【正文】 控組態(tài)軟件作為一種用戶無需改變運行程序原代碼的軟件平臺工具,為實現(xiàn)工業(yè)控制免去了大量煩瑣的編程工作,在各個工控領域逐步展示了其獨特的優(yōu)勢并日漸成熟。關鍵詞：信息化技術。in recent years, labour control configuration software gradually application to blower monitored control system , receives favorable effect。blower monitored control system。目前，我國煤礦約半數(shù)礦井為高瓦斯、煤與瓦斯突出礦井，瓦斯始終是我國煤礦安全的最大威脅。 瓦斯災害給煤礦帶來的最大危害是威脅井下人員生命，摧毀礦井設施，迫使礦井停產(chǎn)，并需要投入大量人力物力搶險救災。粗略估算，從各種途徑投入瓦斯災害的防治費用每年達20億元以上，給煤礦生產(chǎn)帶來沉重的經(jīng)濟負擔。正因為礦井安全生產(chǎn)受到威脅，礦井經(jīng)濟負擔重，效益差，致使礦井人員穩(wěn)定困難，科技開發(fā)能力減弱，不少高瓦斯礦井步入惡性循環(huán)，最終導致礦井關閉 瓦斯災害防治的主要目的是防治瓦斯積聚，防治瓦斯煤塵爆炸。隨著科學技術的發(fā)展，煤礦生產(chǎn)的計算機技術（網(wǎng)絡化）和信息化程度的不斷提高，礦井開采規(guī)模迅速擴大，通風線路隨之加長，通風阻力增加，工作面配風困難，通風難度相應增加；另外，隨著開采深度的增加，由于地熱、機電設備散熱、氣候變熱等因素，致使高溫礦井也逐漸增加，礦井熱害治理也成為礦井通風工作的一個重點；再者，在一些寒冷地區(qū)，冬季氣溫很低，對進風風流預熱也成為礦井通風要解決的難題。為了在煤炭生產(chǎn)過程中創(chuàng)造良好的生產(chǎn)環(huán)境，對各種災害切實可行的防治，最經(jīng)濟、最基礎的解決方法是搞好礦井通風工作。 （2）稀釋和排除井下有害氣體，礦塵，有效減少事故的發(fā)生。中國煤礦事故中近60%以上的事故是由于瓦斯?jié)舛冗^高引起的,而中國煤礦主扇風機監(jiān)測幾乎全部采用的是老式的模擬儀表,工作人員必須定時到現(xiàn)場抄表,而且對風機通風量幾乎沒有實現(xiàn)在線測量。目前，全國煤礦百萬噸死亡率高達3左右，其中以瓦斯煤塵爆炸惡性死亡事故為最。2003年，全國共發(fā)生煤礦事故4143起，死亡6424人。在“先抽采、監(jiān)測監(jiān)控、以風定產(chǎn)”方針的指引下，我國科研人員和煤礦職工在自力更生、艱苦奮斗基礎之上，共同努力，不斷學習國外先進經(jīng)驗，取長補短，使我國煤炭安全生產(chǎn)技術和信息化程度有了長足的進展和提高。,，[51。美國不斷加強煤礦安全立法、執(zhí)法和各種教育工作，同時加大了對新技術的采用，最終使煤炭產(chǎn)量大幅度增長，勞動生產(chǎn)率成倍提高，安全狀況大為改善，生產(chǎn)成本明顯降低，工效水平明顯提高，煤礦從業(yè)人員逐年減少，人均年煤炭產(chǎn)量逐年增加。英國的煤礦安全的發(fā)展對世界許多國家的煤礦的健康發(fā)展都起到了積極的作用。將這些問題和解決方法都存儲在知識數(shù)據(jù)庫里，為新技術的革新作了大量的儲備，并將在未來幾年會全面投入使用。 隨著控制、計算機、通信、網(wǎng)絡等技術的發(fā)展，信息交換溝通的領域正在迅速覆蓋從工廠的現(xiàn)場設備層到控制、管理的各個層次，覆蓋從工段、車間、工廠、企業(yè)乃至世界各地的市場。隨著我國改革開放不斷深入發(fā)展，國民經(jīng)濟迅猛發(fā)展，生產(chǎn)力、生產(chǎn)關系發(fā)生了質的飛躍。煤礦向著大型化、信息化、現(xiàn)代化迅猛發(fā)展，急切需要高新技術裝備，特別是數(shù)字技術產(chǎn)品。煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)正是基于上述前提下提出的。傳統(tǒng)的系統(tǒng)方案中，系統(tǒng)上位機采用集中控制方式，在實際施工以及系統(tǒng)運行過程中，集中式礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)存在接線復雜、維修困難、危險集中等缺點。 煤礦井下監(jiān)測點星羅棋布、系統(tǒng)龐大、傳輸距離遠、生產(chǎn)環(huán)境惡劣，作為一種具有本安性的分布式智能網(wǎng)絡，本軟件結合PLC能將監(jiān)測點做到徹底的分散(在一個網(wǎng)絡內可帶32000多個節(jié)點)，可以滿足礦井安全監(jiān)控的要求。[2] 礦井主扇風機是向井下送風的重要設備，也是大型耗能設備，對其實現(xiàn)在線監(jiān)測監(jiān)控，使之始終運行在良好狀態(tài)，對于保障煤礦安全生產(chǎn)，保護礦工生命和企業(yè)財產(chǎn)安全，保證企業(yè)節(jié)能提效具有重要意義。系統(tǒng)帶有冗余設計,可以封鎖PLC 信號,進行手動控制。同時系統(tǒng)留有擴展空間,可對主扇風機實現(xiàn)在線智能故障診斷。 該系統(tǒng)主要由PLC測控系統(tǒng)、上位機冗余組態(tài)軟件系統(tǒng)、視頻監(jiān)視系統(tǒng)三大部分組成。全國統(tǒng)配煤礦平均主扇電耗占全礦總電耗的聲%左右，部分礦井高達2025%。 風機的主要特點是: 該風機采用電機與葉輪直聯(lián)的方法，簡化了傳動結構，改變了當前煤礦抽出式軸流風機全部采用皮帶輪傳動或長軸傳動的復雜結構，使維修和操作方便。 風機與擴散器之間設置后導葉，以提高靜壓效率，使得節(jié)能效果顯著。 該機配置了防止摩擦火花裝置，確保了整機安全防爆性能。 (1)地面風道閘門:風機入口前設垂直閘門，主要用來調節(jié)風量和倒換風機。礦地面主扇風機還有兩個旋轉風們用于檢修時風道的入口。 風機的供電系統(tǒng)采用了室外箱式一體化結構。 (2)變壓器:為了保證附屬設備的可靠工作，安裝了兩臺50kva，為低壓柜提供供電。 (5)換向柜:兩臺換向柜，由接觸器組成。 （1）實現(xiàn)主扇經(jīng)濟運行的對策與措施 如前所述，影響主扇經(jīng)濟運行的因素較多，因此，欲要實現(xiàn)其經(jīng)濟運行必須從通風設計、設備選型、生產(chǎn)安排、通風系統(tǒng)、工程質量和科學管理等多方面采取措施。據(jù)此，合理地確定通風系統(tǒng)參數(shù)不變化或變化的時間區(qū)間。在確定礦井通風設計方案時，要認真擬定23個可行的方案進行技術、經(jīng)濟和安全比較，權衡利弊慎重確定。因此，瓦斯涌出量預測的準確程度至關重要。 （2）主扇服務期內其最大和最小的工作壓力預算準確 礦井通風阻力是選擇主扇的另一個主要參數(shù)。選擇風機的原則是: ①選擇效率高、高效區(qū)寬的風機。當工況點變化大時應選擇小容量的低速電機或雙速電機，避免出現(xiàn)投產(chǎn)初期負荷小風機能力大的大馬拉小車的局面。通風設計時以生產(chǎn)布局為依據(jù)，因此在實際安排生產(chǎn)的過程中，除遇到地質構造變化等特殊情況外，均應按照設計進行，實現(xiàn)有計劃的均衡生產(chǎn)，使實際與設計相符合，在遇到地質構造和變化等特殊情況不能按設計安排時，也應考慮合理的配產(chǎn)和配風，使各采區(qū)和通路形成的阻力盡量與設計參數(shù)相接近。為了使風機工況點始終處于合理的范圍內，就必須及時而合理地進行工況調節(jié)，而且在設計時就應根據(jù)預測的調節(jié)量和調節(jié)時間長短，擬定合理的調節(jié)方案和設備，為實現(xiàn)經(jīng)濟調節(jié)創(chuàng)造條件。例如:對測量對象的精度要求，跟蹤速度，可靠性等級，被控對象的調節(jié)精度以及各種待測參數(shù)的形式等。該系統(tǒng)還涉及到與 廠方的協(xié)作，故接口方式、通信協(xié)議、用戶程序要求等也在總體方案中大致規(guī)定?？紤]的原則是:軟件能實現(xiàn)的功能盡可能由軟件來實現(xiàn)，以便簡化硬件結構，還可降低成本。 4)系統(tǒng)的調試、運行和維護 程序的上機調試是檢驗程序正確性的一個重要標志，包括分塊調試和系統(tǒng)聯(lián)調兩個階段。本章主要論述該系統(tǒng)的硬件電路設計。但是用軟件實現(xiàn)硬件的功能可以簡化硬件結構，提高硬件電路的可靠性，還可降低成本，因此在本系統(tǒng)的設計過程中，在滿足可行性和實時性的前提下盡可能地將硬件功能用軟件來實現(xiàn)。 (3)靈活的功能擴展。它包括如下三個部分：系統(tǒng)以西門子SIMATIC S7300可編程控制器為核心，采用1個 電源模塊和1個中央控制器（機架）。 風機運行狀態(tài)監(jiān)測：系統(tǒng)能夠監(jiān)測每臺風機、每臺電機的運行參數(shù)，包括電網(wǎng)電壓、電機電流、功率因數(shù)、電機定子溫度、電機前后軸承溫度、電機前后軸承XY方向振動、風機前后齒輪聯(lián)軸器XY方向振動、風機機殼XY方向振動，電氣參數(shù)通過微機保護裝置獲得。在控制中心，通過32′液晶電視對機房進行24小時監(jiān)視，通過網(wǎng)絡視頻服務器實現(xiàn)24小時遠程監(jiān)視中央風井的運行環(huán)境。 系統(tǒng)能夠向上級提供標準通信協(xié)議接口，具備聯(lián)網(wǎng)功能。1968年美國GM(通用汽車)公司提出取代繼電氣控制裝置的要求，第二年，美國數(shù)字公司研制出了基于集成電路和電子技術的控制裝置，使得電氣控制功能實現(xiàn)的程序化，這就是第一代可編程序控制器，英文名字叫PorgrammbaelCOnrtoller(PC)。 (4)上世紀80年代至90年代中期，是PLC發(fā)展最快的時期，年增長率一直保持為40%。中央控制器有一個CPU 314，輔以高性能模擬、數(shù)字輸入/輸出模塊和以太網(wǎng)通訊模塊，配置TP270—10′觸摸屏，實現(xiàn)就地自動控制?，F(xiàn)場儀表主要包括振動傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器、開停傳感器等多種傳感器。 監(jiān)控計算機可以通過局域網(wǎng)與其它計算機相連，并可通過服務器接入國際互聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)遠程監(jiān)測和數(shù)據(jù)共享。該系統(tǒng)要求的通信距離較長，電力線載波日前還無法勝任。監(jiān)測電源電壓和電機的負載情況。該系統(tǒng)尤其重視溫度超限報警,超限后倒機,在保證通風的情況下又保障設備安全。 實際通風機運轉，其擴散器出口斷面與通風機入口斷面絕對之差通常稱全壓；擴散器出口風流的速壓稱速壓；二者之差稱為靜壓。在下位機設計時盡量發(fā)揮PLC高性能的可編程潛力，硬件功能軟件化，以減少控制系統(tǒng)硬件電路元器件的數(shù)量，降低測控系統(tǒng)的造價和提高系統(tǒng)的可靠性。 (4)軟件設計要充分發(fā)揮高級語言與匯編語言的特點。在開發(fā)過程中，設計人員與用戶間或設計人員之間均存在一定的聯(lián)系。 MCGS的主要特點和基本功能如下： (1)簡單靈活的可視化操作界面。MCGS是真正的32位應用系統(tǒng)，充分利用了32位Windows操作平臺的多任務、按優(yōu)先級分時操作的功能，以線程為單位對在工程作業(yè)中實時性強的關鍵任務和實時性不強的非關鍵任務進行分時并行處理，使PC機廣泛應用于工程測控領域成為可能。MCGS還為用戶提供了豐富的動畫構件，每個動畫構件都對應一個特定的動畫功能。 （5）完善的安全機制。MCGS支持TCP/IP、Modem、RS485/ RS422/ RS232等多種網(wǎng)絡體系結構，使用MCGS網(wǎng)絡版組態(tài)軟件，可以在整個企業(yè)范圍內，用IE瀏覽器方便地瀏覽到實時和歷史的監(jiān)控信息，實現(xiàn)設備管理與企業(yè)管理的集成。報警信息的存儲與應答，為工業(yè)現(xiàn)場安全可靠地生產(chǎn)運行提供了有力的保障。在生成用戶應用系統(tǒng)時，每一部分均可分別進行組態(tài)配置，獨立建造，互不相干，而在系統(tǒng)運行過程中，各個部分都通過實時數(shù)據(jù)庫交換數(shù)據(jù)，形成互相關聯(lián)的整體。不同的設備對應不同的設備構件，所有的設備構件均通過實時數(shù)據(jù)庫建立聯(lián)系，而建立時又是相互獨立的，即對某一構件的操作或改動，不影響其它構件和整個系統(tǒng)的結構，因此MCGS是一個“設備無關”的系統(tǒng)，用戶不必因外部設備的局部改動，而影響整個系統(tǒng)。MCGS系統(tǒng)由五大功能模塊組成，主要的功能模塊以構件的形式來構造，不同的構件有著不同的功能，且各自獨立。MCGS中數(shù)據(jù)的存儲不再使用普通的文件，而是用數(shù)據(jù)庫來管理。對象元件庫，實際上是分類存儲各種組態(tài)對象的圖庫。 （14）實現(xiàn)對工控系統(tǒng)的分布式控制和管理。： 用戶窗口：風機監(jiān)控系統(tǒng)主界面、風機1參數(shù)、風機2參數(shù)、電機1實時曲線、電機2實時曲線、歷史曲線顯示、報警顯示 系統(tǒng)主菜單：系統(tǒng)管理、主界面、監(jiān)測參數(shù)、風機運行參數(shù)、報警瀏覽 系統(tǒng)子菜單：風機1監(jiān)測參數(shù)、風機2監(jiān)測參數(shù)、風機歷史曲線、實時曲線系統(tǒng)策略：啟動策略、退出策略、循環(huán)策略、報警策略數(shù)據(jù)對象名稱類型注釋電機1電流數(shù)值型電機1電壓數(shù)值型電機1功率數(shù)值型電機1功率因數(shù)數(shù)值型電機1前軸溫度數(shù)值型電機1后軸溫度數(shù)值型電機1繞組溫度數(shù)值型風機1總功率數(shù)值型風機1總效率數(shù)值型電機2電流數(shù)值型電機2電壓數(shù)值型電機2功率數(shù)值型電機2功率因數(shù)數(shù)值型電機2前軸溫度數(shù)值型電機2后軸溫度數(shù)值型電機2繞組溫度數(shù)值型風機2總功率數(shù)值型風機2總效率數(shù)值型瓦斯?jié)舛葦?shù)值型風峒濕度數(shù)值型風峒溫度數(shù)值型風峒壓力數(shù)值型氣動動壓數(shù)值型氣動靜壓數(shù)值型氣動全壓數(shù)值型風量數(shù)值型風速數(shù)值型反風信號開關型用來反風的狀態(tài)風機1開關型用來表示風機1的啟停風機2開關型用來表示風機2的啟停時間字符型用來實時顯示時間日期字符型用來實時顯示日期天數(shù)2數(shù)值型顯示風機2的運行天數(shù)天數(shù)1數(shù)值型顯示風機1的運行天數(shù)旋轉器1數(shù)值型旋轉器2數(shù)值型旋轉器3數(shù)值型旋轉器4數(shù)值型數(shù)據(jù)組對象組對象 建立窗口： 首先進入MCGS組態(tài)環(huán)境中，單擊“文件”菜單新建一個工程，命名為“風機監(jiān)控系統(tǒng)”，會自動在D盤生成“”工程。 在“用戶窗口”中，選中“風機監(jiān)控系統(tǒng)”，點擊右鍵，選擇下拉菜單中的“設置為啟動窗口”選項，將該窗口設置為運行時自動加載的窗口。 （4）選中文字框，作如下設置：?點擊（填充色）按鈕，設定文字框的背景顏色為：沒有填充；?點擊（線色）按鈕，設置文字框的邊線顏色為：沒有邊線。 制作風機的風葉 使用工具箱中的橢圓工具畫一個橢圓，然后轉化為多邊形，將其變形。 （1）、風葉的旋轉動畫： 打開多邊形的屬性設置對話框，可以發(fā)現(xiàn)，與其它圖形對象相比，多邊形或折線構件的屬性設置對象框的右下角多了一個旋轉變化的選項，對各個風葉進行設置，：(2)箭頭的閃爍雙擊主畫面中的箭頭，出現(xiàn)對話框,—:單擊“確定”即可。 (5)日期和時間的實時顯示 單擊工具條中的“工具箱”按鈕，打開繪圖工具箱。 （2）選中“窗口0”，單擊“窗口屬性”，進入“用戶窗口屬性設置”。 ①單擊“工具箱”按鈕，打開繪圖工具箱。在本系統(tǒng)中，我們使用的MCGS的模擬設備。我們通過模擬設備的連接，可以使動畫不需要手動操作，自動