JKZ系列礦用主通風(fēng)機在線監(jiān)控與故障診斷系統(tǒng)用戶手冊

1、JKZ系列礦用主通風(fēng)機在線監(jiān)控與故障診斷系統(tǒng)用戶手冊湘潭平安電氣有限公司目 錄一、產(chǎn)品簡介 2二、型號規(guī)格及系統(tǒng)組成 3三、結(jié)構(gòu)及其特點 3四、系統(tǒng)工作原理 3五、系統(tǒng)主要技術(shù)參數(shù)、功能及特點 4六、操作步驟 7七、運行維護與故障維修 7八、附錄 9 一、 產(chǎn)品簡介主通風(fēng)機是煤礦的關(guān)鍵設(shè)備，機組的正常運行與否，直接影響到煤礦的安全生產(chǎn)和經(jīng)濟效益。建立符合煤礦自身需要的主通風(fēng)機網(wǎng)絡(luò)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(shè)備穩(wěn)定長期運行的重要組成部分，也是煤礦設(shè)備現(xiàn)代化管理的需要。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，自動化工控產(chǎn)品的不斷推陳出新，系統(tǒng)的技術(shù)日趨成熟，功能日趨穩(wěn)定。公司根據(jù)煤炭行業(yè)特別是煤礦通

2、風(fēng)安全現(xiàn)狀，在總結(jié)國內(nèi)外先進技術(shù)基礎(chǔ)上，提出PA礦井通風(fēng)監(jiān)測與智能控制系統(tǒng)（簡稱“131項目”該項目列入2006年國家發(fā)改委“煤礦瓦斯綜合治理與利用重大關(guān)鍵技術(shù)研究”專項），其中3個執(zhí)行系統(tǒng)之一：礦用主通風(fēng)機在線監(jiān)控及故障診斷系統(tǒng)（JKZ系列）。該系列分為：礦用主通風(fēng)機在線監(jiān)測系統(tǒng)（JKZ2型）礦用主通風(fēng)機在線監(jiān)控系統(tǒng)（JKZ3型）礦用主通風(fēng)機在線監(jiān)控及故障診斷系統(tǒng)（JKZ4型）。本系統(tǒng)采用國際頂級品牌的中央控制器以及各名牌元器件，配置優(yōu)良、高檔，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)精簡，功能強大。以國家標(biāo)準(zhǔn)“通風(fēng)機空氣動力性能試驗方法”和煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)“煤礦用主要通風(fēng)機現(xiàn)場性能參數(shù)測定方法”為依據(jù)，應(yīng)用工業(yè)計算機監(jiān)測技術(shù)

3、對礦用大型通風(fēng)機的運行狀態(tài)進行連續(xù)在線測量與處理，以多種方式提供通風(fēng)機運行狀態(tài)的各種數(shù)據(jù)，保障通風(fēng)機的安全運行和方便風(fēng)機的性能測試。 本系統(tǒng)采用國際先進的研華工業(yè)的控制計算機及國際名牌的西門子300系列PLC，防塵、抗震、抗干擾能力強，性能穩(wěn)定，功能強大，擴展方便；測量傳感器、變送器均選用國際國內(nèi)名牌產(chǎn)品，誤差小于0.5；輸入通道板的分辨率為1/27648，是其他廠家1/4095的6倍多；系統(tǒng)采用一系列抗干擾措施，保證測量誤差小于2。 在線測量與處理的風(fēng)機運行參數(shù)包括：風(fēng)機入口靜壓、全壓、風(fēng)速、流量、入口溫度（即井下排出氣體溫度），電機的軸承溫度、定子繞組溫度，電機功率和總功率，電機功率因數(shù)、

4、電壓和電流，風(fēng)機效率，電機振動等。二、 型號規(guī)格及系統(tǒng)組成型號規(guī)格如下： J K Z 2：表示2系統(tǒng)；3：表示3型系統(tǒng)主通風(fēng)機礦用監(jiān)測（控）系統(tǒng)整個系統(tǒng)由現(xiàn)場傳感元件、多功能電量參數(shù)儀、PLC（可編程邏輯控制）以及上位監(jiān)測系統(tǒng)有機組成。通過PROFIBUS（現(xiàn)場總線技術(shù)）通訊和以太網(wǎng)通訊的有機結(jié)合，通過PLC和工控機的強大編程能力實現(xiàn)對風(fēng)機運行的各項參數(shù)進行快速采集和處理，并實現(xiàn)計算機遠(yuǎn)程監(jiān)控。三、結(jié)構(gòu)及其特點系統(tǒng)的設(shè)計是以PLC做為核心控制元件，選用國際名牌西門子300系列PLC，溫度、風(fēng)壓、振動等信號都通過西門子PLC模塊進行邏輯控制，防塵、抗振、抗干擾能力強，性能穩(wěn)定，功能強大，擴展方便

5、。電流、電壓、功率、功率因數(shù)，頻率等電量參數(shù)，通過一款西門子多功能電量參數(shù)儀表，可以全部準(zhǔn)確測量就地顯示，并能通過PROFIBUS總線傳輸?shù)奖O(jiān)測顯示界面。風(fēng)壓的測量采用國際品牌數(shù)字智能化電容式差壓變送器，具有穩(wěn)定、可靠、抗振等特定。振動傳感元件采用原北京測振儀器廠產(chǎn)品。該系統(tǒng)的硬件配置都優(yōu)于同類監(jiān)測系統(tǒng)。 四、系統(tǒng)工作原理以標(biāo)準(zhǔn)MT 421-1996煤礦用主要通風(fēng)機現(xiàn)場性能參數(shù)測定方法 、GB/T 10178-2006工業(yè)通風(fēng)機現(xiàn)場性能試驗為依據(jù)，應(yīng)用工業(yè)計算機監(jiān)測技術(shù)對礦用大型通風(fēng)機的運行狀態(tài)進行連續(xù)在線測量與處理，以多種方式提供通風(fēng)機運行狀態(tài)的各種數(shù)據(jù)，保障通風(fēng)機的安全運行和方便風(fēng)機的性能

6、測試。五、系統(tǒng)主要技術(shù)參數(shù)、功能及特點主要技術(shù)參數(shù)：1. 輸出顯示有三到四位有效數(shù)字；2. 測量傳感器、變送器均選用國際國內(nèi)名牌高精度產(chǎn)品，各數(shù)顯通道誤差累計不超過2%；3. 模塊自帶抗干擾措施，保證測量誤差小于2%；4. 輸入通道板的分辨率為1/27648；5. 硬盤容量為160G，歷史數(shù)據(jù)在計算機庫中的保留時間達(dá)一年半以上；6. 適用溫度：-2550；相對濕度：5%95%無凝露；7. 工作電源：AC220V，50HZ。該系統(tǒng)具有在線幫助、狀態(tài)監(jiān)測、故障報警、信息查尋、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸五大功能。系統(tǒng)能按時自動或手動對風(fēng)機進行在線狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷。在線測量與處理的風(fēng)機運行參數(shù)包括：風(fēng)機靜壓、全壓

7、、風(fēng)速、流量、入口溫度（即井下排出氣體溫度）；電機的軸承溫度、定子繞組溫度，電機功率，三相電壓和三相電流；電機垂直和水平方向振動（或風(fēng)機振動）、風(fēng)機效率、風(fēng)機開停信號、正反風(fēng)信號、閥門信號、風(fēng)機電控輸出的故障信號等。能自動記錄通風(fēng)機運行時的上述參數(shù)值，并自動生成表格。有關(guān)信號的圖譜、曲線圖以及數(shù)據(jù)顯示直觀簡明。系統(tǒng)能在通風(fēng)機出現(xiàn)故障前（如電流過高、繞組溫度、軸承溫度超高、振動幅值增大等），自動報警、提示檢修，并能判斷出故障性質(zhì)及部位等?？纱蛴∮嘘P(guān)的顯示結(jié)果。監(jiān)測顯示界面設(shè)計專業(yè)、美觀，易學(xué)易用?；竟δ埽?. 現(xiàn)場實時監(jiān)測數(shù)據(jù)的各種動態(tài)圖形及數(shù)字顯示：在線監(jiān)測主界面以直觀的動畫模擬風(fēng)機的運行情

8、況，風(fēng)門的開閉狀態(tài)等，將風(fēng)機主要性能參數(shù)溫度、振動、流量、靜壓、功率、效率隨時間變化關(guān)系以曲線的形式動態(tài)顯示在畫面上，可以觀察到上述參數(shù)隨時間變化趨勢圖，并生成歷史趨勢曲線，用于觀察和掌握風(fēng)機的整體運行情況。以具備報警指示的表格形式顯示實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，以X-Y軸圖形動態(tài)顯示各參數(shù)隨時間的變化趨勢，有利于及時發(fā)現(xiàn)通風(fēng)系統(tǒng)故障。2. 各種監(jiān)測數(shù)據(jù)的存儲及查詢：風(fēng)壓、風(fēng)量、軸承溫度、軸承振動、電流、電壓、電機功率、風(fēng)機振動等監(jiān)測參數(shù)定時存儲在硬盤中，以便用戶進行數(shù)據(jù)報表的整月打印，也為管理部門（如通風(fēng)科、調(diào)度室等）查看、分析有關(guān)數(shù)據(jù)，強化通風(fēng)機的管理。系統(tǒng)能保存距當(dāng)天一年半以上的數(shù)據(jù)，其中每小時的數(shù)據(jù)

9、存儲的是一小時的平均值，并記錄了一天內(nèi)各種監(jiān)測數(shù)據(jù)的平均值以及一天24小時的各參數(shù)的變化趨勢圖。3事故報警及追憶功能：可顯示風(fēng)機葉片安裝角度，風(fēng)機運行出現(xiàn)異常時系統(tǒng)能在各相關(guān)界面給予報警提示并把距當(dāng)前時刻一小時內(nèi)的各種參數(shù)及日期、時間等進行記錄以便事后分析。對溫度、振動等重要參數(shù)建立報警機制，具有權(quán)限的用戶可以修改報警設(shè)置，當(dāng)發(fā)生報警時，相關(guān)界面有報警提示，并進行顏色和聲音報警，記錄報警相關(guān)信息，該信息可存儲并打印。4. 控制功能：用戶（具有權(quán)限密碼）可以在顯示界面上，通過點擊相關(guān)按鈕控制相關(guān)設(shè)備，如遠(yuǎn)程控制風(fēng)機起動、停止、正反轉(zhuǎn)、變頻調(diào)速功能；遠(yuǎn)程控制風(fēng)門絞車開、閉、正反轉(zhuǎn)功能，并監(jiān)測到位信

10、號。5. 抗干擾能力強：由于工業(yè)監(jiān)測監(jiān)控環(huán)境比較惡劣，干擾源比較多，如環(huán)境溫度、電場及磁場、振動等，因此為了減少對采樣值的干擾，提高系統(tǒng)的性能，在硬件的選擇上，選用內(nèi)置式光電隔離模塊，消除各種干擾和噪音。6. 完善的在線幫助系統(tǒng)：在接到用戶請求幫助的消息后，彈出一個關(guān)于相關(guān)主題的幫助窗口，將用戶所需的幫助信息顯示出來。操作人員可隨時查詢幫助文件，解決操作中遇到的疑難問題。7. 系統(tǒng)可以將監(jiān)測系統(tǒng)的全部監(jiān)測數(shù)據(jù)并入用戶的礦井安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)。并可通過互聯(lián)網(wǎng)進行數(shù)據(jù)傳輸。8. 個性化設(shè)計：根據(jù)用戶的要求進行個性化設(shè)計，可增加其它的功能。對于不同類型的風(fēng)機，可方便地增加和刪減測量項目。六、操作步驟1

11、、開機前請確保系統(tǒng)外部連線正確，各電源電纜連接正確；2、確保系統(tǒng)加密狗妥善安置于工控機內(nèi)；3、完成以上工作后打開機箱鎖，按下電源按鈕開機運行；4、系統(tǒng)在開機啟動過程中自行檢測計算機各項軟硬件及加密狗；5、啟動完成后系統(tǒng)直接自動登陸到起始畫面；6、點擊畫面上的在線幫助按鈕即可得到畫面說明和操作提示；7、請按照需求和在線幫助的功能說明登陸監(jiān)測系統(tǒng)開始對風(fēng)機運行的各項數(shù)據(jù)進行監(jiān)測、打印輸出、遠(yuǎn)程傳輸及故障報警。七、運行維護與故障維修首先按照說明書后附圖，從端子排上序號開始，用萬用表檢查不正常回路的連接是否接觸良好。 電壓顯示錯誤電壓是把電控柜內(nèi)電壓通過TD4端子排接入，輸入的三相電壓經(jīng)熔斷器進入西門

12、子多功能電量參數(shù)儀。該儀表直接顯示三相電壓、線電壓，可直接顯示380V，660V電壓，高壓須按照高壓柜中電壓互感器的變比設(shè)定儀表的電壓變比（出廠時已經(jīng)設(shè)置好變比，具體設(shè)置請參照該儀表PAC3200的說明書26頁）。如監(jiān)測主畫面電壓顯示不正確，請看監(jiān)測柜門上“M1電量參數(shù)”顯示電壓數(shù)據(jù)前是否有“-”，有“-”則是該電機的該相電壓與該相電流不同相，請檢查該電機的三相電壓與三相電流相序，當(dāng)相序一致時，“-”消失。 電流顯示錯誤電流是從電控柜內(nèi)電流互感器通過TD4端子排接入，直接進西門子多功能電量參數(shù)儀。該儀表直接顯示三相電流、線電流。電流須按照電控柜中電流互感器的變比設(shè)定該儀表的電流變比。（出廠時已

13、經(jīng)設(shè)置好變比，具體設(shè)置請參照該儀表PAC3200的說明書26頁）。如監(jiān)測主畫面電流顯示不正確，請看監(jiān)測柜門上“M1電量參數(shù)”顯示電流是否明顯小于其他相電流，同時有該相功功率也是否明顯小于其他相。是明顯偏小則是該電機的相電壓和相電流不同相，或者是電流互感器的S1與S2級接反了。 振動顯示錯誤速度傳感器采集電機或者風(fēng)機振動信號，通過屏蔽線送入監(jiān)測柜TD3端子排，然后進入變送器，輸出420mADC信號作為7號PLC模塊輸入信號。如監(jiān)測主畫面振動顯示不正確，檢查振動傳感器的線路和振動變送器的線路是否松動，一般故障為線路故障。若線路正確，傳感器和變送器本身出了問題，請查看其說明書，若不能解決請聯(lián)系其生產(chǎn)

14、廠家。 溫度顯示錯誤 電機軸承、繞組的感溫元件鉑電阻（PT100）均有兩線（一紅一白兩接線柱）接入TD2端子排，直接進入4、5、6號PLC模塊。每個溫度信號的端子序號和模塊通道見附圖。 如監(jiān)測主畫面溫度顯示不正確，先用萬用表測量電機出線盒中所取的接線柱是否有電阻，有電阻才是正確的接法（兩白接線柱之間電阻為0）。如果取的接線柱是正確的，那就根據(jù)圖紙檢查TD2端子排端子序號和電機出線盒的接線柱是否一一對應(yīng)，如果是正確的接線，那就是電機中的溫度傳感器（PT100）損壞（主畫面該路溫度顯示為0），購買PT100，根據(jù)接線圖更換，或與電機廠聯(lián)系。 風(fēng)壓、風(fēng)量顯示錯誤風(fēng)機負(fù)壓經(jīng)引壓裝置將壓力送入差壓變送器

15、，輸出信號進入7號PLC模塊。差壓變送器安裝在監(jiān)測柜下端，輸入信號：03，4，5，6KPa，輸出信號：420mADC，工作電源：24VDC。 如監(jiān)測主畫面風(fēng)壓、風(fēng)量顯示不正確， 首先確定引壓管道各連接部位無脫落、漏氣或堵塞，再用萬用表測量差壓變送器的電源接線柱應(yīng)24VDC。如果上述接觸良好，可能對應(yīng)差壓變送器損壞 。 反風(fēng)時風(fēng)壓、風(fēng)量顯示錯誤的處理：反風(fēng)時必須將塑料管接入監(jiān)測柜下端工作中的差壓變送器的 “H”端（風(fēng)機正轉(zhuǎn)時接“L”端），否則風(fēng)壓、風(fēng)量出錯，且很容易損壞差壓變送器。 UPS電源異常當(dāng)UPS供電異常時，UPS會發(fā)出蜂鳴聲。故障處理請見UPS使用手冊。 工控機操作系統(tǒng)故障系統(tǒng)已經(jīng)安裝

16、了“一鍵ghost”，可先用該軟件恢復(fù)系統(tǒng)；如果用“一鍵ghost”恢復(fù)后，計算機仍不能正常運行，則需重新安裝操作系統(tǒng)及各驅(qū)動程序：先安裝Windows XP Professional SP2版本操作系統(tǒng)，再從備份的硬盤空間中導(dǎo)出已經(jīng)備份好的軟件和程序。 更換PLC I/O模塊的方法首先要將PLC切換到停止?fàn)顟B(tài)，再關(guān)閉PLC電源，即將監(jiān)測柜后板的斷路器QF1和QF2打到OFF狀態(tài)；待模塊上的綠色電源指示燈熄滅后，打開前蓋，松開I/O 模塊前的緊固螺絲，拔出前連接器；松開I/O模塊與導(dǎo)軌的緊固螺絲，把模塊從槽中垂直拔出；將新的I/O模塊插入相應(yīng)位置，擰緊緊固螺絲，將前連接器插入模塊中并緊固。更換

17、完后，接通I/O模塊電源，即將監(jiān)測柜后板的斷路器QF1和QF2打到ON狀態(tài)，將PLC切換到運行狀態(tài)。八、附錄附件一：接線端子圖附件二：現(xiàn)場引壓截面安裝位置附件三：現(xiàn)場傳感器接線圖附件四：現(xiàn)場安裝需要的電線電纜附件一：附件二：現(xiàn)場引壓截面安裝位置取壓管共4個沿圓周均布如圖，伸入流道內(nèi)距流道內(nèi)壁約5mm，管長L15mm，采用鋼管。1、 S1截面為預(yù)埋接頭上，S2截面為一級主機葉輪前端，如上圖所示。2、 均壓環(huán)橫，引壓管采用鋁塑管。3、 取壓管的長度，均壓環(huán)的半徑均不得影響風(fēng)機安裝。4、 鋁塑管的另一端接入監(jiān)測柜底端的差壓變送器的L端，每根鋁塑管接一個差壓變送器。反風(fēng)時鋁塑管的另一端接入監(jiān)測柜底端的

18、差壓變送器的H端。附件三：現(xiàn)場傳感器接線圖注：1、 系統(tǒng)共4臺電機，每臺電機有一個繞組接線盒，一個軸承接線盒；2、 系統(tǒng)共8個振動傳感器，4個測量水平振動，4個測量垂直振動；安裝在靠近風(fēng)機一級主機、二級主機葉輪處的上殼體與下殼體結(jié)合處的法蘭上。3、 系統(tǒng)有兩個溫濕度變送器，每個風(fēng)流入口一個，探頭通過預(yù)埋接頭測量風(fēng)流溫濕。度。附件四：現(xiàn)場安裝需要的電線電纜監(jiān)測點所需要線纜規(guī)格總數(shù)量備注電機繞組溫度8芯×1.5屏蔽電纜4根每個電機一根電機軸承溫度4芯×1.5屏蔽電纜4根每個電機一根溫濕度變送器3芯×1.5屏蔽電纜2根每個變送器一根振動傳感器3芯×1.5屏蔽電纜8根每個傳感器一跟電流、電壓信號BVR 1.5M1卷1卷為100米引壓管PAP-1418-2鋁塑管2套一臺風(fēng)機一套網(wǎng)線、水晶頭1套長度大于工控機與監(jiān)測柜距離注:1. 溫度、振動信號為兩線制信號（見附件三）。2. 非變頻系統(tǒng)：電流、電壓信號由電控柜中電流互感器、電壓互感器中分別引