一种通风机自动运行控制集成系统的制作方法

本实用新型属于风机控制系统技术领域，具体的说，是关于一种通风机自动运行控制集成系统。

背景技术：

在工业生产、产品加工制造业中，通风机设备主要用于锅炉燃烧系统、烘干系统、冷却系统、通风系统场合。根据需要对炉膛压力、风速、风量、温度等指标进行控制和调节以适应工艺要求和运行工况。

用于风电场的通风机，由于风电场常常建设在沙漠、海上等十分严酷的环境中，风能机组现场运行环境恶劣，风电行业对自动化产品的要求就更为严苛，要求风电控制系统要具有强大的数据存储功能、完善的安全保护功能以及较强的开放性。另外，用于风电场的通风机，需随时对通风机的各项性能指标进行监控，需要采用多项措施实现对通风机的自动控制，以使系统的各项性能最优。

为此，现有的通风机自动运行控制集成系统以国家标准《通风机空气动力性能试验方法》为依据，应用工业计算机检测技术和独特的专有研究成果对矿用大型通风机的运行状态进行连续在线测量与数据处理，以多种方式提供通风机运行状态的各种数据，保障通风机的安全运行和方便通风机的性能测试，并为多种功能扩充提供方便的条件。

然而，现有的通风机控制系统通常只是监测风机的转速，并通过调节风机转速来使风机系统达到目标压力或流量状态。但是，该控制方式不能直接控制风机进口压力、进口流量以及出口压力。当外界环境变化时，如大气气压的变化或随着使用时间的增加风机叶片可能产生积灰，这些都可能导致偏离目标流量或目标压力。因此，只通过风机主轴转速无法准确判断通风机的进口或出口是否处于恒压以及通风机的进口是否处于恒流量状态。

另外，现有的风机控制系统，当监测到达到数据显示压力偏大/偏小或者流量偏大/偏小时，需要安排维修人员到现场进行检修，人工成本高，效率低。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种通风机自动运行控制集成系统，以解决现有通风机自动运行控制集成系统无法实现进出口恒压和进口恒流量控制的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种通风机自动运行控制集成系统，包括控制柜和数据采集单元，所述控制柜内设有变频器和PLC控制器，所述控制柜上设有触摸屏和显示器，所述数据采集单元包括风机主轴测速传感器、风机进口压力传感器、风机进口流量传感器和风机出口压力传感器；

所述数据采集单元，用于将采集到的信号传递给PLC控制器；

所述PLC控制器，用于接收数据采集单元的信号，并将信号传递给显示器，同时将采集到的信号转化成数据存储在PLC控制器的存储单元内；用于接收触摸屏编程的信号，并转化成数据存储在PLC控制器的存储单元内，作为风机系统模拟信号；以及用于输出风机系统模拟信号与采集信号的比较结果并给变频器发出程序指令信号；

所述变频器，用于将PLC控制器反馈的信号发送给风门进口执行器、风门出口执行器和变频电机。

根据本实用新型，所述控制柜上设有扩展卡，用于扩展风机控制系统的存储空间，也可以通过扩展卡连接手机、计算机等，实现在线管理。

根据本实用新型，所述数据采集单元还包括风机轴承箱前轴温度传感器、风机叶轮端轴承轴向振动传感器、风机叶轮端轴承径向振动传感器、风机轴承箱后轴温度传感器、电机端轴承轴向振动传感器、电机端轴承径向振动传感器，可以实时监测风机的运行状况。

根据本实用新型，所述控制柜上还设有报警器，所述报警器与PLC控制器连接，在信号超出信号范围、信号超出极限值以及系统发生故障时报警。在系统发生故障时，显示器上同时显示风机系统相应的故障状态，故障排除后，可以通过触摸屏将报警功能复位。

本实用新型的通风机自动运行控制集成系统，其有益效果是：

1、实现对通风机进出口的恒压力控制以及通风机进口的恒流量控制；

2、实现对通风机性能参数、工况参数进行实时监控；

3、实现对通风机的远程监控与操作，方便用户监测与管理。

附图说明

图1为本实用新型的通风机自动运行控制集成系统的模块示意图。

图2为通风机的正面示意图。

图3为通风机的侧面示意图。

具体实施方式

以下结合具体附图，对本实用新型的通风机自动运行控制集成系统作进一步详细说明。

如图1所示，为本实用新型的一种通风机自动运行控制集成系统，包括控制柜和数据采集单元，所述控制柜内设有变频器和PLC控制器，所述控制柜上设有触摸屏和显示器，所述PLC控制器上设有多个数据采集单元接收端，所述变频器分别与PLC控制器、变频电机3、风门进口执行器1、风门出口执行器2连接(如图2和图3所示)，所述PLC控制器与触摸屏、显示器连接和数据采集单元连接；所述数据采集单元，用于将采集到的信号传递给PLC控制器；所述PLC控制器，用于接收数据采集单元的信号，并将信号传递给显示器，同时将采集到的信号转化成数据存储在PLC控制器的存储单元内；用于接收触摸屏编程的信号，并转化成数据存储在PLC控制器的存储单元内，用作风机系统模拟信号；以及用于输出风机系统模拟信号与采集信号的比较结果并给变频器发出程序指令信号；所述变频器，用于将PLC控制器反馈的信号发送给风门进口执行器、风门出口执行器和变频电机；所述数据采集单元包括风机主轴测速传感器4、风机进口压力传感器5、风机进口流量传感器6和风机出口压力传感器7。应当说明，风机主轴测速传感器4的安装方式可以采用现有已知的方法进行安装。风机进口压力传感器5和风机进口流量传感器6安装在风机的进口端的通风管道上，风机出口压力传感器7安装在风机的出口端的通风管道上。

所述控制柜上设有扩展卡，用于扩展风机控制系统的存储空间，也可以通过扩展卡连接手机、计算机等，实现在线管理。

所述数据采集单元还包括风机轴承箱前轴温度传感器11、风机叶轮端轴承轴向振动传感器、风机叶轮端轴承径向振动传感器、风机轴承箱后轴温度传感器12、电机端轴承轴向振动传感器、电机端轴承径向振动传感器，可以实时监测风机运行状况。应当说明，所述风机轴承箱9的前半部分箱体91和后半部分箱体92的上方各设有一内螺纹孔，所述风机轴承箱前轴承温度传感器11和风机轴承箱后轴承温度传感器12分别通过螺栓安装在风机轴承箱9的前后两部分箱体的内螺纹孔上，风机轴承箱9的前半部分箱体91和后半部分箱体92轴向和径向上各设有一内螺纹孔，所述风机叶轮端轴承轴向振动传感器和风机叶轮端轴承径向振动传感器分别通过螺栓安装在风机轴承箱9的前半部分箱体91上的轴向和径向上的内螺纹孔上；风机轴承箱9的后半部分箱体92的轴向和径向上各设有一内螺纹孔，所述风机电机端轴承轴向振动传感器和风机电机端轴承径向振动传感器分别通过螺栓安装在风机轴承箱9的后半部分箱体92上的轴向和径向上的内螺纹孔上。

所述控制柜上还设有报警器，所述报警器与PLC控制器连接，在信号超出信号范围、信号超出极限值以及系统发生故障时报警。在系统发生故障时，显示器上同时显示风机系统相应的故障状态，故障排除后，可以通过触摸屏将报警功能复位。

使用时，先根据现场需要，设置风机所需要的运行参数，如进口压力、进口流量或者出口压力等。接着，数据采集单元将采集到信号传递给PLC控制器，与PLC控制器内的参数进行比较，当采集到的数据与PLC控制器内的参数不符合时，PLC控制器将信号反馈给变频器(例如采集到的数据偏高/偏低时，PLC控制器给变频器正反馈信号或负反馈信号)，并通过变频器控制电机或风门进口执行器或出口执行器，从而调节电机主轴的转速、风机进口压力、风机进口流量和/或风机出口压力，从而使风机进口或出口达到恒压或恒流量的状态。

实施例1出口恒压力实验

如图2和图3所示，风机进、出口分别设置带有执行机构的进口调风门17和出口调风门18，风机主轴10与变频电机3用带轮连接，以风机系统需要实现出口压力为4300Pa为例(出口压力Pe出为输入值)，在触摸屏上设置Pe出＝4300Pa。

接着，自动调节风机的出口调风门18达到所需工况点(4300Pa)，接着，自动调节进口调风门17的开度，出口处测得压力会有变化，此时风机出口压力传感器7采集到压力偏低或偏高的信号，将信号发送给PLC控制器，与PLC控制器内的参数(Pe出＝4300Pa)进行比较，当采集到的数据偏高/偏低时，PLC控制器将正反馈或负反馈信号发射给变频器，如压力偏高则出口调风门18开度减小或变频电机转速降低，如压力偏低则出口调风门18开度增大或变频电机转速增高，系统自动调整使得压力回到4300Pa并保持稳定。

实施例2进口恒压力实验

如图2和图3所示，风机进、出口分别设置带有执行机构的进口调风门17和出口调风门18，风机主轴10与变频电机3用带轮连接，以风机系统需要实现进口压力为4300Pa为例(进口P集为输入值)，在触摸屏上设置P集＝4300Pa。

接着，出口调风门18全开，自动调节进口调风门17的开度使风机达到所需工况点(P集＝4300Pa)，接着，自动调节出口调风门18的开度，进口处测得压力会有变化，此时，风机进口压力传感器5采集到压力偏低或偏高的信号，将信号发送给PLC控制器，与PLC控制器内的参数(P集＝4300Pa)进行比较，当采集到的数据偏高/偏低时，PLC控制器将正反馈或负反馈信号发射给变频器，如压力偏高则进口调风门17开度减小或变频电机转速降低，如压力偏低则进口调风门17开度增大或变频电机转速增高，系统自动调整使得进口静压P集回到4300Pa并保持稳定。

实施例3进口恒流量实验

如图2和图3所示，风机进、出口分别设置带有执行机构的进口调风门17和出口调风门18，风机主轴10与变频电机3用带轮连接，以风机系统需要实现进口流量为20000m³/h为例(进口流量Q为输入值)，在触摸屏上设置Q＝20000m³/h。

接着，出口调风门18全开，自动调节进口调风门17的开度使风机达到所需工况点(Q＝20000m³/h)，接着，自动调节出口调风门18的开度，进口处测得流量会有变化，此时，风机进口流量传感器6采集到流量偏低或偏高的信号，将信号发送给PLC控制器，与PLC控制器内的参数(Q＝20000m³/h)进行比较，当采集到的数据偏高/偏低时，PLC控制器将正反馈或负反馈信号发射给变频器，如流量偏高则进口调风门17开度减小或变频电机转速降低，如流量偏低则进口调风门17开度增大或变频电机转速增高，系统自动调整使得进口流量Q回到20000m³/h并保持稳定。

实施例4风机报警和停机实验

使用时，可以根据现场需要设置风机系统的报警参数和停机参数，当PLC控制器接收到数据采集单元的信号，达到PLC控制器内设的报警参数时，报警器报警，并在显示器上显示报警原因。当PLC控制器接收到数据采集单元的信号，达到PLC控制器内设的停机参数时，风机停机，并在显示器上显示停机原因。表1为风机控制点及参数。

应当说明，本实施例的通风机自动运行控制集成系统，还可以在电机定子上设置一个或多个温度传感器。

表1风机控制点及参数

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰。这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。