低壓系統測量儀表均采用設有RS485通信接口的SWP系列智能儀表，可就地顯示相電壓、線電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數等參數，通過MODBUS-RTU協議與PLC通信模塊CP341通信，監測設備運行參數。

變頻器標配RS485 MODBUS-RTU 通信接口和PLC通信模塊CP341，通過MODBUS-RTU協議進行通信。

其它高、低壓開關，風門限位開關的信號均通過數字量輸入模塊與PLC連接。

2.2 風機在線監測系統組成

風速、負壓、振動、風機電機溫度監控系統主要由風速、負壓、振動、溫度傳感器和相應變送器組成。

風速傳感器安裝在風機前端的風道內，傳感器輸出信號經風速變送器轉換成電信號，傳送至PLC模擬量輸入模塊。

負壓監測是把風機前端的風道開孔引風接至負壓傳感器，經過負壓變送器將負壓值轉換為4~20 mA信號引至PLC模擬量輸入模塊。

振動監測由振動傳感器和振動位移變送器組成。

振動傳感器分別安裝在風機前、后軸承位置處的機殼垂直和水平方向上，用于檢測風機的水平和垂直方向的振動。振動速度量轉換成位移量送入振動位移變送器，振動位移變送器將此位移信號轉換成與之對應的電信號輸出，接至PLC模擬量輸入模塊。

風機拖動電機安裝三相定子和前后軸承，繞組溫度傳感器，兩套帶有標準RS485接口的16路溫度巡檢儀SWP就地顯示溫度及溫度報警狀態，溫度巡檢儀也通過MODBUS-RTU 協議與PLC 通信模塊CP341通信，在觸摸屏和上位機上實時顯示溫度。

3 系統軟件設計

基于PLC的監控系統軟件由風機控制、參數監測和通信三個子程序組成。PLC 編程軟件采用STEP7-V5.3，由PLC 完成各類監測參數的采集、模數轉換、數據處理，再向后臺傳輸監控信息并執行后臺的指令。

風機控制采用三級控制模式，即手動/就地控制模式、觸摸屏集中控制模式和上位機遠程控制模式。高壓系統和變頻器也有兩種控制方式：一種是通過PLC的一個CP341通信模塊給微機保護單元發送遙控命令，控制高壓開關柜分、合閘，另一個CP341通信模塊給變頻器發送運行、轉向指令及輸出頻率控制風機起停;另一種方式，高壓柜分、合閘及變頻器運行、轉向指令來自PLC數字量輸出模塊，通過PLC模擬量輸出模塊或控制柜上的電位器控制變頻器輸出頻率。風門絞車及低壓系統控制通過數字量輸出模塊控制。

觸摸屏程序設計采用Easy Builder 500編程軟件，通過MT5-S7300通信電纜與PLC連接，直接讀取設置在PLC中的數據，控制高、低壓系統分合閘，實現風機的正常啟停，風門絞車的正常升降，實時觀測風機運行時的參數。觸摸屏如圖4所示。

PLC模擬量輸入模塊是自動監控系統中的一個重要部分，模擬量輸入模塊選擇電流輸入的工作模式，PLC通過模擬量輸入模塊采集風機運行參數，送上位機和觸摸屏動態顯示。程序中設計了風機電動機溫度超標、電動機振動超標報警程序，以此提高風機及電機的運行可靠性。

4 系統特點

1)實現風機運行參數的實時監測與風機主輔設備集中控制;

2)實時監測拖動電機電氣參數;

3)顯示當前運行機號、正反轉信號、風機開停狀態等;

4)動態顯示主通風變電所高、低壓設備運行狀態;

5)實現遠程通信，監測參數可上傳到上位機與煤礦調度系統連接;

6)實現三級控制。

5 結語

基于PLC 的風機變頻驅動系統及風機自動監控系統實現了觸摸屏和上位機兩級集中監測和控制，為通風系統及時維護和有效調節提供了可靠依據。本系統在該礦已運行兩年，監測實時性好，數據準確，通信可靠，達到了節能的預期效果。實踐證明，風機自動監控系統有力地保證了主通風機經濟、可靠地運行，提高了礦井主通風機設備的自動化管理水平。