一、系統概述
　　主通風機負責礦井通風，保障礦井的安全生產。主通風機的運行情況對整個礦井的安全生產起至關重要的作用，對其進行實時監測可以盡早發現故障，及時處理，有效保障礦井的安全生產。因此，建設一套具有完備監測功能的風機在線監控系統是非常有必要的。
二、系統設計
　　礦井主通風在線監控系統的設計，主要從以下幾點考慮：
　　1、風機實時的運行狀態
　　系統通過對風機參數的監測，實時準確了解風機運行狀態、涌出量等，以及風機用電情況、軸承溫度、振動等情況。
　　2、可靠的報警功能
　　系統可具體設置參數闕值，對軸承溫度、風機振動等參數超過這一值時，及時給出聲光報警信號，便于及時處理。
　　3、提高設備管理水平
　　系統及時了解風機運行等情況，為有效避免設備故障提供可靠的技術保障。及時統計用電情況，為生產部門及成本核算部門擬定計劃提供第一手可靠的信息。
2.1 系統架構設計
　　主通風機在線監控系統以S7-300PLC為核心，主要由傳感器、電力參數采集模塊、PLC、上位機等組成。

圖1 礦井通風機在線監測系統框架圖

2.2 PLC硬件設計
　　S7-300PLC的硬件主要由電源模塊、CPU、數字量輸入輸出模塊、模擬量輸入輸出模塊、通信模塊組成。
　　（1）數字量輸入輸出模塊主要用于低壓柜控制方式及開關狀態、電動機接觸器及熱繼電器狀態、變頻器運行及故障狀態、風門接觸器狀態及臺風開到位、關到位狀態，并控制低壓柜開關的分合閘、電動機的正轉/反轉和變頻/工頻啟動，以及風門的打開和關閉。
　　（2）模擬量輸入輸出模塊主要對風機負壓及流量、電動機溫度和振動、變頻器輸出轉速和電流、低壓柜的電力參數等進行AD轉換。
　　（3）通信模塊負責與各低壓柜內的電參數采集模塊、上位機進行通信。
2.3 上位機監控軟件設計
　　通風機參數在線監測系統配備RJ45以太網接口，軟件接口OPC協議，通過礦井地面光纖主干環網向礦井信息與自動化系統上傳信息，實現遠方對風機設備實行監測、監控、數據共享等功能。
　　上位機監控系統功能如下：
　　1）監測主風機、電機的運行狀態（運行、備用、檢修、故障），監測電機的軸承溫度、電機定子溫度。監測風道氣流的靜壓、全壓、風量、風速、溫度。監測電機的電壓、電流、頻率、有功功率、無功功率、功率因數、有功電度、無功電度。
　　2）對電機前后軸承溫度、電機定子溫度、電機電壓、電機電流、靜壓、全壓、振動、風流中瓦斯濃度等參數提供歷史信息的查詢打印，重要參數超限時實時報警，可由用戶設置報警上下限。
　　3）可實時記錄風機開關傳感器狀態，以及每個主電機實施開停動作的具體時刻，并且可根據要求生成報表。
　　4）監測高壓柜電壓、電流、有功功率等參數，監測斷路器、接觸器、操作狀態轉換開關、保護動作信號等參數。模擬量傳感器檢測參數、主電機電壓、電流等動態參數按合理的時間密度記錄（風道環境參數由安全監測系統采集），并生成趨勢曲線圖。
　　5）監測數據能夠按不同的條件查詢，并且便于打印輸出，授權的網絡終端用戶能夠遠程查看監測數據。
　　6）提供程序及數據安全管理功能，不同的用戶可設置不同的權限，防止未授權用戶修改監控系統參數。
　　7）風機在線監控子系統就近接入環網交換機，通過工業以太網快速接入全礦綜合自動化平臺，提供OPC接口與自動化平臺無縫連接，實現風機的監控和數據共享。
　　8）可實現風機的遙控自動啟停、自動倒換和遙控“反風”運行功能。可實現多種控制方式：本地手動、本地自動、遠程手動、遠程自動。

圖2 礦井通風機在線監測主畫面