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案例頻道第1節(jié) 系統(tǒng)功能與技術(shù)指標
1. 系統(tǒng)功能
2. 技術(shù)指標
3. 監(jiān)測參數(shù)范圍
4. 系統(tǒng)特點
5. 系統(tǒng)的組成
6. 系統(tǒng)的工作原理
第2節(jié) 氣體流量的監(jiān)測
1. 氣體流量計算的基本原理
2. 負壓測點的布置
3. 系統(tǒng)負壓測點的結(jié)構(gòu)與物理位置
4. 微差壓變送器的基本技術(shù)指標與使用方法
7. 氣體溫度的測量與JWB系列溫度變送器
8. 負壓的采集與氣體流量的計算
第3節(jié) 電機的軸承溫度、繞組溫度的測量
1. PT100電阻介紹
3. 溫度采集工作原理
第4節(jié) 電氣參數(shù)的測量
2. 系統(tǒng)電參數(shù)的采集
第5節(jié) 振動的測量
1. 系統(tǒng)組成
2. 一體化振動變送器介紹
3. 振動的測量
第6節(jié) 系統(tǒng)的報警
1. 系統(tǒng)報警的基本原理
第7節(jié) 系統(tǒng)的硬件濾波、電子濾波與軟件濾波
1. 氣體的濾波與穩(wěn)壓
2. 電子濾波
3. 軟件濾波
第8節(jié) 計算機及數(shù)據(jù)打印設備
1. 對計算機、打印機的需求
風機是礦井要害設備之一，風機的實時運行數(shù)據(jù)需要納入全礦井自動化系統(tǒng)，傳統(tǒng)的設備無法與礦井自動化系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)，只要依賴于計算機網(wǎng)絡技術(shù)，才可以將風機運行的實時信息數(shù)據(jù)傳送給礦調(diào)度室，并將其運行數(shù)據(jù)并入全礦井數(shù)據(jù)庫以供整體分析決策使用。所以，在線監(jiān)測是實現(xiàn)全礦井自動化的必須設備。
風機微機監(jiān)測系統(tǒng)是應用于大型風機流量監(jiān)測方法的裝置；系統(tǒng)以國家標準”通風機空氣動力性能試驗方法”和煤炭行業(yè)標準”煤礦用主要通風機現(xiàn)場性能參數(shù)測定方法”為依據(jù)，應用工業(yè)計算機檢測技術(shù)和獨特的專有研究成果對礦用大型通風機的運行狀態(tài)進行連續(xù)在線測量與處理，以多種方式提供通風機運行狀態(tài)的各種數(shù)據(jù)，保障通風機的安全運行和方便通風機的性能測試，并為多種功能擴充提供方便的條件。
在線測量與處理的風機運行參數(shù)包括風機入口靜壓、風速、流量，電機的軸承溫度、定子繞組溫度、電機功率、風機效率等，根據(jù)需要還可以擴充監(jiān)測風機的環(huán)境參數(shù)、電機振動烈度等性能參數(shù)。數(shù)據(jù)傳輸模式兼容滿足國際標準的多種數(shù)交換形式， FTP、局域網(wǎng)IE數(shù)據(jù)服務與廣域網(wǎng)IE數(shù)據(jù)服務功能，可與全礦井自動化系統(tǒng)實現(xiàn)靈活便捷的數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)，將風機的實時運行參數(shù)傳輸?shù)降V總調(diào)度室，滿足自動管理的需求。
風機微機監(jiān)測系統(tǒng)能夠在生產(chǎn)過程中隨時掌握通風設備的運行狀態(tài)，改變了傳統(tǒng)的設備管理方式，提高了通風設備的自動化管理水平，有力地保證了通風機設備的經(jīng)濟、可靠運行，為設備的管理和維修提供了可靠的科學依據(jù)，深受用戶歡迎。
本系統(tǒng)采用測控功能齊全，畫面、報表豐富多彩，方便現(xiàn)場操作人
（本方案已經(jīng)得到廣泛應用）
山東力創(chuàng)科技有限公司
總部地址：山東萊蕪高新區(qū)鳳凰路009號（271100）
客服熱線：0634-6251390 6251391
技術(shù)支持：0634-6257809 傳真：0634-6251399
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第1節(jié) 系統(tǒng)功能與技術(shù)指標
1 系統(tǒng)功能
系統(tǒng)的主要功能有：實時監(jiān)測通風系統(tǒng)參數(shù)、通風機的性能參數(shù)、電機的電氣參數(shù)、軸承溫度、電機振動、數(shù)據(jù)管理、報表管理、性能測試、遠程通訊等，詳述如下：
n 實時監(jiān)測通風系統(tǒng)入口靜壓、入口溫度、風量。
n 實時監(jiān)測通風機性能參數(shù)：流量、全/靜壓、效率。
n 實時監(jiān)測風機配用電機的電氣參數(shù)：電流、電壓、功率。
n 實時監(jiān)測軸承溫度并在超限時報警。
n 實時監(jiān)測定子溫度并在超限時報警。
n 實時監(jiān)測電機振動。
n 數(shù)據(jù)實時顯示、存儲、查詢、打印。
n 報表自動生成、存儲、查詢、打印
n 兼容多種國際計算機通訊協(xié)議（DDE、OPC、FTP）。
n 局域網(wǎng)IE瀏覽功能
n Internet信息發(fā)布與存貯功能
n GPRS遠程信息服務
n GPRS手機短信功能
2 技術(shù)指標
n 工作電壓：～220V±10%
n 環(huán)境溫度：－10℃～＋50℃
n 環(huán)境濕度：≯85%
n 變送器精度：≮0.5級
監(jiān)測精度：
n 流 量：2.5級
n 壓 力：0.5級
n 電參數(shù)：0.25級
n 溫 度：0.5級
n 振 動：0.5級
n 其 它：1.5級
3 監(jiān)測參數(shù)范圍
n 流 量：4000～125000 m3/min
n 壓 力：－1000～0 mmH2O
n 溫 度：0～150℃
n 電 壓：0～10kV
n 電 流：由互感器確定
n 功 率：無限制
n 振 動： 0～20 mm/s
4 系統(tǒng)特點
n 采用了先進的計算機技術(shù)，功能強大，智能化程度高；以圖形界面顯示工作狀態(tài)，畫面豐富，直觀生動。
n 采用模塊化設計方案，系統(tǒng)抗干擾能力強，運行精度高，使用維護方便。
n 采用了先進的計算機技網(wǎng)絡技術(shù)，實現(xiàn)了全礦數(shù)據(jù)共享。
n 采用了多種抗干擾措施，因此系統(tǒng)的抗干擾能力強，可靠性高，監(jiān)測準確。
n 流量監(jiān)測措施獨特、新穎，可靠性好、精度高。
n 選用了可靠性好、精度高的傳感（變送）器。
n 軟件設計安全性高。
n 操作簡單快捷、維護方便。
5 系統(tǒng)的組成
本系統(tǒng)以工業(yè)控制計算機為核心，主要由信號測取裝置和傳感（變送）器、信號采集及轉(zhuǎn)換裝置、通訊裝置、供電裝置、顯示器等組成。如圖一所示。
(圖一)
信號測取裝置和傳感（變送）器主要包括取壓裝置、電壓及電流互感器、差壓變送器、溫度變送器、電量采集模塊等。
信號采集及轉(zhuǎn)換裝置主要包括濾波環(huán)節(jié)和電壓/電流變換。
通訊裝置主要包括10mbps/100mbps自適應網(wǎng)卡。
供電裝置主要包括直流穩(wěn)壓電源。
6 系統(tǒng)的工作原理
該系統(tǒng)以工業(yè)控制計算機為核心，配以各種外圍設備組成，在軟件的控制下，完成數(shù)據(jù)的采集、分析等工作，以圖表等多種形式顯示在顯示器上，并傳輸?shù)街付ǖ攸c。各部分的工作過程簡述如下。
電氣參數(shù)的監(jiān)測
電氣參數(shù)指配套電機的電流、電壓、功率、功率因數(shù)等。選用精度高、可靠性好的電量采集模塊將來自電壓、電流互感器二次側(cè)的電壓、電流換成標準電信號，再送給計算機進行處理。
氣體流量的監(jiān)測
在系統(tǒng)中，氣體流量的監(jiān)測是依據(jù)氣體流經(jīng)變截面構(gòu)件時所形成的靜壓差計算獲得。
如圖2所示，當流體流經(jīng)變截面構(gòu)件時有：
式中Qv為風速，P2為靜壓，P1為全壓。當流量足夠大時式中系數(shù)k值為常數(shù)。K的大小可通過測量兩個不同截面的面積求得，并聯(lián)合通過實驗室模擬實驗和現(xiàn)場實驗校對。
風機振動的監(jiān)測
選用優(yōu)質(zhì)的振動變送器監(jiān)測風機的振動烈度，再交由計算機處理。
信號采集與轉(zhuǎn)換
由變送器輸出與各種被測信號成比例的電流量，低通濾波和電壓/電流變換后送到安裝在工業(yè)控制計算機內(nèi)的數(shù)據(jù)采集模塊，在軟件的配合下完成將被測的模擬電壓/電流量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量。
系統(tǒng)的通訊
監(jiān)測結(jié)果可通過網(wǎng)卡實現(xiàn)局域網(wǎng)內(nèi)或Internet上的數(shù)據(jù)公享。
系統(tǒng)的供電
由開關(guān)電源為各種變送器、傳感器提供直流電源。
第2節(jié) 氣體流量的監(jiān)測
1 氣體流量計算的基本原理
系統(tǒng)對流量監(jiān)測的核心任務是監(jiān)測氣體在流經(jīng)風機時經(jīng)過兩個截面積不同的斷面時所產(chǎn)生的負壓力值。的變截面靜壓測點選取在風機連接風筒的圓形斷面處與一級風機的環(huán)形斷面處(內(nèi)有隔流腔)。在連接風筒的圓形斷面處取靜壓P2，在一級風機的環(huán)形斷面處取全壓P1。
系統(tǒng)工作流程如圖三所示。
系統(tǒng)使用4只微差壓變送器，分別將兩臺風機的4個斷面處的負壓力轉(zhuǎn)換為4～20mA的電流信號，送到模擬量轉(zhuǎn)換模塊中進行A/D轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)信號通過485總線方式交與計算機處理。計算機通過采集模擬量模塊送來的電流數(shù)據(jù)，換算得到對應的靜/全壓值，進而通過運算得出氣體的流量值。
2 負壓測點的布置
根據(jù)《煤礦用主要通風機現(xiàn)場性能參數(shù)測定方法》MT 421—1996，中華人民共和國煤炭工業(yè)部1996—12—30批準，Ｐ1測點布置在一級風機環(huán)形斷面測點分布見圖四a，測點布置在水平、垂直的兩條直徑與硐壁和芯筒外緣的交點a、b、c、d、e、f、g、h處；P2測點布置在連接風筒圓形斷面見圖1b，測點布置在水平、垂直的兩條直徑與硐壁的交點a、b、c、d處，見圖四b；
3 系統(tǒng)負壓測點的結(jié)構(gòu)與物理位置
系統(tǒng)在工廠設計時是在風機內(nèi)部的理論位置放置負壓引壓環(huán)，負壓引壓環(huán)是使用Φ40mm的金屬管彎圓焊接制成，并在理論位置上打孔，然后引通到相應位置的風機頂部，用以連接測量器件，工藝已標準化。
系統(tǒng)的負壓P2與P1引壓環(huán)路在風機實體上的物理位置如圖五。在本系統(tǒng)中為描述方便分別稱為全壓P2與靜壓P1 （注：全壓的最終值并不是這里P1的測量結(jié)果）。
4 微差壓變送器的基本技術(shù)指標與使用方法
在系統(tǒng)中，負壓的測量采用防爆型微差壓變送器，其性能與技術(shù)指標如下：
特 點
n 長期穩(wěn)定性好
n 激光調(diào)阻溫度補償，使用溫域?qū)?/FONT>
n 防浪涌電壓和極性反相保護
n 抗干擾設計
n 靈敏度高，溫漂小
主要技術(shù)參數(shù)
n 輸出形式：4～20mADC
n 供電電源：＋24VDC
n 準 確 度：±0.25％
n 介質(zhì)溫度：－20～85℃
n 環(huán)境溫度：－10～60℃
n 響應時間：≥30mS
n 負載能力：≤600Ω
n 過載壓力：2倍
n 過程連接：M20X1.5外螺紋
外形及尺寸 
接線
（圖七）
系統(tǒng)所使用的4只微差壓變送器分別位于兩臺風機4個引壓環(huán)路的頂部，使用非導體管箍與引壓管路相連。這樣的設計其一避免了使用長距離管路將負壓引到室內(nèi)的作法管路中冬季容易積水堵塞的現(xiàn)象；其二使用非導體管箍可使差壓變送器與風機機體作到電氣隔離，降低了電機工作時引入的電氣干擾，降低了測量誤差。
在風機工作時，微差壓變送器接受到來自引壓環(huán)內(nèi)的負壓，將此壓力信號轉(zhuǎn)換為4～20mA的電流信號，交與模擬量轉(zhuǎn)換模塊作A/D轉(zhuǎn)換及進一步處理。
5 EDA9017模擬量采集模塊
系統(tǒng)的模擬量轉(zhuǎn)換采用EDA9017 模擬量測量模塊。EDA9017模塊可廣泛應用于各種工業(yè)控制與測量系統(tǒng)中。它能測量壓力、溫度、電量等變送器輸出的4～20mA或0～10V信號。通訊接口為RS485或RS232，電源為DC8～30V，通訊協(xié)議為MODBUS-RTU、ASCII碼、十六進制LC-02協(xié)議3種，協(xié)議可自動識別。
EDA9017模塊外形圖
輸入信號
n 輸入：8路0～20mA電流及4路0～10V電壓。輸入信號為直流或交流（頻率 25～75Hz）。
n 信號處理：16位A/D采樣；采樣速率: 3000次采樣/S。輸出真有效值。
n 測量周期：每通道0.1秒，12通道循環(huán)測量。
n 過載能力：1.2倍量程可正確測量；過載 3倍量程輸入1s不損壞。
n 隔離：信號輸入與通訊接口輸出之間隔離，隔離電壓1000V DC。A/T、B/R、VCC、GND為輸出端，與GND端共地；12路信號輸入共地端為AGND端子。
n 電流通道：輸入阻抗 110Ω。
n 電壓通道：輸入阻抗 > 100KΩ。
通訊輸出
n 接口：RS485C接口，二線制，±15KV ESD保護；或RS-232接口，±2KV ESD保護。
n 協(xié)議：MODBUS-RTU、ASCII碼、十六進制LC-02協(xié)議3種，協(xié)議可自動識別。
n 速率：1200、2400、4800、9600、19200 Bps ，可軟件設定。
n 模塊地址：00～FFH 可軟件設定。
n 測量精度：電流、電壓：0.2級 或更高。
n 模塊電源：+ 8～30V DC ；功耗：典型電流消耗為15 mA。
n 工作環(huán)境：工作溫度：-20℃～+70℃； 存儲溫度：-40℃～+85℃；相對濕度：5%～95%不結(jié)露。
n 安裝方式：DIN導軌卡裝 體積：122mm * 70mm * 43mm。
EDA9017 模擬量測量模塊應用
EDA9017模塊可廣泛應用于各種工業(yè)測量與控制系統(tǒng)中。它能測量壓力、溫度、電量等變送器輸出4～20mA或0～10V信號。 其輸出為RS485總線方式。通訊協(xié)議為MODBUS-RTU、ASCII碼、十六進制LC-02協(xié)議3種，協(xié)議可自動識別，使其可與其他廠家的控制模塊掛在同一RS485總線上，且便于計算機編程。
通訊方式為RS485時，將主計算機串口接轉(zhuǎn)換器EDA485C(RS-232/RS485)，轉(zhuǎn)換器輸出DATA+端和所有模塊的A/T端連接，DATA-端和所有模塊的B/R端連接，并在兩終端接入匹配電阻(距離較近時，也可不用)，接入電源。通過EDA系列模塊應用軟件，便可開始測量。EDA9017模塊能連接到所有計算機和終端并與之通訊。
EDA9017模塊出廠時，都已經(jīng)過校準，且模塊地址為01號，波特率為9600bps。模塊地址從1-255（01H-FFH）隨意設定；波特率有1200bps．2400bps. 4800bps. 9600bps. 19200bps五種可使用。模塊地址與波特率修改后，其值存于EEPROM中。
模塊的數(shù)據(jù)更新周期可在67mS～1.7S的范圍內(nèi)設定，方便應用；
不超過2倍滿量程的瞬時輸入信號不會導致模塊的損壞。
RS485網(wǎng)絡：最多可將64個EDA系列模塊掛于同一RS485總線上，但通過采用EDA485GC中繼器，可將多達255個模塊連接到同一網(wǎng)絡上，最大通訊距離達1200m。主計算機通過EDA485TZ(RS-232/RS485)轉(zhuǎn)換器用一個COM通訊端口連接到RS485網(wǎng)絡。
配置：將EDA系列模塊安裝入網(wǎng)絡前，須對其配置，將模塊的波特率與網(wǎng)絡的波特率設為一致，地址無沖突(與網(wǎng)絡已有模塊的地址不重疊)。配置一個模塊應有：EDA485C轉(zhuǎn)換器，帶RS-232通訊口的計算機和EDA系列模塊軟件。通過EDA系列模塊應用軟件可最容易地進行配置，你也可根據(jù)指令集進行配置。
數(shù)據(jù)采集：將模塊正確連接，主機發(fā)讀數(shù)據(jù)命令，模塊便將采集的數(shù)據(jù)回送主機。
數(shù)據(jù)輸出：在ASCII碼格式下數(shù)據(jù)為一位符號位+，5位數(shù)據(jù)位和一個小數(shù)點，輸出為工程量單位mA 或V。在其他協(xié)議時，輸出測量值除以1000后即為實際測量值。
測量傳感器輸出的4～20mA 信號時參數(shù)計算：如4～20mA輸出的壓力變送器，其實際壓力值為：
（測量電流值－4mA）/16mA*壓力變送器量程。
6 EDA485C 有源隔離轉(zhuǎn)換器
由于系統(tǒng)所使用的模塊的通訊方式均為RS485方式，而計算機的串口工作方式為RS-232，所以必須使用RS485/232轉(zhuǎn)換器才可將系統(tǒng)模塊與計算機連接通訊。EDA485C在系統(tǒng)中擔負著通訊格式的轉(zhuǎn)換工作。
EDA485C 隔離轉(zhuǎn)換器可以將 RS-232 信號轉(zhuǎn)換為隔離RS485 信號。可以使用標準的 PC 硬件構(gòu)建一個工業(yè)級、長距離通訊的系統(tǒng)。
EDA485C 隔離轉(zhuǎn)換器使您可以在最初由 RS-232 設備組成的現(xiàn)有網(wǎng)絡中使用RS485 傳輸信號獲得更快的傳輸速率、更大的傳輸范圍和更強的聯(lián)網(wǎng)能力。RS485中的電路自動偵測數(shù)據(jù)流的方向，免除了網(wǎng)絡中的握手請求，僅需兩根導線就可以構(gòu)建一個RS485網(wǎng)絡。傳輸速率最高可達 19.2 Kbps。
EDA485C 有源隔離轉(zhuǎn)換器外形圖
EDA485C的特點
n RS-232/ RS485轉(zhuǎn)換器可將RS-232通信距離延長至1200米（9600BPS時）。可應用于PC機之間、PC機與測控終端之間構(gòu)成遠程多機通信網(wǎng)絡；
n 轉(zhuǎn)換器外形為DB-9/DB-9轉(zhuǎn)接盒大小，其中RS-232端為DB-9（孔座），可直接插在PC機9芯RS-232插座（針座）上，另一端為可插拔的電源及485口接線端子；
n 本產(chǎn)品無需初始化設置，內(nèi)部零延時自動收發(fā)轉(zhuǎn)換，通訊速率自適應，適合所有軟件。貼片工藝，工業(yè)級設計，抗雷擊，防靜電。EDA485C帶串口隔離保護，可帶電熱插拔。
規(guī)格
n 輸入：RS-232（4 線制）
n RS-232 接口：DB-9 接口
n 輸出：RS485（2 線制）
n 速度 (bps)：1200、2400、4800、9600、19.2 k
n RS485 接口：插入式螺釘端子
n 隔離電壓：2500 VDC
n 供電電源：+5 VDC
應用
n EDA485C轉(zhuǎn)換器下最多可帶128節(jié)點（根據(jù)現(xiàn)場所帶的485設備及線路狀況而有差別），通過EDA485-GC等中繼器可帶更多節(jié)點。
n EDA485C總線應使用屏蔽雙絞線，屏蔽層接RS-232/ RS485轉(zhuǎn)換器及終端的GND端。
n EDA485C總線通信應接地線,因為EDA485C通信要求通信雙方的地電位差小于1V，若高于1V則會引起通訊數(shù)據(jù)不可靠，若通信雙方的地電位差過高還會導致EDA485C接口芯片的損壞；為安全起見，建議PC機的機殼要可靠接大地；EDA485C型轉(zhuǎn)換器RS-232、RS485、電源三方全隔離（2500V），能大大提高系統(tǒng)的可靠性；
n 轉(zhuǎn)換器的DB-9（孔座）一端直接插在PC機RS-232的COM口上；另一端為可插拔式接線端子：DATA+端接EDA485C總線的數(shù)據(jù)正DATA+（A）端，DATA-端接EDA485C總線的數(shù)據(jù)負DATA-（B）端；GND端接通信網(wǎng)絡系統(tǒng)的地及電源地；
n 若轉(zhuǎn)換器與微機COM口間有延長線，則建議使用標準延長線（9根線都延長的）；
n PC機RS-232口的DB-9芯連接器引腳為：2－RXD（收），3－TXD（發(fā)），5－GND（地）。
7 氣體溫度的測量與JWB系列溫度變送器
因為氣體的溫度是氣體流量計算中的一個參數(shù)，為了精確計算流量，系統(tǒng)中包含了對氣體溫度測量的項目。風機入口氣體溫度測量使用JWB系列一體化溫度變送器，JWB一體化溫度變送器是一種接觸式測量溫度的現(xiàn)場用儀表，與其相應的計算機采集測量系統(tǒng)配套使用，可準確測量風機入口處的氣體的溫度（使用范圍-200℃ ～ 1600℃）。
JWB一體化溫度變送器是在裝配式溫度傳感器的防水或隔爆接線盒內(nèi)裝入放大變送模塊，與傳感器連接形成一體化，輸出標準4～20mA DC（兩線制）。
本系列產(chǎn)品參照國家頒布的相關(guān)GB標準和JJG規(guī)程的相關(guān)內(nèi)容，同時參照并符合IEC相關(guān)文件標準，并參考國外同類產(chǎn)品的優(yōu)點進行優(yōu)化設計，使整個產(chǎn)品更加可靠、精確，非常適合各種環(huán)境現(xiàn)場的溫度測量。
系列溫度變送器處形圖
系列溫度變送器技術(shù)參數(shù)
n 輸出：二線制4～20mA DC
n 供電： 24V DC （12V ～ 36V DC）
n 精度： A級0.2% B級0.5%
n 負載： ≥650Ω（24V DC）
n 輸出保護：最大23mA
n 量程：-50℃～100℃
基本結(jié)構(gòu)
構(gòu).jpg)
基本結(jié)構(gòu)：傳感器+ （連接裝置+接線盒+保護管）+ 變送模塊
由于變送模塊的工作溫度為-20 ～ 75℃，通過適當選擇變送器的冷端長度使溫場到接線盒之間的傳導和輻射溫度降低，保護變送模塊正常工作。依據(jù)實際需求，選擇50mm的冷端長度。
溫度變送器的安裝
系統(tǒng)氣體溫度變送器安裝在風機的連接風筒頂端靠近蝶閥處，插入部分以不影響蝶閥的開啟為宜。風機在風機生產(chǎn)制造的過程中已標準化了該項工作，保證了系統(tǒng)完美的物理結(jié)構(gòu)。
基本結(jié)構(gòu)：傳感器+ （連接裝置+接線盒+保護管）+ 變送模塊
由于變送模塊的工作溫度為-20 ～ 75℃，通過適當選擇變送器的冷端長度使溫場到接線盒之間的傳導和輻射溫度降低，保護變送模塊正常工作。依據(jù)實際需求，選擇50mm的冷端長度。
溫度變送器的安裝
系統(tǒng)氣體溫度變送器安裝在風機的連接風筒頂端靠近蝶閥處，插入部分以不影響蝶閥的開啟為宜。風機在風機生產(chǎn)制造的過程中已標準化了該項工作，保證了系統(tǒng)完美的物理結(jié)構(gòu)。
入口氣體溫度的信號處理
風機工作的時候，礦井中抽出的氣體溫度直接作用于溫度變送器后使溫度變送器輸出的4～20mA的電流信號，送到模擬量采集模塊。計算機捕獲到這個信號后可監(jiān)測到當前氣體的溫度，得到計算風量時所需要的氣溫參數(shù)。詳細內(nèi)容見氣體流量的監(jiān)測一節(jié)相關(guān)內(nèi)容。
8 負壓的采集與氣體流量的計算
品/8負壓的采集.jpg)
風機工作的時候，由引壓環(huán)路中的負壓作用于差壓變送器后使差壓變送器輸出的4～20mA的電流信號，其中靜壓送至模擬量轉(zhuǎn)換模塊的0通道、全壓送至1通道，氣溫變送器輸出的電流信號送到2通道。這三個信號經(jīng)EDA9017作A/D處理后輸出RS485通訊信號。使用計算機的com1串口與模塊通訊。由于計算機的串口為RS-232通訊方式，所以在EDA9017與計算機間需接入一個EDA485C/ RS-232轉(zhuǎn)換器ADMA-4520。這樣，計算機便獲得了系統(tǒng)監(jiān)測靜壓與風量的原始信號。
對原始信號的處理：
系統(tǒng)使用Visual Basic編程，對所有采集到的信號進行換算與處理。
計算所得到的結(jié)果將在屏幕上顯示及作其它更多處理，見后文
在的實際應用中，為達到系統(tǒng)具有雙機雙備要求的目的，系統(tǒng)共使用兩塊EDA9017，每塊EDA9017有8個電流采集通道，服務于一臺風機，兼顧振動信號的采集任務。其通道與地址的分配如下：
EDA9017通道分配表
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0通道 |
1通道 |
2通道 |
3通道 |
4通道 |
5通道 |
6通道 |
7通道 |
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地址9 |
JY10 |
QY10 |
QW10 |
ZD11X |
ZD11Y |
ZD12X |
ZD12Y |
保留 |
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地址10 |
JY20 |
QY20 |
QW20 |
ZD21X |
ZD21Y |
ZD22X |
ZD22Y |
保留 |
表說明：JY表示靜壓，QY表示全壓，ZD表示振動。后面的序號依次是風機編號、風機級數(shù)編號、方向。
例ZD21Y表示2號風機1 級風機垂直振動。
第3節(jié) 電機的軸承溫度、繞組溫度的測量
電機的軸承溫度、繞組溫度的測量
電機繞組溫度、軸承溫度的感知元件為在電機出廠時預埋的PT100鉑熱電阻，并以三線制的方式引出風機機體處接線盒內(nèi)，具體位置下圖所示。
每臺電機共有兩個軸承溫度測點與三個定子繞組溫度測點，每個測點均預埋有兩支PT100鉑熱電阻，其中一支為備用。兩臺風機共4臺電機共有二十個測點，分別使用4塊6路溫度測量模塊EDA9018與之連接，采集電機工作時的工作溫度。
1 PT100電阻介紹
概述：
鉑熱電阻根據(jù)使用場合的不同與使用溫度的不同，按照繞制的骨加來區(qū)分，有云母、陶瓷、簿膜等元件。作為測溫元件，它具有良好的輸出性能，可作為顯示儀、記錄儀、調(diào)節(jié)儀以及其它”電腦”之類儀表提供精確的輸入值。若配接一體化溫度變送器，可輸出4～20mA和0～10V等標準電流和電壓信號，使用更為方便。
結(jié)構(gòu)和原理
裝配式熱電阻是由感溫元件、不銹鋼保護管、接線盒以及各種用途的固定裝置組成。鎧裝式鉑熱電阻比裝配式鉑熱電阻直徑小、易彎曲、適宜安裝在裝配式無法安裝的場合，它的外保護管采用不銹鋼，內(nèi)充滿高密度氧化物質(zhì)絕緣體因此它具有很強的抗污染和優(yōu)良的機械強度，能在環(huán)境較為惡劣的場合使用。
隔爆式鉑熱電阻通常用于生產(chǎn)現(xiàn)場伴有各種易燃、易爆等化學氣體、蒸氣的場合，如使用普通鉑熱電阻極易引起環(huán)境氣體爆炸，因此在這種場合必須使用隔爆式的鉑熱電阻，隔爆鉑熱電阻，能適用在dⅡBT1—6以及dⅡCT1—6溫度組別區(qū)間內(nèi)具有爆炸性氣體危險場所內(nèi)。
鉑電阻是一種溫度傳感器，其工作原理：在溫度作用下，鉑熱電阻絲的電阻值隨之變化而變化，且電阻與溫度的關(guān)系即分度特性完全和IEC標準等同，因此PT100主要用來測量-200—+600℃的溫度。
主要技術(shù)指標：
鉑熱電阻在0℃時的電阻值稱R（0℃）和100℃時的電阻值稱R（100℃）以及R（100℃）/R（0℃）叫作比值W100。
Pt100其含義為（0℃）時的名義電阻值為100Ω，目前使用的一般都是這種鉑熱電阻。
國際標準規(guī)定的PT100測量精度允許偏差如下：
A級——R（0℃）=100Ω ±0.06Ω ±(0.15+0.002︱t︱) ℃
B級——R（0℃）=100Ω ±0.12Ω ±(0.30+0.005︱t︱) ℃
比值W100=1.3850 A級±0.0000006 B級0.00012
上式中”︱t︱”為實際溫度的絕對值
2 EDA9018溫度采集模塊
EDA9018 溫度采集模塊主要性能
EDA9018可測量：5路三線制PT100(PT500，PT1000等)輸入； 1路內(nèi)置環(huán)境溫度測量（通道號為5）；模塊不具備測量熱電偶傳感器的功能。
EDA9018同時具有：2路開關(guān)量輸出（溫度上下限報警，可設置為按任一路報警或無報警，報警值等可設置），為無源光耦輸出；其中DO0代表報警下限，DO1代表報警上限輸出。
EDA9018模塊可廣泛應用于各種工業(yè)控制與測量系統(tǒng)中。它能測量PT100，PT500，PT1000。其輸出為485總線方式。雙協(xié)議：ASCII碼協(xié)議與十六進制LC-04協(xié)議，其ASCII碼指令集兼容于NuDAM、ADAM等模塊，可與其他廠家的控制模塊掛在同一485總線上，便于計算機編程。
EDA9018外形圖
功能與技術(shù)指標
n 溫度信號輸入： 5路獨立的溫度電壓信號輸入；對輸入信號順序進行放大與AD轉(zhuǎn)換；
n 信號處理：16位A/D采樣；
n 測量周期：每通道0.15秒，數(shù)字濾波，6通道循環(huán)測量。
n 隔離：信號輸入與通訊接口輸出之間隔離，隔離電壓1000V DC。SLT、DATA+、DATA-、VCC、GND為輸出端，與GND端共地；5路測量信號輸入共地端為AGND端子。2路開關(guān)量輸出共地端為DGND端子；
n 通訊輸出:接口：EDA485C接口，二線制 ，±15KV ESD保護。
n 協(xié)議：雙協(xié)議：ASCII碼協(xié)議與十六進制LC-04協(xié)議。由SLT懸空或接地選擇。
n 速率：1200、2400、4800、9600、19200 Bps ，可軟件設定。
n 模塊地址：00～FF 可軟件設定。
n 測量精度： 0.5級，溫度分辨率0.1℃。
n 量程：-50℃～300℃。
n 模塊電源：+ 8～30V DC *功 耗：典型電流消耗 < 110 mA。
n 工作環(huán)境：工作溫度：-20℃～70℃； 相對濕度：-5%～95%不結(jié)露。
3 溫度采集工作原理
對電機繞組及軸承溫度的測量使用電機中預埋的PT100熱電阻與EDA9018溫度采集模塊配合實現(xiàn)。原理框圖如下所示。
由于風機距離控制柜較遠（一般為40m左右），所以采用三線制接法。其中IX-端為補償端，在PT100的電阻引出腳處短接，用以低消線路電阻引起的測量誤差。
PT100的三條引線分別接于EDA9018的信號輸入正端、信號輸入負端、模擬地端。電機溫度的變化將引起PT100阻值的變化，EDA9018將測量到的PT100的阻值變化信號在內(nèi)部經(jīng)過處理，輸出當前PT100所處位置的實際值，通過EDA485C總線傳輸至計算機。計算機將獲取的數(shù)據(jù)處理并顯示出來。
每個EDA9018可接五路外部信號，故系統(tǒng)共需4塊EDA9018。在系統(tǒng)中，每臺電機的每項溫度參數(shù)所使用的通道與地址分配見下表：
EDA9018通道分配表
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0通道 |
1通道 |
2通道 |
3通道 |
4通道 |
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地址5 |
WZ111 |
WZ112 |
WD111 |
WD112 |
WD113 |
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地址6 |
WZ121 |
WZ122 |
WD121 |
WD122 |
WD123 |
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地址7 |
WZ211 |
WZ212 |
WD211 |
WD212 |
WD213 |
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地址8 |
WZ221 |
WZ222 |
WD221 |
WD222 |
WD223 |
表說明：WZ表示軸溫，WD表示繞組溫度，后面和序號依次是風機編號、風機級數(shù)編號、項目序號。
例：WZ121的含義為：1號風機三級電機軸承1溫度。
第4節(jié) 電氣參數(shù)的測量
對風機電參數(shù)的測量內(nèi)容包括電機運行時的供電電壓、運行電流、有功功率三個主要參數(shù)。根據(jù)用戶要求可擴充顯示頻率、功率因數(shù)、無功功率等。
系統(tǒng)的電參數(shù)采集模塊采用EDA9033A三相電功率采集模塊，DA9033A性能介紹如下：
1 EDA9033A三相電參數(shù)采集模塊
品/9033a.jpg)
EDA9033A模塊是一種智能型三相電參數(shù)數(shù)據(jù)綜合采集模塊；三表法準確測量三相三線制或三相四線制交流電路中的三相電流、三相電壓（真有效值）、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、有功電度等電參數(shù)。
其輸入為三相電壓（0～500V）、三相電流（0～1000A）；輸出為EDA485C或RS-232接口的數(shù)字信號，支持的通訊規(guī)約有3種：ASCII碼協(xié)議、十六進制LC-01協(xié)議、MODBUS-RTU協(xié)議，3種協(xié)議可同時識別使用，無需配置。
EDA9033A模塊可廣泛應用于各種工業(yè)控制與測量系統(tǒng)及各種集散式/分布式電力監(jiān)控系統(tǒng)。
EDA9033A模塊是一款高性價比的智能電參數(shù)變送器，他能替代過去的電流、電壓、功率、功率因數(shù)、電量等一系列變送器及測量這些變送器標準輸出信號的模入模塊，可大大降低系統(tǒng)成本， 方便現(xiàn)場布線，提高系統(tǒng)的可靠性。其可與其他廠家的控制模塊掛在同一485總線上，且便于計算機編程，使你輕松地構(gòu)建自己的測控系統(tǒng)。
采用電磁隔離和光電隔離技術(shù)，電壓輸入、電流輸入及輸出三方完全隔離。
2 系統(tǒng)電參數(shù)的采集
在系統(tǒng)中，EDA9033工作時所要采集的電壓、電流信號直接來自風機配電屏上的電壓與電流互感器。由于每套風機共有4臺電機，每塊EDA9033擔負1臺電機的電參數(shù)采集任務，故系統(tǒng)共需4塊EDA9033。具體連接如下圖所示：
品/9033A下.jpg)
使用電壓量程（相電壓）為250V、電流量程為5A、工作電源24V的EDA9033A。對風機配電屏來說，如果使用380V的電源，其相電壓為220V，在模塊的量程范圍之內(nèi)；如果使用高壓電源，則電壓互感器輸出0-100V電壓，亦在模塊量程范圍之內(nèi)。而電流互感器無一例外都是0-5A的規(guī)格。所以本量程的模塊可滿足所有場合的需要。
來自風機配電屏的電壓電流信號經(jīng)EDA9033測量后送到RS-232/485轉(zhuǎn)換器ADAM4520，經(jīng)轉(zhuǎn)換后與計算機連接。工作中由計算機發(fā)出讀指令，相應地址的EDA9033便將所采集到的原始數(shù)據(jù)送與計算機。
計算機在獲得原始數(shù)據(jù)后，根據(jù)相應的電壓、電流變比，計算得到真實的電壓、電流與有功功率值并顯示出來。EDA9033會準確測量當前的功率因數(shù)，所以給出的有功功率是物理值。
從三相繞組的三個端頭引出的三根導線叫做相線
而從星形接法的三相繞組的中性點N引出的導線叫做中性線
每相繞組兩端的電壓叫相電壓
通常規(guī)定從始端指向末端為電壓的正方向。相線與相線間的電壓稱為線電壓。
每相線圈兩端的電壓叫做相電壓。通常用UA、UB、UC分別表示。端線與端線之間的電壓稱為線電壓。一般用UAB、UBC、UCA表示。凡流過每一相線圈的電流叫相電流，流過端線的電流叫線電流。
EDA9033A在系統(tǒng)中的地址分配
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地址1 |
1號風機1級電機 |
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地址2 |
1號風機2級電機 |
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地址3 |
2號風機1級電機 |
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地址4 |
2號風機2級電機 |
第5節(jié) 振動的測量
振動的測量
系統(tǒng)要求四個單級風機（兩臺風機）的水平與垂直振動烈度，振動信息的檢出原理如下圖所示：
(圖二十九)
在風機工作時，風機的振動引起振動變送器輸出電流的變化。由振動變送器輸出的4-20mA的電流信號送入模擬量轉(zhuǎn)換模塊EDA9017，EDA9017將輸入的模擬電流信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后通過485總線與計算機通訊，計算機獲得振動檢測的原始信號。應用程序?qū)⒋嗽夹盘柼幚砗蟮玫綄嶋H的振動烈度，由顯示器將數(shù)據(jù)顯示出來。
第6節(jié) 系統(tǒng)的報警
1 系統(tǒng)報警的基本原理
的報警項目有風機超限振動、軸承、繞組溫度超限、工作電流超限共三種內(nèi)容。
計算機監(jiān)測到風機運行的各項參數(shù)后，對軟件內(nèi)部預定的報警值相比較，如果當前監(jiān)測值大于設定的報警線，則系統(tǒng)輸出報警信號。
的報警將輸出兩種方式：方式1為由串口通過RS-232/485轉(zhuǎn)換器EDA485C輸出通訊給繼電器模塊EDA9060，EDA9060接到計算機的報警指令后接通蜂鳴器的報警電源使蜂鳴器發(fā)出報警聲音。方式2為計算機自動啟動音樂播放器，使連接在計算機上的音箱輸出預定的報警音樂，為用戶提示故障。
當監(jiān)測到報警后，在屏幕上會出現(xiàn)文字與圖示提示，并自動記錄報警內(nèi)容、報警時間及報警值。詳細內(nèi)容見軟件部分相關(guān)章節(jié)。
2 EDA9060繼電器輸出模塊
EDA9060繼電器輸出模塊主要性能簡介
品/9060.jpg)
EDA9060模塊可廣泛應用于各種工業(yè)測控系統(tǒng)中。它能從主計算機、主控制器等通過EDA485C接口接收其數(shù)字量輸入，轉(zhuǎn)換成繼電器觸點輸出信號，可控制交流接觸器、開關(guān)等；并將開關(guān)狀態(tài)等開關(guān)量輸入信號返回到計算機。其ASCII碼通訊指令集兼容于NuDAM、ADAM等模塊，可與其他廠家的控制模塊掛在同一485總線上，便于計算機編程。其十六進制LC-02協(xié)議便于與單片機系統(tǒng)終端通訊。
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號