CompactLogix

现 场
应 用
CompactLogix中型控制器在矿用风机系统的应用
西安合远能通科技有限公司　王小鹏
背景
煤矿矿井通风系统是煤矿矿井安
全生产的重要组成部分，煤矿矿井通风
系统能否正常工作与矿井内工作环境条
件、生产效率、安全生产密切相关。随
着我国政府对各行各业安全生产监管力
度的不断加强，尤其对煤矿安全生产的
要求越来越高，对煤矿矿井通风系统进
行技术改造，提高其运行稳定性、可靠
性、节能降耗等势在必行。目前煤矿矿
井通风系统的控制系统，大多仍采用继
• 实时监测通风系统入口静压、入口温
电器、接触器控制系统，但这种控制系
改造提供一条新途径。因此本案例以矿
统存在着体积大、机械触点多、接线复
井对旋轴流风机为控制对象，以罗克韦
杂、可靠性低、排除故障困难等很多的
尔自动化1769-L32E可编程逻辑控制器作
缺陷；如果工作通风机不采用变频控
为监控核心，运用温度、压力、振动等
制，那么矿井通风量的调节方法，只能
传感器和电量采集单元对风机运行状态
依靠两个垂直风门提起的高度，和调节
以及各种电量参数进行检测，同时利用
风机扇叶的数量和角度，使主通风机就
PLC和上位机之间的通信实现通风机运行
• 实时监测轴承温度并在超限时报警。
的实时在线监控功能。
• 实时监测定子温度并在超限时报警。
会一直高速运行，备用通风机停止，不
能轮休工作，易使工作通风机产生故
障，降低使用寿命，也会造成很大的能
台以PLC为核心结合变频器及计算机技
术，解决了之前复杂的继电盘控制存在
的诸多问题。实现了对电动机工作过程
• 实时监测通风机性能参数：流量、全/
静压、效率。
• 实时监测风机配用电机的电气参数：
电流、电压、功率。
• 实时监测电机振动在超限时报警。
一、系统功能
源浪费。
因此，新一代通风机自动化监控平
度、风量。
系统的主要功能有：提供手动／自
• 数据实时显示、存储、查询。
• 报表自动生成、存储、查询。
动两种工作模式，通过组态界面对风机
• 兼容多种国际计算机通讯协议(FTP、IE)。
及其它辅助设备进行启动/停止控制，风
• Internet信息发布功能。
机和风门的相互联锁保护，电机参数的
• Modbus RTU通讯可以对高压进线柜进
行监视和分合闸操作。
和运转速度的有效控制，使矿井中的离
警示及故障停机保护，所有设备操作都
心通风机通风高效、安全，达到了明显
有二次确认保护，设备故障历史及实时
的节能效果。由PLC控制的变频调速离心
曲线和历史曲线记录功能，实时监测通
风机的通风系统，具有较高的可靠性和
风系统参数、通风机的性能参数、电机
1. 两台离心风机，每台离心风机有两
较好的节能效果，易于组建成整体的自
的电气参数、轴承温度、电机振动、数
台电机，每台电机驱动一组扇片，两
控系统，很方便地实现各种控制切换和
据管理、报表管理、性能测试、远程通
组扇片是对旋的，一组用于吸风，一
远程监控，为煤矿矿井通风系统的升级
讯等，详述如下：
组为增加风速，对井下进行供风。根
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二．系统受控设备
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据井下用风量的不同，采用不同型号
续性任务，其他必须为周期性或事
通讯支持。所有的Logix控制器都可以
的风机。本系统采用风机为4×1000kW
件性任务。每个任务最多可以32个
运行在多任务、多处理过程的实时操
的10kV高压电机，该电机拥有595r/min
程序。
作系统上，编程有丰富的指令集和多
的转速。4台高压变频器分别控制两台
I/O模块
种编程语言如：梯形图(LD)、功能块
主扇一、二级风机电机。
1769 I/O 无机架设计模块安装简单，组
(FD)、结构语言(ST)、顺控图表(SFC)。
2. 四个润滑油站提供两个主扇的自动
合灵活方便。
用户只需要掌握RSLogix 5000编程软
润滑。
模块上LED可反映点级诊断信息。
件，即可对所有的Logix控制器控制
3. 两个垂直风门控制两个主扇的通风。
可以使用面板安装或DIN导轨固定、模
器进行编程。支持NetLinx集成通讯技
4. 两个水平风门用于风机检修及试车。
块更换方便。
术，支持的通讯网络：EtherNet/IP、
可拆卸端子从而在更换模块时无需
ControlNet、DeviceNet根据需要组合
接线。
和匹配网络。
专利设计的带机械舌杆自锁功能的总
组态软件
三．硬件、软件及网络介绍
1. 硬件介绍
FactoryTalk View SE是基于组件集成
名称
处理器
扫描器
适配器
Modbus RTU
开关量输入
开关量输出
型号
1769-L32E
1769-SDN
1769-AND
MVI69MCM
1769-IQ16
1769-OW16
模拟量输入
1769-IF8
模拟量输出
1769-OF4
描述
1个RS232串口和1个以太网通讯接口
DeviceNet网络扫描器
DeviceNet网络适配器
自带2个Modbus RTU通讯端口
16点 24VDC输入模块
16点 AC/DC 继电器输出模块
输入范围 ±10V、0...10V、0...5V、1...5V
0...20 mA、4...20 mA
输出范围 ±10V、0...10V、0...5V、1...5V
0...20 mA、4...20 mA
并用于监视和控制自动化设备和过程
的人机界面监控软件。通过开放的技
术达到了与其它罗克韦尔软件产品、
微软产品以及第三方应用程序的高度
兼容。
拥有图形与动画设计功能、监视与报
警功能、日志记录功能、事件检测
功能、用户权限、数据库功能等。
FactoryTalk View SE具备高质量人机界
处理器
线连接器保证了模块通讯的可靠性。
面监控软件的功能外，还提供独特的系
所有模块都具有UL和C_UL认证，也同
列工具来最大限度地提高监控系统的开
I/O或分布式I/O扩展，(经EtherNet/
样适用于CE标准。
发效率，在开发应用项目中，只需要点
IP、ControlNet、DeviceNet)实现
2. 软件介绍
击一个按钮就可以实现模拟运行；无需
实时控制。本地扩展可达到30个
编程软件
对图形对象组进行分解就可以编辑组内
I/O模块，CompactLogix控制器采
罗克韦尔自动化的Logix平台提供了统
对象，不影响与之相关的动画显示；通
用具有优先级的实时多任务操作
一的集成控制架构，能够实现过程，
过“智能对象轨迹”功能，拖动鼠标定
系统。内存可达3MB，更快的背板
批次处理，离散，传动，安全，运动
义图形对象的运动路径；通过标记占位
I/O扫描能力为1ms，控制器支持
控制。提供了通用的控制引擎、编程
符和参数文件实现一个图形画面代表多
16个可组态任务、一个任务为连
软件环境、以及跨越多个控制平台的
个设备；通过标记替代功能实现快速更
Compac tLogix控制器可以通过本地
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运行精度高，使用维护方便。
• 采用了先进的计算机网络技术，实现
了全矿数据共享。
• 采用了多种抗干扰措施，抗干扰能力
EtherNet
EtherNet
EtherNet
强，可靠性高，监控准确。
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• 流量监测措施独特、新颖、可靠性
好、精度高。
• 选用了可靠性好、精度高的模拟量采
样模块。
DeviceNet
Modbus RTU
10KVߛუ
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• 软件设计安全性高。
• 操作简单快捷、维护方便。
总结
主扇风机是煤矿的四大固定设备之
系统拓扑图
换标记名和字符串；轻松导入在其它绘
能。也可进行主备CPU的强制切换。上位
图应用程序中开发的图形；通过在线帮
机采用FactoryTalk View SE的组态软件，
助、指南以及演示项目范例获取所需要
具有历史报警查询、历史趋势查询、运
的帮助。
行报表，功能强大，智能化程度高；以
3. 网络介绍
图形界面显示工作状态，画面丰富，直
NetLinx是罗克韦尔自动化公司倡导的
观生动。
开放式网络集成技术、以实现从工厂
• 采用模块设计，系统抗干扰能力强，
顶级到车间的无缝集成。NetLinx架
构内的网络-DeviceNet、ControlNet
和EtherNet/IP使用同一种应用层协
议、共享一套通用的通讯服务。这
意味着用户无需编程、即可从任意
点接入、自动访问任意网络中的任
意设备。缩短了系统投运时间便于
网络维护、可透过Internet进行远程
维护。
四．系统拓扑图及特点
系统特点
本系统采用罗克韦尔自动化
CompactLogix系列控制器，双CPU冗余设
计能在0-8ms内实现故障自动无扰切换功
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一，担负着向井下输送新鲜空气，排出
粉尘和污浊气流的重任。该风机在线监
测和远程控制系统采用PLC变频器和计
算机技术提高了通风系统可靠性和安全
性，使设备的操作和维护更方便，节省
能耗，同时也大大地提高了煤矿生产的
安全系数，并提高了企业的生产效率和
经济效益，具有很好的推广价值。