主扇风机在线监控技术方案.pdf

主通风机在线监测装置 技 术 说 明 文 件 #有限公司 2 主通风机在线监测装置技术说明 前言 第1节 系统功能与技术指标 1.系统功能 2.技术指标 3.监测参数范围 4.系统特点 5.系统的组成 6.系统的工作原理 第2节 气体流量的监测 1.气体流量计算的基本原理 2.负压测点的布置 3.系统负压测点的结构与物理位置 4.微差压变送器的基本技术指标与使用方法 5.模拟量采集模块 6.有源隔离转换器 7.气体温度的测量与温度变送器 8.负压的采集与气体流量的计算 第3节 电机的轴承温度、绕组温度的测量 1.PT100 电阻介绍 2.温度采集模块 3.温度采集工作原理 第4节 电气参数的测量 1.三相电参数采集模块 2.系统电参数的采集 第5节 振动的测量 1.系统组成 2.一体化振动变送器介绍 3.振动的测量 第6节 系统的报警 1.系统报警的基本原理 2.继电器输出模块 第 7 节 场安装环境的选择及要求 1. 安装环境的选择 2. 安装程序、方法 3. 信号线的接线方法 4. 现场保养与维护 第 8 节 包装、运输、贮存及售后服务 3 前言 风机是矿井要害设备之一，风机的实时运行数据需要纳入全矿井自动化系统，传统的设备无 法与矿井自动化系统交换数据，只要依赖于计算机网络技术，才可以将风机运行的实时信息数据 传送给矿调度室，并将其运行数据并入全矿井数据库以供整体分析决策使用。所以， 在线监测是 实现全矿井自动化的必须设备。 风机微机监测系统是应用于大型风机流量监测方法的装置；系统以国家标准”通风机空气动 力性能试验方法”和煤炭行业标准”煤矿用主要通风机现场性能参数测定方法”为依据，应用工 业计算机检测技术和独特的专有研究成果对矿用大型通风机的运行状态进行连续在线测量与处 理，以多种方式提供通风机运行状态的各种数据，保障通风机的安全运行和方便通风机的性能测 试，并为多种功能扩充提供方便的条件。 在线测量与处理的风机运行参数包括风机入口静压、风速、流量，电机的轴承温度、定子绕 组温度、电机功率、风机效率等，根据需要还可以扩充监测风机的环境参数、电机振动烈度等性 能参数。数据传输模式兼容满足国际标准的多种数交换形式，FTP、局域网IE数据服务与广域 网IE数据服务功能，可与全矿井自动化系统实现灵活便捷的数据联网，将风机的实时运行参数 传输到矿总调度室，满足自动管理的需求。 风机微机监测系统能够在生产过程中随时掌握通风设备的运行状态，改变了传统的设备管理 方式，提高了通风设备的自动化管理水平，有力地保证了通风机设备的经济、可靠运行，为设备 的管理和维修提供了可靠的科学依据，深受用户欢迎。 本系统采用测控功能齐全，画面、报表丰富多彩，方便现场操作人 4 第1节 系统功能与技术指标 1 系统功能 系统的主要功能有：实时监测通风系统参数、通风机的性能参数、电机的电气参数、轴承温度、电机振 动、数据管理、报表管理、性能测试、远程通讯等，详述如下： 1、实时监测通风系统入口静压、全压、风量、风速、出口风速，风量。 2、实时监测通风机性能参数：流量、负压、效率。 3、实时监测风机配用电机的电气参数：电流、电压、功率、功率因数。 4、当出现异常现象时（温度不正常，轴承损坏，电流、电压不正常，负压、风量超过正常范围，振动 超限、单机运行等）能发出报警及显示 5、实时监测电机前后轴承温度并在超限时报警。 6、实时监测电机定子温度并在超限时报警。 7、实时监测电机振动。 8、 数据实时显示、存储、查询、打印。 9、报表自动生成、存储、查询、打印 10、监控两台风机，自动切换风机运行参数 11、中文语音报警 12、风机运行动画显示，直观易懂，操作简单 13、风速传感器冗余设计，一主一备，保证设备可靠运行。 14、故障记录功能，最长可记录999 天内发生故障。 2 技术指标 工作电压：220V±10% 环境温度：1050 环境湿度：85% 变送器精度：0.5级 监测精度： 流 量：2.5级 压 力：0.5级 电参数：0.25级 温 度：0.5级 振 动：0.5级 其 它：1.5级 3 监测参数范围 流 量：10125000 m3/min 5 风速：0-60 M/S 负 压： 05000 Pa ±10Pa 温 度：-40150 电 压：010kV 电 流： 0-500A 功 率：无限制 振 动：020 mm/s 4 系统特点 采用了先进的计算机技术，功能强大， 智能化程度高；以图形界面显示工作状态，画面丰富， 直观生动。 采用模块化设计方案，系统抗干扰能力强，运行精度高，使用维护方便。 采用了先进的计算机技网络技术，实现了全矿数据共享。 采用了多种抗干扰措施，因此系统的抗干扰能力强，可靠性高，监测准确。 流量监测措施独特、新颖，可靠性好、精度高。 选用了可靠性好、精度高的传感（变送）器。 软件设计安全性高。 操作简单快捷、维护方便。 5 系统的组成 本系统以工业控制计算机为核心，主要由信号测取装置和传感（变送）器、信号采集及转换 装置、通讯装置、供电装置、显示器等组成。如图一所示。 (图一) 信号测取装置和传感（变送）器主要包括取压装置、电压及电流互感器、差压变送器、温度 6 变送器、电量采集模块等。 信号采集及转换装置主要包括滤波环节和电压/电流变换。 通讯装置主要包括10mbps/100mbps自适应网卡。 供电装置主要包括直流稳压电源。（UPS ） 风机在线监控配置清单 产品名称型号数量生产厂家 控制柜TFJ-2 1 电气 电源MW24 1 台湾明纬 PLC S7-200XP 1 西门子 采集模块EM231 2 西门子 温度模块EM731 2 西门子 电量变送器EDA90 4 LCKJ 负压变送器HK5 2 芬兰 HK 差压变送器HK5 2 芬兰 HK 风量传感器LPT-08 4 意大利 DELTA 振动变送器20MM 4 BJCZ 工控机610H 1 研华双核CPU ，250G硬盘 液晶屏19 寸1 PHILIPS 音箱21 1 HYUNDAI 工业键鼠标准1 罗技 风速传感器80M/S 2 电气 通讯处理器PCPPI 1 西门子 信号电缆RVVP6 400 米天诚 压力控制箱XZ07 1 电气 组态软件6 52 1 组态王 工控软件TFJ-2 1 电气 打印机A4激光1 HP 耗材一批 7 6 系统的工作原理 该系统以工业控制计算机为核心，配以各种外围设备组成，在软件的控制下，完成数据的采 集、分析等工作，以图表等多种形式显示在显示器上，并传输到指定地点。各部分的工作过程简 述如下。 电气参数的监测 电气参数指配套电机的电流、电压、功率、功率因数等。选用精度高、可靠性好的电量采集 模块将来自电压、电流互感器二次侧的电压、电流换成标准电信号，再送给计算机进行处理。 气体流量的监测 在系统中，气体流量的监测是依据气体流经变截面构件时所形成的静压差计算获得。 Qv为风速，P2为静压，P1为全压。当流量足够大时式中系数k值为常数。K的大小可通过 测量两个不同截面的面积求得，并联合通过实验室模拟实验和现场实验校对。 风机振动的监测 选用优质的振动变送器监测风机的振动烈度，再交由计算机处理。 信号采集与转换 由变送器输出与各种被测信号成比例的电流量，低通滤波和电压/电流变换后送到安装在工业 控制计算机内的数据采集模块，在软件的配合下完成将被测的模拟电压/电流量转换为数字量。 系统的通讯 监测结果可通过网卡实现局域网内或Internet上的数据公享。 系统的供电 由开关电源为各种变送器、传感器提供直流电源。 第 2 节 气体流量的监测 1 气体流量计算的基本原理 系统对流量监测的核心任务是监测气体在流经风机时经过两个截面积不同的断面时所产生 的负压力值。的变截面静压测点选取在风机连接风筒的圆形断面处与一级风机的环形断面处(内 有隔流腔)。在连接风筒的圆形断面处取静压P2，在一级风机的环形断面处取全压P1。 系统工作流程如图三所示。 系统使用4只微差压变送器，分别将两台风机的4个断面处的负压力转换为420mA的电流 信号，送到模拟量转换模块中进行A/D转换。 转换后的数据信号通过485总线方式交与计算机处 理。计算机通过采集模拟量模块送来的电流数据，换算得到对应的静/全压值，进而通过运算得 出气体的流量值。 2 负压测点的布置 根据煤矿用主要通风机现场性能参数测定方法MT 421 1996，中华人民共和国煤炭工业 部1996 1230批准，1测点布置在一级风机环形断面测点分布见图四a，测点布置在水平、 垂直的两条直径与硐壁和芯筒外缘的交点a、b、c、d、e、f、g、h处；P2测点布置在连接风筒 8 圆形断面见图1b，测点布置在水平、垂直的两条直径与硐壁的交点a、b、c、d处，见图四b； 3 系统负压测点的结构与物理位置 系统在工厂设计时是在风机内部的理论位置放置负压引压环，负压引压环是使用40mm的 金属管弯圆焊接制成，并在理论位置上打孔，然后引通到相应位置的风机顶部，用以连接测量器 件，工艺已标准化。 系统的负压P2与P1引压环路在风机实体上的物理位置如图五。在本系统中为描述方便分别 称为全压P2与静压P1 （注：全压的最终值并不是这里P1的测量结果）。 4 微差压变送器的基本技术指标与使用方法 在系统中，负压的测量采用防爆型微差压变送器，其性能与技术指标如下： 特 点 长期稳定性好 激光调阻温度补偿，使用温域宽 防浪涌电压和极性反相保护 抗干扰设计 灵敏度高，温漂小 主要技术参数 输出形式：420mADC 供电电源：24VDC 准 确 度：± 0.25 介质温度：2085 环境温度：1060 响应时间：30mS 负载能力：600 过载压力：2倍 过程连接：M20X1.5外螺纹 外形及尺寸 系统所使用的4只微差压变送器分别位于两台风机4个引压环路的顶部，使用非导体管箍与 9 引压管路相连。 这样的设计其一避免了使用长距离管路将负压引到室内的作法管路中冬季容易积 水堵塞的现象； 其二使用非导体管箍可使差压变送器与风机机体作到电气隔离，降低了电机工作 时引入的电气干扰，降低了测量误差。 在风机工作时，微差压变送器接受到来自引压环内的负压，将此压力信号转换为420mA 的电流信号，交与模拟量转换模块作A/D 转换及进一步处理。 5 模拟量采集模块 系统的模拟量转换采用模拟量测量模块。模块可广泛应用于各种工业控制与测量系统中。它 能测量压力、 温度、电量等变送器输出的420mA或010V信号。通讯接口为RS485或RS232， 电源为DC830V，通讯协议为MODBUS-RTU、ASCII码、十六进制LC-02协议3种，协议可自 动识别。 输入信号 输入：8路020mA电流及4路010V电压。输入信号为直流或交流（频率2575Hz）。 信号处理：16位A/D采样；采样速率: 3000次采样/S。输出真有效值。 测量周期：每通道0.1秒，12通道循环测量。 过载能力：1.2倍量程可正确测量；过载3倍量程输入1s不损坏。 隔离：信号输入与通讯接口输出之间隔离，隔离电压1000V DC。A/T、B/R、VCC、GND为 输出端，与GND端共地；12路信号输入共地端为AGND端子。 电流通道：输入阻抗110。 电压通道：输入阻抗 100K 。 通讯输出 接口：RS485C接口，二线制，± 15KV ESD保护；或RS-232接口，± 2KV ESD保护。 协议：MODBUS-RTU、ASCII码、十六进制LC-02协议3种，协议可自动识别。 速率：1200、2400、4800、9600、19200 Bps ，可软件设定。 模块地址：00FFH 可软件设定。 测量精度：电流、电压：0.2级 或更高。 模块电源：+ 830V DC ；功耗：典型电流消耗为15 mA。 工作环境：工作温度：-20 +70 ； 存储温度：-40+85 ；相对湿度：5%95%不结 露。 安装方式：DIN导轨卡装体积：122mm * 70mm * 43mm。 模拟量测量模块应用 模块可广泛应用于各种工业测量与控制系统中。它能测量压力、 温度、电量等变送器输出4 20mA或010V信号。其输出为RS485总线方式。通讯协议为MODBUS-RTU、ASCII码、十六 进制LC-02协议3种，协议可自动识别，使其可与其他厂家的控制模块挂在同一RS485总线上， 10 且便于计算机编程。 通讯方式为RS485时，将主计算机串口接转换器XZ485C(RS-232/RS485)， 转换器输出DATA+ 端和所有模块的A/T端连接，DATA-端和所有模块的B/R端连接， 并在两终端接入匹配电阻(距离 较近时，也可不用)，接入电源。通过XZ系列模块应用软件，便可开始测量。XZ9017模块能连 接到所有计算机和终端并与之通讯。 模块出厂时，都已经过校准，且模块地址为01号，波特率为9600bps。模块地址从1-255 （01H-FFH）随意设定；波特率有1200bps2400bps. 4800bps. 9600bps. 19200bps五种可使用。 模块地址与波特率修改后，其值存于EEPROM中。 模块的数据更新周期可在67mS1.7S的范围内设定，方便应用； 不超过2倍满量程的瞬时输入信号不会导致模块的损坏。 RS485 网络： 最多可将64个系列模块挂于同一RS485总线上，但通过采用中继器，可将多 达255个模块连接到同一网络上，最大通讯距离达1200m。主计算机通过转换器用一个COM通 讯端口连接到RS485网络。 配置： 将系列模块安装入网络前，须对其配置，将模块的波特率与网络的波特率设为一致， 地址无冲突(与网络已有模块的地址不重叠)。配置一个模块应有：转换器，带RS-232通讯口的 计算机和系列模块软件。通过系列模块应用软件可最容易地进行配置，你也可根据指令集进行配 置。 数据采集： 将模块正确连接，主机发读数据命令，模块便将采集的数据回送主机。 数据输出： 在ASCII码格式下数据为一位符号位+，5位数据位和一个小数点，输出为工程量 单位mA 或V。在其他协议时，输出测量值除以1000后即为实际测量值。 测量传感器输出的420mA 信号时参数计算：如420mA输出的压力变送器，其实际压力 值为： （测量电流值4mA）/16mA*压力变送器量程。 6 有源隔离转换器 由于系统所使用的模块的通讯方式均为RS485方式，而计算机的串口工作方式为RS-232， 所以必须使用RS485/232转换器才可将系统模块与计算机连接通讯。在系统中担负着通讯格式的 转换工作。 隔离转换器可以将RS-232 信号转换为隔离RS485 信号。可以使用标准的PC 硬件构建一 个工业级、长距离通讯的系统。 隔离转换器使您可以在最初由RS-232 设备组成的现有网络中使用RS485 传输信号获得更 快的传输速率、更大的传输范围和更强的联网能力。RS485中的电路自动侦测数据流的方向，免 除了网络中的握手请求，仅需两根导线就可以构建一个RS485网络。传输速率最高可达19.2 Kbps。 RS-232/ RS485转换器可将RS-232通信距离延长至1200米（9600BPS时）。可应用于PC 机之间、PC机与测控终端之间构成远程多机通信网络； 转换器外形为DB-9/DB-9转接盒大小，其中RS-232端为DB-9（孔座），可直接插在PC机 11 9芯RS-232插座（针座）上，另一端为可插拔的电源及485口接线端子； 本产品无需初始化设置，内部零延时自动收发转换，通讯速率自适应，适合所有软件。贴片 工艺，工业级设计，抗雷击，防静电带串口隔离保护，可带电热插拔。 规格 输入：RS-232（4 线制） RS-232 接口：DB-9 接口 输出：RS485（2 线制） 速度(bps)：1200、2400、4800、9600、19.2 k RS485 接口：插入式螺钉端子 隔离电压：2500 VDC 供电电源：+5 VDC 应用 转换器下最多可带128节点（根据现场所带的485设备及线路状况而有差别），通过等中继 器可带更多节点。 总线应使用屏蔽双绞线，屏蔽层接RS-232/ RS485转换器及终端的GND端。 总线通信应接地线,因为XZ485C通信要求通信双方的地电位差小于1V，若高于1V则会引起 通讯数据不可靠，若通信双方的地电位差过高还会导致XZ485C接口芯片的损坏；为安全 起见，建议PC机的机壳要可靠接大地； 转换器的DB-9（孔座）一端直接插在PC机RS-232的COM口上；另一端为可插拔式接线端 子：DATA+端接XZ485C总线的数据正DATA+（A）端，DATA-端接XZ485C总线的数据负 DATA-（B）端；GND端接通信网络系统的地及电源地； 若转换器与微机COM口间有延长线，则建议使用标准延长线（9根线都延长的）； PC 机RS-232口的DB-9芯连接器引脚为：2RXD（收），3TXD（发），5GND（地）。 7 气体温度的测量与JWB系列温度变送器 因为气体的温度是气体流量计算中的一个参数，为了精确计算流量，系统中包含了对气体温 度测量的项目。风机入口气体温度测量使用JWB系列一体化温度变送器，JWB一体化温度变送 器是一种接触式测量温度的现场用仪表，与其相应的计算机采集测量系统配套使用，可准确测量 风机入口处的气体的温度（使用范围-200 1600 ）。 JWB 一体化温度变送器是在装配式温度传感器的防水或隔爆接线盒内装入放大变送模块，与 传感器连接形成一体化，输出标准420mA DC（两线制）。 本系列产品参照国家颁布的相关GB标准和JJG规程的相关内容，同时参照并符合IEC相关 文件标准，并参考国外同类产品的优点进行优化设计，使整个产品更加可靠、精确， 非常适合各 种环境现场的温度测量。 系列温度变送器技术参数 12 输出：二线制420mA DC 供电：24V DC （12V 36V DC） 精度：A级0.2% B级0.5% 负载：650（24V DC） 输出保护：最大23mA 量程：-50 100 基本结构 基本结构：传感器+ （连接装置+接线盒+保护管）+ 变送模块 由于变送模块的工作温度为-20 75，通过适当选择变送器的冷端长度使温场到接线盒之 间的传导和辐射温度降低，保护变送模块正常工作。依据实际需求，选择50mm的冷端长度。 温度变送器的安装 系统气体温度变送器安装在风机的连接风筒顶端靠近蝶阀处，插入部分以不影响蝶阀的开启 为宜。风机在风机生产制造的过程中已标准化了该项工作，保证了系统完美的物理结构。 基本结构：传感器+ （连接装置+接线盒+保护管）+ 变送模块 由于变送模块的工作温度为-20 75，通过适当选择变送器的冷端长度使温场到接线盒之 间的传导和辐射温度降低，保护变送模块正常工作。依据实际需求，选择50mm的冷端长度。 温度变送器的安装 系统气体温度变送器安装在风机的连接风筒顶端靠近蝶阀处，插入部分以不影响蝶阀的开启 为宜。风机在风机生产制造的过程中已标准化了该项工作，保证了系统完美的物理结构。 入口气体温度的信号处理 风机工作的时候，矿井中抽出的气体温度直接作用于温度变送器后使温度变送器输出的4 20mA的电流信号，送到模拟量采集模块。计算机捕获到这个信号后可监测到当前气体的温度， 13 得到计算风量时所需要的气温参数。详细内容见气体流量的监测一节相关内容。 8 负压的采集与气体流量的计算 风机工作的时候， 由引压环路中的负压作用于差压变送器后使差压变送器输出的420mA的 电流信号， 其中静压送至模拟量转换模块的0通道、 全压送至1通道， 气温变送器输出的电流信 号送到2通道。 这三个信号经A/D处理后输出RS485通讯信号。 使用计算机的com1串口与模块 通讯。由于计算机的串口为RS-232通讯方式，所以在与计算机间需接入一个RS-232转换器。 这样，计算机便获得了系统监测静压与风量的原始信号。 对原始信号的处理： 系统使用PLC编程，对所有采集到的信号进行换算与处理。 计算所得到的结果将在屏幕上显示及作其它更多处理，见后文 在的实际应用中，为达到系统具有双机双备要求的目的，系统共使用两块，每块有8个电流 采集通道，服务于一台风机，兼顾振动信号的采集任务。其通道与地址的分配如下： 通道分配表 0 通道1 通道2 通道3通道4通道5 通道6 通道7 通道 地址9JY10 QY10 QW10 ZD11X ZD11Y ZD12X ZD12Y 保留 地址10JY20 QY20 QW20 ZD21X ZD21Y ZD22X ZD22Y 保留 表说明：JY表示静压，QY表示全压，ZD表示振动。后面的序号依次是风机编号、风机级数 编号、方向。 例ZD21Y表示2号风机1 级风机垂直振动。 第 3 节 电机的轴承温度、绕组温度的测量 电机的轴承温度、绕组温度的测量 电机绕组温度、轴承温度的感知元件为在电机出厂时预埋的PT100铂热电阻，并以三线制的 方式引出风机机体处接线盒内，具体位置下图所示。 每台电机共有两个轴承温度测点与三个定子绕组温度测点，每个测点均预埋有两支PT100铂 热电阻，其中一支为备用。两台风机共4台电机共有二十个测点，分别使用4块6路温度测量模 块与之连接，采集电机工作时的工作温度。 1 PT100 电阻介绍 概述： 铂热电阻根据使用场合的不同与使用温度的不同，按照绕制的骨加来区分，有云母、陶瓷、 簿膜等元件。 作为测温元件，它具有良好的输出性能，可作为显示仪、记录仪、 调节仪以及其它” 电脑”之类仪表提供精确的输入值。若配接一体化温度变送器，可输出420mA和010V等标 准电流和电压信号，使用更为方便。 结构和原理 装配式热电阻是由感温元件、不锈钢保护管、接线盒以及各种用途的固定装置组成。铠装式 铂热电阻比装配式铂热电阻直径小、易弯曲、 适宜安装在装配式无法安装的场合，它的外保护管 采用不锈钢， 内充满高密度氧化物质绝缘体因此它具有很强的抗污染和优良的机械强度，能在环 14 境较为恶劣的场合使用。 隔爆式铂热电阻通常用于生产现场伴有各种易燃、易爆等化学气体、蒸气的场合，如使用普 通铂热电阻极易引起环境气体爆炸，因此在这种场合必须使用隔爆式的铂热电阻，隔爆铂热电阻， 能适用在dBT1 6以及dCT1 6温度组别区间内具有爆炸性气体危险场所内。 铂电阻是一种温度传感器，其工作原理：在温度作用下，铂热电阻丝的电阻值随之变化而变 化， 且电阻与温度的关系即分度特性完全和IEC标准等同，因此PT100主要用来测量-200 +600 的温度。 主要技术指标： 铂热电阻在0时的电阻值称R（0）和100时的电阻值称R（100）以及R（100）/R （0）叫作比值W100。 Pt100 其含义为（0）时的名义电阻值为100，目前使用的一般都是这种铂热电阻。 国际标准规定的PT100测量精度允许偏差如下： A 级 R（0）=100 ±0.06 ±(0.15+0.002t) B 级 R（0）=100 ±0.12 ±(0.30+0.005t) 比值W100=1.3850 A级± 0.0000006 B级0.00012 上式中”t”为实际温度的绝对值 2 温度采集模块 温度采集模块主要性能 可测量：5路三线制PT100(PT500，PT1000等)输入；1路内置环境温度测量（通道号为5）； 模块不具备测量热电偶传感器的功能。 同时具有：2路开关量输出（温度上下限报警，可设置为按任一路报警或无报警，报警值等 可设置），为无源光耦输出；其中DO0代表报警下限，DO1代表报警上限输出。 模块可广泛应用于各种工业控制与测量系统中。它能测量PT100，PT500，PT1000。其输出 为485总线方式。 双协议：ASCII码协议与十六进制LC-04协议，其ASCII码指令集兼容于NuDAM、 ADAM等模块，可与其他厂家的控制模块挂在同一485总线上，便于计算机编程。 功能与技术指标 温度信号输入：5路独立的温度电压信号输入；对输入信号顺序进行放大与AD转换； 信号处理：16位A/D采样； 测量周期：每通道0.15秒，数字滤波，6通道循环测量。 隔离：信号输入与通讯接口输出之间隔离，隔离电压1000V DC。SLT、DATA+、DATA-、 VCC、GND为输出端，与GND端共地；5路测量信号输入共地端为AGND端子。2路开关 量输出共地端为DGND端子； 通讯输出:接口：XZ485C接口，二线制，± 15KV ESD保护。 协议：双协议：ASCII码协议与十六进制LC-04协议。由SLT悬空或接地选择。 速率：1200、2400、4800、9600、19200 Bps ，可软件设定。 模块地址：00FF 可软件设定。 15 测量精度：0.5级，温度分辨率0.1。 量程：-50300 。 模块电源：+ 830V DC *功 耗：典型电流消耗 110 mA。 工作环境：工作温度：-2070； 相对湿度：-5%95%不结露。 3 温度采集工作原理 对电机绕组及轴承温度的测量使用电机中预埋的PT100热电阻与XZ9018温度采集模块配合 实现。原理框图如下所示。 由于风机距离控制柜较远（一般为40m左右），所以采用三线制接法。其中IX-端为补偿端， 在PT100的电阻引出脚处短接，用以低消线路电阻引起的测量误差。 PT100 的三条引线分别接于9018的信号输入正端、信号输入负端、模拟地端。电机温度的变 化将引起PT100阻值的变化，9018将测量到的PT100的阻值变化信号在内部经过处理，输出当 前PT100所处位置的实际值，通过485C总线传输至计算机。计算机将获取的数据处理并显示出 来。 每个XZ9018可接五路外部信号，故系统共需4块XZ9018。在系统中，每台电机的每项温度 参数所使用的通道与地址分配见下表： 通道分配表 0 通道1 通道2通道3 通道4 通道 地址5WZ111 WZ112 WD111 WD112 WD113 地址6WZ121 WZ122 WD121 WD122 WD123 地址7WZ211 WZ212 WD211 WD212 WD213 地址8WZ221 WZ222 WD221 WD222 WD223 表说明：WZ表示轴温，WD表示绕组温度，后面和序号依次是风机编号、风机级数编号、项 目序号。 例：WZ121的含义为：1号风机三级电机轴承1温度。 第 4 节 电气参数的测量 对风机电参数的测量内容包括电机运行时的供电电压、运行电流、有功功率三个主要参数。 根据用户要求可扩充显示频率、功率因数、无功功率等。 系统的电参数采集模块采用三相电功率采集模块，性能介绍如下： 1 三相电参数采集模块 模块是一种智能型三相电参数数据综合采集模块；三表法准确测量三相三线制或三相四线制 交流电路中的三相电流、三相电压（真有效值）、有功功率、无功功率、功率因数、有功电度等 电参数。 其输入为三相电压（0500V）、三相电流（01000A）；输出为XZ485C或RS-232接口的 数字信号，支持的通讯规约有3种：ASCII码协议、十六进制LC-01协议、MODBUS-RTU协议， 3种协议可同时识别使用，无需配置。 模块可广泛应用于各种工业控制与测量系统及各种集散式/分布式电力监控系统。 模块是一款高性价比的智能电参数变送器，他能替代过去的电流、电压、功率、功率因数、 16 电量等一系列变送器及测量这些变送器标准输出信号的模入模块，可大大降低系统成本，方便 现场布线， 提高系统的可靠性。其可与其他厂家的控制模块挂在同一485总线上， 且便于计算机 编程，使你轻松地构建自己的测控系统。 采用电磁隔离和光电隔离技术，电压输入、电流输入及输出三方完全隔离。 2 系统电参数的采集 在系统中，工作时所要采集的电压、电流信号直接来自风机配电屏上的电压与电流互感器。 由于每套对旋轴流风机共有4台电机，每块担负1台电机的电参数采集任务，故系统共需4块 使用电压量程（相电压）为500V、电流量程为5A、工作电源24V的9033A。对风机配电屏 来说，如果使用380V的电源，其相电压为220V，在模块的量程范围之内；如果使用高压电源， 则电压互感器输出0-100V电压，亦在模块量程范围之内。而电流互感器无一例外都是0-5A的规 格。所以本量程的模块可满足所有场合的需要。 来自风机配电屏的电压电流信号经测量后送到RS-232/485转换器， 经转换后与PLC连接。 工 作中由计算机发出读指令，相应地址的便将所采集到的原始数据送与计算机。 计算机在获得原始数据后，根据相应的电压、电流变比，计算得到真实的电压、电流与有功 功率值并显示出来。会准确测量当前的功率因数，所以给出的有功功率是物理值。 从三相绕组的三个端头引出的三根导线叫做相线 而从星形接法的三相绕组的中性点N引出的导线叫做中性线 每相绕组两端的电压叫相电压 通常规定从始端指向末端为电压的正方向。相线与相线间的电压称为线电压。 每相线圈两端的电压叫做相电压。通常用UA、UB、UC分别表示。端线与端线之间的电压称 为线电压。一般用UAB、UBC、UCA表示。凡流过每一相线圈的电流叫相电流，流过端线的电 流叫线电流。 电量模块在系统中的地址分配 地址11号风机1级电机 地址21号风机2级电机 地址32号风机1级电机 地址42号风机2级电机 第 5 节 振动的测量 振动的测量 系统要求四个单级风机（两台风机）的水平与垂直振动烈度，振动信息的检出原理如下图所 示： 17 在风机工作时，风机的振动引起振动变送器输出电流的变化。由振动变送器输出的4-20mA 的电流信号送入模拟量转换模块，将输入的模拟电流信号经A/D转换后通过PLC与计算机通讯， 计算机获得振动检测的原始信号。应用程序将此原始信号处理后得到实际的振动烈度，由显示器 将数据显示出来。 第6节 系统的报警 1 系统报警的基本原理 的报警项目有风机超限振动、轴承、绕组温度超限、工作电流超限共三种内容。 计算机监测到风机运行的各项参数后，对软件内部预定的报警值相比较，如果当前监测值大 于设定的报警线，则系统输出报警信号。 的报警将输出两种方式：方式1为由串口通过RS-232/485转换器485C输出通讯给继电器模 块，接到计算机的报警指令后接通蜂鸣器的报警电源使蜂鸣器发出报警声音。方式2为计算机自 动启动语音播放器，使连接在计算机上的音箱输出预定的报警音乐，为用户提示故障。 当监测到报警后，在屏幕上会出现文字与图示提示，并自动记录报警内容、报警时间及报警 值。详细内容见软件部分相关章节。 以后章节（主要是加强系统抗干扰能力及配置工控机和监控数据，省略） 第 7 节现场安装环境的选择及要求 1 安装环境的选择 主机一般选择在在不防碍司机正常操作风机的前提下选择安装位置, 并且有利于相关人 员的观察 ; 应远离散热片及各种取暖设施; 主机周围保持通风、清洁, 不能将各种物品放在主机上方( 茶杯 , 饭盒等 ) 2 安装程序、方法 安装原则 将各路传感器安装固定； 选择合适位置安放装置主机； 连接好各路传感器及主机的连线。走线要标准、美观不影响通风机房的设备维修及人员 的走动。主机及传感器信号线尽量远离大于380V 的供电电路； 连接好主机与传感器的连线； 总接地线的连接； 电源线的连接； 18 用线总则： 各路传感器至主机连线需全部使用RVVP屏蔽电缆； 动压与静压的连接导管必须用厂家提供的PVC压力管； 接线顺序： 传感器与信号电缆一端的连接； 信号电缆的另一端与主机接线端子排连接； 主机总接地点接地； 装置电源线的连接。 ； 3 信号线的接线方法 传感器信号线的屏蔽层，通过与航空插头的连接，经航空插座、主机外壳与总接地点相 连接，且禁止在其他部分与大地及其他导体相连接； 总接地线的连接： 选用 1.5mm 2的铜线，最好选择最近的距离接地，接地点必须与大地良好连接。 4 现场保养与维护 通风机监控装置的正常运行，与合理使用、日常的维护检查是分不开的。使用单位应选 派相关技术人员参加安装调试，并负责检修、维护等工作； 通风机监控装置的主机上机设计年限为25000 30000 小时，传感器设计使用年限为 1500020000 小时，但是考虑到现场的状况应定期维护和检查相关部件； 风压传感器的进风口必须正对风向；定期检查传感器进风口，避免煤泥堵塞进风口； 定期检查风压传感器的固定，确保固定良好； 第 8 节包装、运输、贮存 1 包装 包装贮存标志符合GB191的规定。 2运输 包装后的装置在避免日晒、雨雪直接淋袭，避免跌落、碰撞的条件下，可使用于水运、陆运、 空运等各种运输方式。 3 贮存 包装后的装置允许在环境-10 55，相对湿度85% 无腐蚀气体的仓库内存放，贮存期限为 6 个月，超过期限应按出厂检验内容进行检验。 4 售后服务 通风机监控装置自调试验收合格之日起，一年（或合同约定期限）内实行三包。 附录： A 通风机在线监控施工方案 本监控系统需要在通风机上加装风速传感器及温度传感器（如风机自带预埋式温度传感器， 则不需要安装），整套系统的安装时间大约两天左右，安装不影响系统的正常运行。系统安装工 作由厂家安装人员全程负责，用户只需要配合即可。 通风机安装主要部件如下： 一风硐动压传感器的安装示意图 19 二、风硐静压传感器安装方式 传感器直接接入风机静压管 三、电流电压传感器安装方式 高压电机电压取配电柜二次侧三相电压（100V） ；低压电机直接取三相电压。 电机电流取配电柜二次侧（05A） 。 四、温度传感器安装方式 根据现场条件在不同位置安装温度传感器（温度测量点数根据设备定） 五、振动传感器安装方式 根据电机和风机的振动方向，选择水平和垂直安装，所有支架由现场加工，安装人员指导安 装和调试。 六、维护注意事项 1、风压传感器的进风口必须正对风向；定期检查传感器进风口，避免灰尘堵塞进风口； 2、定期检查四支风压传感器及并联管路，确保密封良好； 3、若传输数据距离较远采用光缆传输。 附录 B：监测主画面 风硐截面 风压传感器 风压传感器 （四支并联） 风速方向 20