組態(tài)軟件在離心通風(fēng)機(jī)防喘振控制系統(tǒng)中應(yīng)用

離心式通風(fēng)機(jī)是硅酸鹽工業(yè)中廣泛使用的通風(fēng)機(jī)械，如窯爐系統(tǒng)、粉磨系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)等的通風(fēng)。通風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行與否直接關(guān)系到機(jī)電部門(mén)的工作效率。目前通風(fēng)機(jī)的操作和監(jiān)測(cè)主要由操作人員根據(jù)機(jī)旁?xún)x表手動(dòng)進(jìn)行，這種操作方式過(guò)于依賴(lài)工作人員的操作水平，同時(shí)對(duì)于工作環(huán)境十分惡劣的場(chǎng)合，不適合人工現(xiàn)場(chǎng)操作。為提高通風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的自動(dòng)化程度，提高其工作可靠性，改善操作人員的工作環(huán)境，本文基于組態(tài)軟件設(shè)計(jì)了通風(fēng)機(jī)的監(jiān)控系統(tǒng)。本文選擇圖靈開(kāi)物Turing Control7.3組態(tài)軟件所開(kāi)發(fā)的離心通風(fēng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，組態(tài)形象生動(dòng),可視化特點(diǎn)突出，功能完善,人機(jī)界面友好。

1 通風(fēng)機(jī)及喘振現(xiàn)象

本文的研究對(duì)象為5-29-11005離心通風(fēng)機(jī),通風(fēng)機(jī)流量為4 138 m3/h,主軸轉(zhuǎn)速為2 800 r/m。

離心通風(fēng)機(jī)特性曲線如圖1所示，它顯示了離心通風(fēng)機(jī)壓縮比與進(jìn)口容積流量間的關(guān)系，當(dāng)轉(zhuǎn)速n一定時(shí)，曲線上點(diǎn)C有最大壓縮比，對(duì)應(yīng)流量為Qp，該點(diǎn)稱(chēng)為喘振點(diǎn)。

如果工作點(diǎn)為B點(diǎn)，要求通風(fēng)機(jī)流量繼續(xù)下降，則壓縮機(jī)吸入流量QQp，工作點(diǎn)從C點(diǎn)突跳到D點(diǎn)，通風(fēng)機(jī)出口壓力從pC突然下降到pD，而出口管網(wǎng)壓力仍然為pC，因此氣體回流，表現(xiàn)為流量為零，同時(shí)，管網(wǎng)壓力也下降到pD，一旦管網(wǎng)壓力與壓縮機(jī)出口壓力相等，通風(fēng)機(jī)又輸送氣體到管網(wǎng)，流量達(dá)到QA，因流量QA大于B點(diǎn)的流量，因此，壓力憋高到pB，而流量繼續(xù)下降，又使通風(fēng)機(jī)重復(fù)上述過(guò)程，出現(xiàn)工作點(diǎn)從B→C→D→A→B的反復(fù)循環(huán)，由于這種循環(huán)過(guò)程極迅速，因此也稱(chēng)為“飛動(dòng)”，由于飛動(dòng)時(shí)機(jī)體的震動(dòng)發(fā)出類(lèi)似哮喘病人的喘氣吼聲，因此，將這種由于飛動(dòng)而造成的離心壓縮機(jī)流量呈現(xiàn)脈動(dòng)的現(xiàn)象稱(chēng)為離心通風(fēng)機(jī)的喘振現(xiàn)象[1]。

2 系統(tǒng)監(jiān)控要求

離心通風(fēng)機(jī)防喘振控制系統(tǒng)主要采集離心通風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的進(jìn)出口壓力、進(jìn)氣溫度、流量、振動(dòng)、噪聲等參數(shù)。其監(jiān)控主要包括：影響通風(fēng)機(jī)喘振現(xiàn)象n個(gè)狀態(tài)參量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，系統(tǒng)設(shè)置、診斷、曲線分析和數(shù)據(jù)管理等功能。

控制內(nèi)容包括：離心通風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的控制，當(dāng)系統(tǒng)接近喘振狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速及通風(fēng)機(jī)氣體回流閥閾值大小，進(jìn)一步控制通風(fēng)機(jī)進(jìn)氣量，以此避免通風(fēng)機(jī)喘振的發(fā)生。

3 監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)路結(jié)構(gòu)

圖靈組態(tài)基于網(wǎng)絡(luò)的概念，以客戶(hù)—服務(wù)器模式，運(yùn)行在基于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)上。圖靈組態(tài)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)作為一種柔性結(jié)構(gòu)，可將整個(gè)應(yīng)用程序分配給多個(gè)服務(wù)器,可以引用遠(yuǎn)程站點(diǎn)的變量到本地使用。服務(wù)器的分配可以是基于項(xiàng)目中物理設(shè)備結(jié)構(gòu)或不同的功能,用戶(hù)可以根據(jù)系統(tǒng)需要設(shè)立專(zhuān)門(mén)的I/O服務(wù)器、歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器、報(bào)警服務(wù)器和登錄服務(wù)器等?；趫D靈組態(tài)的通風(fēng)機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)采用如圖2所示的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

在圖2的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，PLC與現(xiàn)場(chǎng)的傳感器、變送器和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)相連，完成對(duì)通風(fēng)機(jī)相關(guān)參數(shù)的檢測(cè)和現(xiàn)場(chǎng)的控制。IO采集站只負(fù)責(zé)設(shè)備數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)服務(wù)器集報(bào)警服務(wù)器、歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器和登錄服務(wù)器的功能于一身，負(fù)責(zé)報(bào)警信息的驗(yàn)證和記錄，歷史數(shù)據(jù)的記錄和用戶(hù)登錄的驗(yàn)證。主控機(jī)用以瀏覽IO采集站上的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，查看IO站點(diǎn)的報(bào)警信息，查詢(xún)IO站點(diǎn)的歷史記錄，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)IO站點(diǎn)連接設(shè)備的控制。在此，主控機(jī)其實(shí)還充當(dāng)Web服務(wù)器，因?yàn)閳D靈組態(tài)Web版運(yùn)行系統(tǒng)內(nèi)嵌Web服務(wù)器系統(tǒng)處理遠(yuǎn)程IE端的訪問(wèn)請(qǐng)求，無(wú)需額外的Web服務(wù)器。遠(yuǎn)程監(jiān)控終端通過(guò)網(wǎng)絡(luò)能夠在任何地方對(duì)通風(fēng)機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。