空壓機(jī)連續(xù)運(yùn)行8小時后機(jī)身溫度會很高，需要停機(jī)休息，用于散發(fā)自身的熱量，以保證機(jī)器不受損傷。因此，空壓機(jī)需要進(jìn)行輪換工作，以保證空壓機(jī)安全可靠運(yùn)行，延長設(shè)備使用壽命。PLC根據(jù)運(yùn)行時間將受控于PLC的空壓機(jī)進(jìn)行排序，建立開機(jī)序列和停機(jī)序列，當(dāng)需要增加空壓機(jī)的運(yùn)行臺數(shù)時，PLC將啟動總運(yùn)行時間最短的空壓機(jī)；當(dāng)需要減少空壓機(jī)的運(yùn)行臺數(shù)時，PLC將停止本次運(yùn)行時間最長的空壓機(jī)。

（2）延時啟動和延時停機(jī)。PLC自身具有較強(qiáng)的抗干擾能力，但由于現(xiàn)場條件、電網(wǎng)、用風(fēng)量等各種復(fù)雜因素的影響，電機(jī)電流、電機(jī)電壓等受到干擾將產(chǎn)生誤報警；如果總管壓力的擾動發(fā)生在壓力下限值或者壓力上限值附近，將它們作為一般工狀處理就會出現(xiàn)頻繁啟動、停機(jī)現(xiàn)象，影響設(shè)備的可靠性和使用壽命。因此，需要對發(fā)出動作指令的起因信號作適當(dāng)?shù)难訒r處理，以消除擾動，防止誤動作。

（3）智能保護(hù)?？諌簷C(jī)主電機(jī)在啟動時，啟動電流為額定電流的5～7倍，對電網(wǎng)和其他用電設(shè)備沖擊很大，同時也會影響空壓機(jī)的使用壽命，所以，空壓機(jī)不宜頻繁啟動。為了使系統(tǒng)能夠?qū)τ蔑L(fēng)狀況進(jìn)行準(zhǔn)確判斷，并據(jù)此控制空壓機(jī)的啟動，在井下用風(fēng)高峰期空壓機(jī)啟動較頻繁，當(dāng)兩次啟動時間間隔小于預(yù)先設(shè)定的值時，將保持空壓機(jī)持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)而不停機(jī)，當(dāng)連續(xù)兩次加載間隔時間較長時，可認(rèn)為用風(fēng)高峰期已過，空壓機(jī)投入間斷運(yùn)行狀態(tài)。另外，對電機(jī)電流、電機(jī)電壓、排氣壓力、進(jìn)氣負(fù)壓、運(yùn)行溫度、油溫、油濾壓差等重要參數(shù)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，出現(xiàn)異常及時進(jìn)行故障報警，并作出處理。

4.2 觸摸屏人機(jī)界面設(shè)計

選用與觸摸屏TP270配套的組態(tài)軟件Protool/pro設(shè)計界面。畫面包括：（1）主畫面：空壓機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)以及主要參數(shù)的顯示。（2）數(shù)據(jù)報表：實(shí)時數(shù)據(jù)匯總顯示，并可查詢歷史數(shù)據(jù)和總管壓力曲線。（3）運(yùn)行設(shè)置：設(shè)置啟動遠(yuǎn)程控制是否有效；設(shè)置自動啟動、停機(jī)、加載、卸荷的壓力閾值；設(shè)置時間參數(shù)、報警參數(shù)等。（4）報警查詢：查詢報警詳細(xì)信息。（5）系統(tǒng)管理。

4.3 上位機(jī)監(jiān)控程序設(shè)計

上位機(jī)監(jiān)控軟件選用西門子公司基于Windows環(huán)境的組態(tài)軟件WinCC6.0版。主要由監(jiān)控畫面、實(shí)時報表、歷史數(shù)據(jù)、報警查詢、遠(yuǎn)程控制和系統(tǒng)管理界面組成，監(jiān)控畫面如圖5所示。

圖5 監(jiān)控畫面

5、結(jié)束語

S7-300 PLC具有較高的性價比，但與現(xiàn)場設(shè)備支持的通信協(xié)議不兼容，系統(tǒng)采用CP341模塊作為Modbus主站的方案具有一定的實(shí)際意義。現(xiàn)場調(diào)試和運(yùn)行表明，該系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，安全可靠，提高了空壓機(jī)組的運(yùn)行效率，實(shí)現(xiàn)了監(jiān)控和管理的自動化。該系統(tǒng)不僅可以應(yīng)用于煤礦的空壓機(jī)組監(jiān)控，而且可以推廣到其他場合。