【正文】 ey words: main fan。 2021 年 2月 15日到 3月 19日一個多月時間里，就發(fā)生了 5 起煤礦特大瓦斯爆炸事故，共死亡 165 人。從而有效地減少了煤礦自然災害的發(fā)生。我國煤礦瓦斯災害事故仍呈不斷上升趨勢，給煤礦安全生產(chǎn)造成極大威脅。要達到這些目的，就要求有精確、穩(wěn)定、安全的風機監(jiān)控系統(tǒng)。為了解決上述的各種問題，所以對主風扇的要求要大大的提高。礦井通風是礦井 生產(chǎn)環(huán)節(jié)中最基本的一環(huán)，他在礦井建設(shè)和生產(chǎn)期間始終占有重要的地位。 （ 3）調(diào)節(jié)井下氣候條件，提高生產(chǎn)效率。因此 ,要提高煤礦生產(chǎn)的安全性 ,減少現(xiàn)場噪音對工作人員 的傷害 ,必須解決主扇風機的自動化控制技術(shù)和監(jiān)測技術(shù)。進入新世紀以來， 煤礦安全生產(chǎn)形勢雖然有所好轉(zhuǎn)，但形勢依然嚴峻。其中，煤礦安全的內(nèi)涵也在不斷的豐富和擴展，包括勞動者心理健康安全、環(huán)境衛(wèi)生安全、勞動條件安全、機器設(shè)備安全、管理保障安全、生產(chǎn)系統(tǒng)安全意識等在內(nèi)的大安全概念也正在形成。例如礦業(yè)安全在德國不僅包含礦井防火、防水、防爆，而且員工的交通安全也屬其中，同時還有職工的勞動保健。美國礦業(yè)安全狀況的改善得益于新技術(shù)的開發(fā)與應用 [[7l。 近年來，國外在不斷完善現(xiàn)場監(jiān)控跟蹤預測的基礎(chǔ)上，開展了研究瓦斯突出的動態(tài)預測技術(shù)和突出危險區(qū)域預測技 術(shù)。另外，一些國家將聲發(fā)射技術(shù)應用于工作面突出監(jiān) 測，以達到實用化、自動化方向發(fā)展。 主扇風機監(jiān)控系統(tǒng) 需要 實現(xiàn)風機起、停和正反轉(zhuǎn)的全自動化控制 ,運行數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測， 并且能在運行參數(shù)異常時發(fā)出報警 ,避免 原先人工觀察數(shù)據(jù)可能存在的疏漏。 2 風機監(jiān)控系統(tǒng)的功能分析 通風機 結(jié)構(gòu)和工作原理 通風機是礦井通風系統(tǒng)的核心設(shè)備，因此自然成為風機監(jiān)測系統(tǒng)的首要監(jiān)測對象。 在離心風機中，氣流在葉輪內(nèi)的流動是徑向的。工作時氣 流從集風器進入，通過葉輪時氣流獲得能量，然后流入導葉，使氣流轉(zhuǎn)為軸向；最后，氣流通過擴散筒，將部分軸向氣流的動能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能。所以 要求 給予 的 配套在線監(jiān)測系統(tǒng)不僅可 以 實現(xiàn)對主通風機的在線實時監(jiān)測和控制，及時掌握主通風機的運行參數(shù)和運行狀態(tài)，提高主通風機的自動化管理水平，有力地保障主通風機經(jīng)濟、可靠、安全的運行，同時也要 為設(shè)備的管理和維護提高 可靠的科學依據(jù)。 3 監(jiān)控系統(tǒng)的軟件設(shè)計 組態(tài)軟件簡介 概述 組態(tài)軟件是指數(shù)據(jù)采集與過程控制的專用軟件，它們是在自動控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級的軟件平臺和開發(fā)環(huán)境中能以靈活多樣的組態(tài)方式（而不是編程方式）提供良好的用戶開發(fā)界面和簡捷的適應方法，其預設(shè)的各種軟件模塊可以非常容易地實現(xiàn)和完成監(jiān)控層的各項功能，并能同時 支持各種硬件廠家的計算機和 I/O 設(shè)備，與高可靠的工控計算機和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)合，可向控制層和管理層提供軟、硬件 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 7 頁 的全部接口，進行系統(tǒng)集成。 (2) Fix： Intellution 公司以 Fix 組態(tài)軟件起家， 1995 年被愛默生收購，現(xiàn)在是愛默生集團的全資子公司， Intellution 將自己最新的產(chǎn)品系列命名為 iFiX，在 iFiX中， Intellution 提供了強大的組態(tài)功能。 Citech 提供了類似 C 語言的腳本語言進行二次開發(fā)，但與 iFix 不同的是， Citech 的腳本語言并非是面向?qū)ο蟮?，而是類似?C 語言，這無疑為用戶進行二次開發(fā)增加了難度。組態(tài)王提供了資源管理器式的操作主界面，并且提供了以漢字作為關(guān)鍵字的腳本語言支持。 ??15 組態(tài)軟件的組成及其基本功能 無論是美國 Wonderware公司推出的世界上第一個工控組態(tài)軟件 Intouch還是現(xiàn)在國內(nèi)的各類組態(tài)軟件，在工業(yè)應用中整個系統(tǒng)的分析和設(shè)計基于面向?qū)ο蟮乃枷?，達到系統(tǒng)的高度模塊化設(shè)計，一般都是由系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境 (或稱組態(tài)環(huán)境 )與系統(tǒng)運行環(huán)境兩大部分組成。它是自動化工程設(shè)計人員為實施其控制方案，在組態(tài)軟件的支持下進行應用程序的系統(tǒng)生成工作所必須依賴的工作環(huán)境。在系統(tǒng)運行環(huán)境下，目標應用程序被裝入計算機內(nèi)存并投入實時運行。 ??16 在系統(tǒng)組態(tài)環(huán)境下，現(xiàn)場工程技術(shù)人員能夠方便地進行圖形界面的設(shè)計、繪制、數(shù)據(jù)連接，數(shù)據(jù)點定義、通訊端口設(shè)置等組態(tài)工作，建立一系列用戶數(shù)據(jù)文件，生成最終的圖形目標應用系統(tǒng)，供系統(tǒng)運行環(huán)境運行時使用。實時監(jiān)測下位機裝置的運行情況，對裝置模擬量、開關(guān)量的變化都能夠進行相應的正確處理。如系統(tǒng)報警記錄、 操作記錄、 歷史數(shù)據(jù)查詢等 。應用組態(tài)軟件可以使工程師把主要精力放在控制 對象上，而不是形形色色的通信協(xié)議、復雜的圖形處理、枯燥的數(shù)字統(tǒng)計，只需要填表式操作，即可生產(chǎn)適合于自己的“監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)”。 系統(tǒng)軟件按照功能劃分為兩大部分：監(jiān)控部分及數(shù)據(jù)庫部分 [14][15][23]。 數(shù)據(jù)庫部分包括實時或 歷史趨勢以及告警。 ??20 ??21 組態(tài)軟件的優(yōu)勢 針對中小型煤礦變電站監(jiān)控系統(tǒng) 相對于 其它兩類應用軟件來說，組態(tài)軟件的 架構(gòu)決定其具有的天然優(yōu)勢 [21]： (1) 高度開放的接口 。 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 10 頁 (2) 快速的界面設(shè)定 。 (4) 低成本 。 (6) 應用范圍廣泛 。 (8) 豐富的控制功能 。reg。reg。它為工程師提供了一種易用的開發(fā)環(huán)境和廣泛的 功能，使工程師能夠快速地建立、測試和部署強大的連接和 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 11 頁 傳遞實時信息的自動化應用。 以及 WindowVieweramp。 DBDumpamp。這些顯示窗口可以連接到工業(yè) I/O 系統(tǒng)以及其它的 Microsoft Windows 應用程序。 ??26 ??27 的特點 InTouch是美國 Wonderware公司開發(fā)的世界上第一個集成的、基于組件的 MMI系統(tǒng) —— Factorysllite 2021中的一個核心組 件，和其他工控軟件相比，有如下主要特點： (1) 先進性和易用 性 ： InTouch軟件率先引入 MicrosoftWindows操作系統(tǒng)，有多種繪圖工具、強大動畫功能和豐富的圖形元件庫，能快速建立和部署實時生產(chǎn)過程的圖形顯示方案，組態(tài)靈活方便，減少開發(fā)時間和費用，提高工作效率。 基于上述特點，本次設(shè)計選擇采用 InTouch組態(tài)軟件。 登陸界面的設(shè)計 1 新建窗口 1） 在 “ 文件 ” 菜單上單擊 “ 新建窗口 ”， 或者單擊 “常規(guī) 工具欄 ” 上的 “ 新建窗口 ” 工具 ，會 出現(xiàn) “ 窗口屬性 ” 對話框 ，如 圖 ： 組態(tài)開發(fā) 環(huán)境設(shè)計 圖形組態(tài) 組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng) 組態(tài) 運行環(huán)境設(shè)計 實時數(shù)據(jù)庫組態(tài) 向?qū)нx擇 圖形動態(tài)顯示 歷史數(shù)據(jù)管理 附加頁面組態(tài) 報警管理 實時數(shù)據(jù)顯示 離散量組態(tài) 消息型數(shù)據(jù)組態(tài) 報警設(shè)置 實時趨勢組態(tài) 歷史趨勢組態(tài) 模擬量組態(tài) 圖 軟件總體結(jié)構(gòu)圖 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 13 頁 圖 2） 在 “ 名稱 ” 框中 ， 輸入新窗口的名稱 :登陸界面 。 根據(jù)對窗體的要求選擇 窗口類型 ， 在本例中選“ 替換”。 5） 選擇窗口的 “ 框式樣 ” ， 有三種 式樣： ① 單一 式 窗口帶標題欄和 “ 大小控制 ” 的三維邊界 。 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 14 頁 6） 如果選 “ 標題欄 ” ，窗口則帶 “ 標題欄 ” 。 9）點擊“確定”，窗口屬性設(shè)置完成。 wcAddItem ( c1,操作員 )。 圖 錯誤提示 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 16 頁 3 登陸界面效果圖 登陸界面效果圖如圖 所示： 圖 主界面的設(shè)計 1 新建窗口 在 “ 文件 ” 菜單上單擊 “ 新建窗口 ”， 或者單擊 “常規(guī) 工具欄 ” 上的 “ 新建窗口 ” 工 具 ，會 出現(xiàn) “ 窗口屬性 ” 對話框 ，如 圖 ： 圖 主界面窗口屬性 2 界面設(shè)計 1）選擇工具箱里的文本工具，在界面適當位置輸入設(shè)計名稱：扇風機監(jiān)控主 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 17 頁 界面。 ⑤ 1 號風機按鈕的設(shè)置： 對旋軸流式風機的風葉都是 各由 四個不同 方位 的 扇葉組合成的，旋轉(zhuǎn)效果根據(jù)順序循 環(huán)顯示來實現(xiàn)。 ELSE n=1。 ENDIF。 ⑦ 風機參數(shù)的設(shè)計： ⑴ 以各自名字的縮寫命名他們的標記名，如 1 號風機的礦井負壓標記名命名為 1kjfy,如圖 所示： 圖 ⑵ 在窗口腳本中編寫程序以實現(xiàn)風機各個參數(shù)的實時數(shù)據(jù)： IF m==1 THEN 1kjfy=1kjfy+。 11qzwd=11qzwd+。 11pl=11pl+。 12xdy=12xdy+。 IF o==1 THEN 2kjfy=2kjfy+。 21qzwd=21qzwd+。 21pl=21pl+。 22xdy=22xdy+。 ⑧ 報警指示燈的設(shè)計： ⑴ 雙擊報警指示燈，選擇閃爍和填充離散報警顏色屬性，如圖 所示： 圖 報警指示燈的 屬性 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 22 頁 ⑵ 在窗口腳本中編寫報警程序： IF 1kjfy = OR 2kjfy = THEN u=1。 2kjfy = 。 2）利用工具箱中的工具和向?qū)е械默F(xiàn)有元件繪制畫面，如圖 所示： 圖 1號風機運行參數(shù) 3）此界面中功能的實現(xiàn)和主界面中的一致，風葉可見性的設(shè)計、相應按鈕的屬性以及風機運行時各參數(shù)的實施顯示均和主界面中的設(shè)計同理， 窗口腳本中的 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 24 頁 具體程序如下： IF m==1 THEN n=n+1。 ENDIF。 1spzd=1spzd+。 11hzwd=11hzwd+。 11qzspzd=11qzspzd+。 11xxdy=11xxdy+。 12hzwd=12hzwd+。 12qzspzd=12qzspzd+。 12xxdy=12xxdy+。 2）在工具箱中選擇實時趨勢，在窗口中畫出適當大小的曲線圖。 2）在工具箱中選擇實時趨勢，在窗口中畫出適當大小的曲線圖。 圖 報警表的選擇 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 31 頁 3）在標記名字典中修改需要在報警表中顯示報警記錄的標記名的屬性 ，在詳細和報警中設(shè)置上限和下限，以限制數(shù)值的變化范圍，當超出此范圍時就會報警。 4 雙擊 CANCEL按鈕，選擇觸動按鈕的顯示窗口功能，選中主界面，以實現(xiàn)當單擊此按鈕時顯示 監(jiān)控主界面的功能。 系統(tǒng)的具體功能展示如下： 登陸界面的功能 當程序 一 開始運行 時 ，會 自動 彈出 系統(tǒng) 登錄界面， 只有在輸入 的 用戶名和密碼 正確 后才 可以進入監(jiān)控界面對風機進行監(jiān)控，這樣就避免了非法操作者的誤操作，保障了風機監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性。在主界面中，可以隨時控制風門的開關(guān)和風機的啟停 來達到正反風和倒機的切換；可以實時 監(jiān)測到1 號和 2 號風機的基本運行參數(shù)以便保障它們的正常運行，當有參數(shù)超出允許變化范圍后報警指示燈就會自動閃爍，用來提醒操作人員，以便他們進行相應的操 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 35 頁 作解除故障；也可以進行各個監(jiān)控界面的切換，只要單擊主界面上的界面按鈕，相對應的監(jiān)控界面就會自動彈出來，方便操作人員對風機進行 實時監(jiān)。如圖 所示： 圖