一、前言 

空氣壓縮機(jī)是一種將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榭諝鈮毫δ艿哪芰哭D(zhuǎn)換裝置。它產(chǎn)生的壓縮空氣提供給各種風(fēng)動工具和設(shè)備動力，為礦井生產(chǎn)建設(shè)服務(wù)。其運行性能的好壞直接影響煤礦的生產(chǎn)效率和安全。因此對整個壓風(fēng)機(jī)房的進(jìn)行實時監(jiān)控和安全保護(hù)，可以進(jìn)一步提高設(shè)備的安全性、可靠性和利用率，提高煤礦的管理水平，改善工人的勞動環(huán)境產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。 

二、系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 

本項目以某煤礦的2臺空氣壓縮機(jī)為控制對象，基于南大傲拓NA400PLC和組態(tài)王軟件的監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計。系統(tǒng)由PLC柜、手操柜、空壓機(jī)輔助系統(tǒng)、勵磁柜 、高壓柜 、機(jī)旁柜 、及輔助電機(jī)等設(shè)備組成 。正常工作流程是一臺壓縮機(jī)運行，另一臺備用，當(dāng)運行單元有故障時或輸出氣體壓力不足時 ，起動備用單元。 

1、  系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu) 

  圖1 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)圖 

本系統(tǒng)采用南大傲拓公司推出的 NA400 中型 PLC 作為控制器連接現(xiàn)場設(shè)備，如油泵 、卸壓閥等 ，其他部分設(shè)備則直接通過相應(yīng) 的 I／0單元模塊與 PLC連接 。PLC系統(tǒng)硬件配置如圖2所示。 

圖2  NA400PLC硬件配置 

2、  監(jiān)控系統(tǒng) 

上位監(jiān)控層設(shè)有一臺工控機(jī) ，通過以太網(wǎng)通訊方式和現(xiàn)場PLC連接 ，利用組態(tài)王軟件 Kingview6.53對設(shè)備進(jìn)行組態(tài) ，操作人員可以實時對生產(chǎn)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。 

三、系統(tǒng)功能設(shè)計 

上位機(jī)利用組態(tài)軟件編制相應(yīng)的程序，實現(xiàn)對工藝流程圖和測量數(shù)據(jù)的顯示，通過上位機(jī)由人工選定其操作的方式即自動手動、自動集控、手動操作。 

自動手動就是利用鼠標(biāo)起動停止單個的可控設(shè)備； 

手動操場利用現(xiàn)場操作臺上的按鈕起動停止單個的可控設(shè)備；

自動操作就是整個控制系統(tǒng)從起動、運行、停止及運行過程中的故障報警、保護(hù)停機(jī)等整個過程的自動運行及在線監(jiān)視。 

1、 NA400PLC軟件設(shè)計

程序控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計采用梯形圖，并采取了模塊化的設(shè)計方式，把整個控制系統(tǒng)所需要完成的功能分成若干模塊，然后分別進(jìn)行設(shè)計，這樣做的優(yōu)點是設(shè)計方便，便于修改程序，使得程序條理清晰。 

  ①自動集控功能模塊設(shè)計 

 ②自動手動功能模塊設(shè)計 

 ③模擬量處理模塊設(shè)計 

 ④與組態(tài)王通訊模塊設(shè)計 

 ⑤報警模塊設(shè)計 

2、組態(tài)王軟件設(shè)計  

  組態(tài)王軟件包由TOUCHEXPLORER、TOUCHVIEW、DDE服務(wù)程序等主要部分組成，分別負(fù)責(zé)系統(tǒng)工程的建立、操作畫面的制作，操作畫面的運行，以及系統(tǒng)中NAPLC和組態(tài)王之間的數(shù)據(jù)通訊。 

  ①監(jiān)控畫面制作 

 ②參數(shù)配置畫面制作 

 ③報警畫面制作 

 ④建立數(shù)據(jù)庫 

 ⑤實時趨勢圖和歷史趨勢圖 

 ⑥數(shù)據(jù)的存儲與查詢 

四、總結(jié) 

該控制系統(tǒng)已經(jīng)在用戶單位投入運行，并取得了較好的使用效果，整個程序控制系統(tǒng)很大程度上提高了設(shè)備的運行和控制水平。系統(tǒng)的各個操作步驟都可以在主控制室通過自動控制完成，運行過程中的壓力、溫度等各個參數(shù)可以在主控制畫上顯示，打印機(jī)打印輸出運行參數(shù)，數(shù)據(jù)查閱方便。