處理的風機運行參數包括風機入口靜壓,風速,流量,電機的軸承溫度,定子繞組溫度,電機功率,風機效率等,根據需要還可以擴充監測風機的環境參數,電機振動烈度等性能參數. ARJC的數據傳輸模式兼容滿足國際標準的多種數交換形式, FTP,局域網IE數據服務與廣域網IE數據服務功能,可與全礦井自動化系統實現靈活便捷的數據聯網,將風機的實時運行參數傳輸到礦總調度室,滿足自動管理的需求.
ARJC通風機微機監測系統能夠在生產過程中隨時掌握通風設備的運行狀態,改變了傳統的設備管理方式,提高了通風設備的自動化管理水平,有力地保證了通風機設備的經濟,可靠運行,為設備的管理和維修提供了可靠的科學依據,深受用戶歡迎.
本系統采用測控功能齊全,畫面,報表豐富多彩,方便現場操作人員使用和技術維護.
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第1節 系統功能與技術指標
1 系統功能
系統的主要功能有:實時監測通風系統參數,通風機的性能參數,電機的電氣參數,軸承溫度,電機振動,數據管理,報表管理,性能測試,遠程通訊等,詳述如下:
n 實時監測通風系統入口靜壓,入口溫度,風量.
n 實時監測通風機性能參數:流量,全/靜壓,效率.
n 實時監測風機配用電機的電氣參數:電流,電壓,功率.
n 實時監測軸承溫度并在超限時報警.
n 實時監測定子溫度并在超限時報警.
n 實時監測電機振動.
n 數據實時顯示,存儲,查詢,打印.
n 報表自動生成,存儲,查詢,打印
n 兼容多種國際計算機通訊協議(DDE,OPC,FTP).
n 局域網IE瀏覽功能
n Internet信息發布與存貯功能
n GPRS遠程信息服務
n GPRS手機短信功能
2 技術指標
n 工作電壓:～220V±10%
n 環境溫度:-10℃～+50℃
n 環境濕度:≯85%
n 變送器精度:≮0.5級
監測精度:
n 流 量:2.5級
n 壓 力:0.5級
n 電參數:0.25級
n 溫 度:0.5級
n 振 動:0.5級
n 其 它:1.5級
3 監測參數范圍
n 流 量:4000～125000 m3/min
n 壓 力:-1000～0 mmH2O
n 溫 度:0～150℃
n 電 壓:0～10kV
n 電 流:由互感器確定
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n 功 率:無限制
n 振 動: 0～20 mm/s
4 系統特點
n 采用了先進的計算機技術,功能強大,智能化程度高;以圖形界面顯示工作狀態,畫面豐富,直觀生動.
n 采用模塊化設計方案,系統抗干擾能力強,運行精度高,使用維護方便.
n 采用了先進的計算機技網絡技術,實現了全礦數據共享.
n 采用了多種抗干擾措施,因此系統的抗干擾能力強,可靠性高,監測準確.
n 流量監測措施獨特,新穎,可靠性好,精度高.
n 選用了可靠性好,精度高的傳感(變送)器.
n 軟件設計安全性高.
n 操作簡單快捷,維護方便.
5 系統的組成
本系統以工業控制計算機為核心,主要由信號測取裝置和傳感(變送)器,信號采集及轉換裝置,通訊裝置,供
電裝置,顯示器等組成..
信號測取裝置和傳感(變送)器主要包括取壓裝置,電壓及電流互感器,差壓變送器,溫度變送器,電量采集模塊等.
信號采集及轉換裝置主要包括濾波環節和電壓/電流變換.
通訊裝置主要包括10mbps/100mbps自適應網卡.
供電裝置主要包括直流穩壓電源.
6 系統的工作原理
該系統以工業控制計算機為核心,配以各種外圍設備組成,在軟件的控制下,完成數據的采集,分析等工作,以圖表等多種形式顯示在顯示器上,并傳輸到指定地點.各部分的工作過程簡述如下.
電氣參數的監測 電氣參數指配套電機的電流,電壓,功率,功率因數等.選用精度高,可靠性好的電量采集模塊將來自電壓
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流互感器二次側的電壓,電流換成標準電信號,再送給計算機進行處理.
氣體流量的監測 在ARJC系統中,氣體流量的監測是依據氣體流經變截面構件時所形成的靜壓差計算獲得.當流體流經變截面構件時有: 式中Qv為風速,P2為靜壓,P1為全壓.當流量足夠大時式中系數k值為常數.K的大小可通過測量兩個不同截面的面積求得,并聯合通過實驗室模擬實驗和現場實驗校對.
風機振動的監測
選用優質的振動變送器監測風機的振動烈度,再交由計算機處理.
信號采集與轉換
由變送器輸出與各種被測信號成比例的電流量,低通濾波和電壓/電流變換后送到安裝在工業控制計算機內的數據
采集模塊,在軟件的配合下完成將被測的模擬電壓/電流量轉換為數字量.
系統的通訊
監測結果可通過網卡實現局域網內或Internet上的數據公享.
系統的供電
由開關電源為各種變送器,傳感器提供直流電源.
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第2節 氣體流量的監測
1 氣體流量計算的基本原理
系統對流量監測的核心任務是監測氣體在流經風機時經過兩個截面積不同的斷面時所產生的負壓力值.ARJC的變截面靜壓測點選取在風機連接風筒的圓形斷面處與一級風機的環形斷面處(內有隔流腔).在連接風筒的圓形斷面處取靜壓P2,在一級風機的環形斷面處取全壓P1.
系統使用4只微差壓變送器,分別將兩臺風機的4個斷面處的負壓力轉換為4～20mA的電流信號,送到模擬量轉換模塊中進行A/D轉換.轉換后的數據信號通過485總線方式交與計算機處理.計算機通過采集模擬量模塊送來的電流數據,換算得到對應的靜/全壓值,進而通過運算得出氣體的流量值.
2 負壓測點的布置
根據《煤礦用主要通風機現場性能參數測定方法》MT 421—1996,中華人民共和國煤炭工業部1996—12—30批準,P1測點布置在一級風機環形斷面測點分布見圖四a,測點布置在水平,垂直的兩條直徑與硐壁和芯筒外緣的交點a,b,c,d,e,f,g,h處;P2測點布置在連接風筒圓形斷面見圖1b,測點布置在水平,垂直的兩條直徑與硐壁的交點a,b,c,d處,見圖四b;
3 ARJC系統負壓測點的結構與物理位置
ARJC系統在工廠設計時是在風機內部的理論位置放置負壓引壓環,負壓引壓環是使用Φ40mm的金屬管彎圓焊接制成,并在理論位置上打孔,然后引通到相應位置的風機頂部,用以連接測量器件 ,工藝已標準化. ARJC系統的負壓P2與P1引壓環路在風機實體上的物理位置如圖五.在本系統中為描述方便分別稱為全壓P2與靜壓P1 (注:全壓的最終值并不是這里P1的測量結果).
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4 微差壓變送器的基本技術指標與使用方法
