一、系统概述
　　主通风机负责矿井通风，保障矿井的安全生产。主通风机的运行情况对整个矿井的安全生产起至关重要的作用，对其进行实时监测可以尽早发现故障，及时处理，有效保障矿井的安全生产。因此，建设一套具有完备监测功能的风机在线监控系统是非常有必要的。
二、系统设计
　　矿井主通风在线监控系统的设计，主要从以下几点考虑：
　　1、风机实时的运行状态
　　系统通过对风机参数的监测，实时准确了解风机运行状态、涌出量等，以及风机用电情况、轴承温度、振动等情况。
　　2、可靠的报警功能
　　系统可具体设置参数阙值，对轴承温度、风机振动等参数超过这一值时，及时给出声光报警信号，便于及时处理。
　　3、提高设备管理水平
　　系统及时了解风机运行等情况，为有效避免设备故障提供可靠的技术保障。及时统计用电情况，为生产部门及成本核算部门拟定计划提供第一手可靠的信息。
2.1 系统架构设计
　　主通风机在线监控系统以S7-300PLC为核心，主要由传感器、电力参数采集模块、PLC、上位机等组成。

图1 矿井通风机在线监测系统框架图

2.2 PLC硬件设计
　　S7-300PLC的硬件主要由电源模块、CPU、数字量输入输出模块、模拟量输入输出模块、通信模块组成。
　　（1）数字量输入输出模块主要用于低压柜控制方式及开关状态、电动机接触器及热继电器状态、变频器运行及故障状态、风门接触器状态及台风开到位、关到位状态，并控制低压柜开关的分合闸、电动机的正转/反转和变频/工频启动，以及风门的打开和关闭。
　　（2）模拟量输入输出模块主要对风机负压及流量、电动机温度和振动、变频器输出转速和电流、低压柜的电力参数等进行AD转换。
　　（3）通信模块负责与各低压柜内的电参数采集模块、上位机进行通信。
2.3 上位机监控软件设计
　　通风机参数在线监测系统配备RJ45以太网接口，软件接口OPC协议，通过矿井地面光纤主干环网向矿井信息与自动化系统上传信息，实现远方对风机设备实行监测、监控、数据共享等功能。
　　上位机监控系统功能如下：
　　1）监测主风机、电机的运行状态（运行、备用、检修、故障），监测电机的轴承温度、电机定子温度。监测风道气流的静压、全压、风量、风速、温度。监测电机的电压、电流、频率、有功功率、无功功率、功率因数、有功电度、无功电度。
　　2）对电机前后轴承温度、电机定子温度、电机电压、电机电流、静压、全压、振动、风流中瓦斯浓度等参数提供历史信息的查询打印，重要参数超限时实时报警，可由用户设置报警上下限。
　　3）可实时记录风机开关传感器状态，以及每个主电机实施开停动作的具体时刻，并且可根据要求生成报表。
　　4）监测高压柜电压、电流、有功功率等参数，监测断路器、接触器、操作状态转换开关、保护动作信号等参数。模拟量传感器检测参数、主电机电压、电流等动态参数按合理的时间密度记录（风道环境参数由安全监测系统采集），并生成趋势曲线图。
　　5）监测数据能够按不同的条件查询，并且便于打印输出，授权的网络终端用户能够远程查看监测数据。
　　6）提供程序及数据安全管理功能，不同的用户可设置不同的权限，防止未授权用户修改监控系统参数。
　　7）风机在线监控子系统就近接入环网交换机，通过工业以太网快速接入全矿综合自动化平台，提供OPC接口与自动化平台无缝连接，实现风机的监控和数据共享。
　　8）可实现风机的遥控自动启停、自动倒换和遥控“反风”运行功能。可实现多种控制方式：本地手动、本地自动、远程手动、远程自动。

图2 矿井通风机在线监测主画面