PLC在通风机中的应用及常见故障分析
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【摘要】矿风井安装两台大型矿用轴流式风机，一用一备。拖动电机为异步电机，采用串联电抗器起动。风机的风量调节通过动态调节风叶的角度，达到调节风量的目的。电控系统采用了上位机和plc组成的二级分布式计算机集散式控制系统，在扇风机运行的过程进行实时的数据检测、数据显示、控制、保护、报警和管理。
【关键词】风机；PLC；故障
一、风机集控系统的应用意义
扇风机是煤矿建设和生产中关键而又重要的设备，运行的好与坏直接关系到煤矿的安全生产和经济效益。因此，一个比较完善、操作方便的控制系统对其运行的过程进行监控便显得十分重要，也是保障风机安全、可靠运行的最佳途径。
二、集控系统的组成、功能
1.系统组成。矿风井安装两台大型矿用轴流式风机，一用一备。拖动电机为异步电机，采用串联电抗器起动。风机的风量调节通过动态调节风叶的角度，达到调节风量的目的。
电控系统采用了上位机和PLC组成的二级分布式计算机集散式控制系统，在扇风机运行的过程进行实时的数据检测、数据显示、控制、保护、报警和管理。系统由操作站（以下简称为上位机）和现场控制站两部分组成，现场控制站采用S7-300系列的PLC一对一控制。
2.系统控制功能描述。（1）采集各台扇风机运行的工艺参数、电器参数、电气设备运行的状况。（2）扇风机可由PLC进行控制，严格按控制程序进行控制，并对扇风机正常切换和故障切换进行控制和操作指导；且在控制柜实现硬件闭锁控制。（3）在控制站显示扇风系统工艺参数表、电气参数、设备运行状态（工作、停止、故障）以及报警参数表等。（4）自动建立数据库，对于重要的工艺参数、电气参数自动生成趋势曲线。（5）报表打印功能。（6）当运行风机发生故障时，利用运行记录的曲线对故障进行分析和处理。（7）在条件具备时，可实现远控，达到“无人值守”。
三、操作程序
1.系统开机步骤。监控系统的供电电源、1号风机操作柜电源、2号风机操作柜电源引自低压柜，在开机前， 首先应保证计算机的控制电源已经上电，且UPS电源已处于工作状态，UPS控制器面板的电源指示灯亮，无断续的报警声（市电已接上），此时，合PLC控制柜中各路电源，按电脑机箱上的电源按钮即可开启监控主机。
2.软件配置需求。如果计算机重新安装操作系统，安装时所需的软件工具有：WindowsXP、WINCC6.0组态软件、SQL2000、数据查询软件、性能测试软件。
3、操作说明。一般操作规程
启动风机：首先松闸到位，开启油站，再开启风机的风门，风门开到位，再启动风机，启动完毕，观察其运行的电流电压均处正常状态，无异常声音和振动。
停机的操作顺序为：先停止风机，再关闭该风机的风门，在延时3分钟后关闭油站，完成本风机的全部停机工作。
正常运行：风机运行声音正常，无较突出的异常声音；运行电流、电压稳定，无较大波动； 风量、压力无较大波动；机体无较大震动； 电机绕组温度不超过120℃的情况下，基本稳定，无较大波动； 电机轴承度温度不超过70℃，风机轴承温度不超过8℃稳定。
故障情况及处理：轴承故障：对于连续运行的风机突然轴承温度急剧上升，有时一小时之内比正常温度上升十余度，直至超 过95℃，必须停机检查或更换轴承；出现电机电流突然增大，并超出额定电流，应自动停机，更换轴承。电机绕组温度超过145℃的情况。
4.报警预告
当风机运行发生下列情况之一时，系统便会发出报警声响信号，提醒操作人员注意，首先，操作人员应操作“报警声响解除”按钮，解除报警声响信号，但报警指示灯仍然点亮，直至报警被排除。下列情况引起风机报警。
风机支承轴承或推力轴承温度达到80℃；
电机轴承温度达到70℃；
电机定子温度达到125℃；
油站出口压力小于0.12Mpa；
风门电气故障，
振动大于6.5MM/S
5.危险预告
当风机运行发生下列情况之一时，系统便会发出报警声响信号，提醒操作人员注意，首先，操作人员应操作“事故报警声响解除”按钮，解除报警声响信号，但报警指示灯仍然点亮，直至报警被排除。下列情况引起风机危险预告。
风机支承轴承或推力轴承温度达到95℃；并持续15s以上；
电机轴承温度达到95℃，并持续15s以上；
电机定子温度达到145℃，并持续15s以上；
油站出口压力小于0.07Mpa并持续12min以上；
风机喘振，并持续15s以上；
油站运行时油压极低和油位低。
振动大于11MM/
6.其他操作
油站操作：
当油站柜门上转换开关打至‘集控’位置，且PLC柜门上的转换开关打至‘自动’位置时，油泵将在启动风机时打开，风机停止后延时3分钟关闭；当油站柜门上转换开关打至‘就地’位置时：油泵的启停将由油站控制系统控制。
风门的操作，在上位机和控制柜操作时，需将风门控制箱的转换开关打到远程位置，控制柜的操作为点动，上位操作有开关到位连锁控制。
四、常见故障分析
1.系统护
不要使用可能带有病毒的可移动磁盘（软盘、光盘、U盘、移动硬盘）。不要随意打开处理不清楚的文件夹，以免损坏系统使系统运行不正常。
2.后台控制统常见故障处理
（1）输入用户名密码打不开系统登录界面时，请核对输入密码和用户名。（2）如果无法打开系统界面，说明系统运行不正常，这时可重新启动机器，恢复设置，再行进入。（3）通讯程序若有暂时连接失败现象，属于偶然性现象，程序可自行恢复。（4）连接失败常时间出现时，应确认通讯接口连线是否有松动现象。（5）温度跳高或为零时，检查对应的PT100连接点。（6）风量的负压表读数不正常时，确定管路无漏风，风量负压系数可上位调整。
3.通风机常见故障分析
（1）主电机起动故障及原因
当运转风机停止时，起动备用风机，在起动前如果备用风机的电动闸门没有打开或没有完全打开，而起动备用风机易造成过流；
设置短接电抗器的时间过短，在电机未达到额定转速95%时短接电抗器，造成起动电流过大；
（2）电机及风机轴承过热故障及原因
电机前后轴承温度过高原因电机轴承缺油或加注油脂过多；
电机前后冷却风扇损坏；
风机轴承温度过高原因来自稀油站供没压力过低或油箱内油温过高以及振动（水平或垂直）大；
（3）稀油站运行时油压过低或油温过高原因
电机电压低转速慢造成供油压力低，油箱油质脏或滤网堵塞；
油温高主要是散热问题，如冷却风扇电机故障或油箱内油温高，冬季时油质粘度大等原因。
综上所述，PLC在通风系统中的应用提高了生产自动化程度和运行的可靠性，长远来讲节约了生产成本，同时，实践证明，本文为这个系统指出的常见故障和解决方法切实可行，可资借鉴。