智能通风机监测系统和监控通信设置

【摘要】智能通风机监测系统包括安全登录界面、风机外观界面、智能通风机监测系统界面、风机报警显示界面、实时数据显示界面、运行数据记录界面、报警记录界面，用于对通风机运行进行实时监测、报警响应和数据分析。通风机监控系统通信是在工控机和PLC之间建立一条Profibus（过程现场总线）。硬件主要包括PLC、工控机、电缆和网卡等。监控系统使用的是S7-300 PLC，工控机装有Step7 5.2编程软件对S7-300 PLC的参数设置。

【关键词】智能通风机；监测；监控通信；MCGS组态软件

一、智能通风机监测系统

1.安全登录界面

安全登录界面对不同的操作、不同的人员规定不同的操作权限，使用者使用本系统之前必须得凭用户名及密码才能登录，不具备操作权限的人员无法进行操作，这样提高系统安全性。

2.风机外观界面

在监控系统中，添加了通风机现场外观界面，这样能让工作人员更好的熟悉和使用通风机监控系统，而且工作人员可以通过对监控界面和外观界面进行相应的比较，再根据监控界面所显示的信号，可以更好的了解通风机的运行状况，当通风机出现故障时，工作人员能够快速的做出判断和正确的处理。

3.通风机监控系统界面

智能通风机监控系统界面是监控系统的主界面，如图6.4所示，它能够实现对通风机运行状态进行实时监控，并显示通风机在运行过程中的相关参数。通过通风机监控系统界面，工作人员可以直观的看到通风机实时运行信息。

（1）风机的工作模式

通风机工作模式可分为两种：风门调节工作模式和变频调速工作模式。在风门调节工作模式中，主要是依靠风门的打开量来调节风量的大小。而变频调速工作模式则主要依靠电机的转速来实现对风量进行调节。在主界面中，通过变频器的开关来选择工作模式，通常绿灯亮代表通风机工作在变频调速工作模式。

（2）运行风机显示

通风机具有1#和2#两个风机，一般情况下，只有一个风机运行，而另一个风机作为备用，通过风机运行指示灯可以知道那个风机正在运行。

（3）风向显示

通过主界面的箭头指向标，工作人员可以直观的看出风的流向，并且进行正反风操作。

（4）风机运行状态

通风机运行状态包括启动、正常运行和停机。通常用指示灯显示出风机的运行状态。例如：绿灯代表正在运行，红灯代表运行停止。

（5）风机主要参数

工作人员可以通过在主界面上显示的通风机在运行过程中的相关参数判断风机的运行状况。

4.风机报警显示界面

通过风机报警显示界面，工作人员能够观测到具体的报警信息，做出准确的判断并对故障进行及时的处理。报警信息主要包括电机温度，风压，风门开关和控制柜等。有报警输出时红灯亮。

5.实时数据显示界面

实时数据显示界面主要显示通风机在运行过程中的实时数据，实时数据包括数值型数据和开关型数据两种。数据型数据主要包括风机温度、风机电流、电压、转速、变频器频率等参数。开关型数据主要包括控制柜的控制开关，风门开关，电机启动等。通过这些数据工作人员可以分析当前通风机运行状况，即根据数据的变化，来判断通风机是否正常运行。

6.运行数据记录界面

运行数据记录界面显示通风机在一段时间内运行过程中数值型数据的历史记录，通过数据记录，工作人员能够对通风机的某一具体参数进行观察，即在一段时间内该参数变化值、变化范围、判断是否出现异常，这样可以更好的判断出风机的运行状态以及变化趋势，可以避免风机故障的发生。

7.报警信息记录界面

报警记录界面记录了报警对象、报警时间、报警类型等报警的具体信息，并设有打印和设置查询范围的功能，操作人员可以通过设置，查询具体到某一天或某一小时等的报警记录。报警记录有助于操作人员分析报警特性，使风机排出报警，避免故障的发生。

二、监控系统的通信设置

MCGS组态软件的通信也采用模块化，将所需的驱动软件设置成模块化程序，当使用时通过组态就可以很方便的与外部设备进行通信。

Profibus（过程现场总线）的建立主要包括对PLC的参数设置、COM S7配置、Set PG/PC Iterface配置和MCGS设备构件设置四部分。下面就通风机监控系统的通信做具体设置。

1.S7-300 PROFIBUS（过程现场总线）的参数设置

首先将硬件连接好，把网卡安全插入计算机中，用电缆将PLC MPI口与网卡连接。在计算机的“控制面板”中找到“Set PG/PC interface”，选择“CP5611（MPI）”方式，若网卡没有出现在列表中，再点击“Interfaces—Select”，来安装网卡。若点击“Diagnostics”按“test”，按“Read”可以检测到总线上的PLC个数，在Bus Nodes框中显示网卡及其PLC的MPI的地址，在开始菜单或桌面上打开“SIMATIC Manage”，弹出建立新工程的向导对话框，单击“Next”，选择当前连接的PLC型号，和测试出来的PLC的MPI地址，再单击“Next”。

在300 Station中双击“Hardware”，配置PLC硬件由于S7315-2DP有一个MPI口和一个ProfiBus-DP（过程现场总线-数据处理）口，用鼠标选中DP项双击，点击“Properties”选项，点击“New”新建Profibus网络。

在Network Settings项目中选择Profibus网络的传输速率和行规，然后点击ok退出Profibus网络组态，设置完成后把硬件组态下载到PLC中，退出“SIMATIC Manage”。

2.COM S7配置

（1）在开始菜单中找到SIMATIC NET打开“COML S7”应用程序并对Profibu（过程现场总线）的相关参数进行设置。

需要注意的以下几点：

1）“Name”：必须唯一；

2）“Remote Addr”：为PLC地址名必须唯一（对于S7300为Hardware中设置的Profibus地址；对于S7200，为EM277的拨码地址）；

3）“Remote TSAP”：为四位16进制数，相互之间以“.”隔开。而第二位数字表示远程站点的类型，第三位数字表示PLC的CPU的RACK号，第四位数字表示CPU的SLOT号。而S7300一般设置成01.02或者02.02。

（2）设置完成后点击“Insert”插入。

（3）PLC添加完成后在File菜单中，选择Generate Binary DB As生成二进制数据库*.ldb文件。

3.Set PG/PC Iterface配置

进入控制面板，选择并打开Set PG/PC Iterface，配置通讯卡PROFIBUS，访问点选择“CP_L2_1——>CP5611（PROFIBUS）”，点击Properties设置Properties属性，在SAPI S7项中搜索并选择COM S7配置中生成的*.ldb文件。

4.MCGS设备构件的设置

（1）通信构件的设备

在设备工具箱中将“ProfiBus-S7父设备”，“ProfiBus-S7子设备”从设备工具箱子设备目录下装载到选定设备窗口中，并将父设备和子设备添加到设备窗口中，按确定，若是多个PLC则添加多个子设备。

（2）设备属性设置

在设备属性设置对话框中对Profibus-S7子设备进行属性设置。

（3）内部属性的设置

点击设备基本属性页内的“设置设备的内部属性”，设置PLC的读写通道，在进行设备通道连接以后，把设备中的数据送入数据库中指定数据对象。

通过以上设置，工控制计算机和PLC S7300之间就建立起一条PROFIBUS（过程现场总线），把数据传输到计算机，再经由MCGS软件处理，最后由人机界面显示，方便工作人员进行监控，如果发生故障，工作人员可以及时做出实时的处理。

参考文献

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[2]MCGS嵌入版5.5组态软件的帮助手册[M].北京昆仑通态自动化软件科技有限公司，2003.

[3]陈美谦.基于PLC/MCGS的电梯系统研究[M].厦门：厦门大学出版社，2007.

[4]陈欣.基于西门子PLC的风机系统的研究与实现[J].工业控制计算机，2008.

[5]陈文礼.矿用BDK系列双级对旋轴流式通风机性能测定与评价[J].能源与环境，2005，2

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