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摘 要：基于西门子PLC-300、PROFINET和WINCC组态软件建立了卷烟厂除尘房电动机实时监控系统，实现了对除尘房内电动机的振动、温度和电流的实时自动采集，存储和分析，及时对电动机运行状态的改变进行报警，实现电动机的预测维修，降低了无计划停机对生产的影响。
关键词：PROFINET；除尘房；监控系统
0引言
在卷烟工业企业中，除尘房内的电动机是卷包和制丝车间风力输送和除尘的主要动力来源，已经成为卷烟厂的卷烟生产连续化、自动化不可缺少的重要的专业装置。一旦电动机发生故障就会造成大面积的停机，影响整个车间，甚至整个厂的生产计划，所以保证除尘房电动机的可靠运行就显得尤为重要。除尘房电动机实时监控系统就是为了对除尘房内电动机进行实时监控，对电动机故障进状态提前预警，实现对电动机故障的预测维修，降低除尘房内电动机的无计划停机对生产造成的影响。
1.系统设计
1.1系统工艺要求
电动机在使用过程中，其运行状态一般根据其振动、温度和电流状态参数来进行评价，所以本系统中主要监测被监控电动机的振动、温度和电流参数，并参照其转速来对电动机运行进行评价。
电动机振动参数监测的一个关键环节，根据GB10068.2-1088《旋转电机振动测定方法及振动限值》的规定，在按GB10068.2-1088测定时其振动速度有效值规定中的设定值。相对标准对电机同一测点定期测试，将正常状态的值定为初始值，用实测值与初始值比较以进行状态判断。
电动机的寿命决定于绝缘材料的寿命。电机温度超过极限值会影响到电机（其实是电机绝缘材料）正常使用寿命。考虑到电机寿命以及电机厂的推荐使用温度。
电机表面温度不要超过80度。电动机的实际运行电流一般不应该超过其额定电流。
1.2系统的实现方式
系统所需监控的电动机数目较多，每个被监控的电动机被监测的参数较多，需要在电动机上安装多个具有模拟量输出的传感器。故本系统中采选用西门子PROFINET的分布式I/O系统，设置数据采集子站和数据采集主站来对各个电动机运行状态数据的进行采集。
数据管理与分析选用西门子WICC6.2版本，WICC6.2版本数据存储是基于SQL SEVER系统的，选用SQL SEVER 2005 数据库对电动机状态数据的存储。
2.硬件设计
除尘房内电动机实时监控系统的网络构架拓扑图，由西门子S7-315 2DP/PN CPU以及机架模拟量输入模块构成集主站，工控机和各个数据采集ET200 ECO PN分布式IO模块通过交换机与CPU的PN口相连接，距离主站位置较近电动机转速和电流采集直接PLC模拟量输入模块。
在每台电动机近旁设置一个ET 200 ECO PN IO子站，每台电动机上安装4个振动传感器和1个温度传感器，传感器接入子站向内，子站模块把传感器采集到模拟量数转化为数据量信号，通过PROFINET总线实时传输到状态参数采集主站的S7-315 2DP/PN CPU模块。CPU模块对采集到的数据进行分析处理后上传到工控机，工控机内的电动机实时监控软件对数据进行实时分析和存储，按要求显示电动机当前运行状态，以及生产各种电动机诊断需求的趋势图谱。
3.软件功能设计
监控主站由西门子S7-300 PLC 和工控机组成，PLC承担电动机的振动、温度、电流等状态数据的采集、工程量的转化、预警信号生产、报警信号生成报警点的隔离等功能，工控机承担电动机状态数据的存储、分析、诊断以及人机交互任务。主站与电动机近旁的分布式采集子站之间的数据交换采用PROFINET 网络，对电动机的温度和振动信号进行采集。电流和频率信号的采集通过直接连接方式接入到主站机架模拟量输入模块。
3.1 PLC程序功能
系统采用西门子STEP 7 编程软件完成主从站设计及配置。
（1）PROFINET 分布式IO组态
在 STEP 7中先配置S7-300主站，为主站分配IP地址并建立PROFINET总线。按照系统规划的子站数量，将ET200 ECO PN模块挂接到PROFINET总线上。在编辑EARTHNET接点对话中输入所要编辑的子站模块的物理网址，连接到所要编辑的子站模块，为子站模块分配IP地址和设备名称。
（2）程序实现的功能
编写比较功能程序把采集到的电动机实时状态数据与设定的预警值和报警值进行比较，根据比较结果显示当前电动机的运行状态，触发运行状态指示灯；对任意电动机的任意监控点进行隔离，防止个别监控点的故障造成误报警；设置报警启动延时功能，防止电动机启动时误报警。
3.2 工控机实时监控上位机软件功能
WINCC 软件是目前工控领域主流的开发的平台之一。软件本身提供了强大、通用的过程可视化系统。其基于SQL SEVER的数据库系统，提供了强大的数据管理功能，可实现对大量数据的管理。其脚本开发功能，更是为二次编程提供了非常强的灵活性，可以为数据分析提供强大的支持。
使用WINCC平台开发的上位机程序承担电动机状态数据的存储和分析，以及电动机故障诊断和人机交互任务，实现如下功能
（1）变量的定义及存储；
（2）系统安全功能；
（3）电机监控显示和隔离功能；
（4）历史数据维护查询窗口；
（5）报警记录窗口；
（6）系统参数设置窗口；
（7）电动机维护信息设置。
4.结束语
基于PRONET分布式I/O在除塵房电动机实时监控中的应用，既改变了以往集中监控系统中大量远距离布线造成的施工工作量大和信号传输过程中的失真，又满足了数据的传输的实时性。实现了对除尘房内大多数电动机运行状态24小时连续不停在线监测，满足了除尘房内电动机的监控要求，当电动机运行状态参数超出监控值时及时进行报警，预防电动机故障继续发展，造成的损失，实现了除尘房内电动机预测维修，有很大的经济和社会价值。
参考文献
[1] 沈标正.电机故障诊断技术[M].机械工业出版社，1996.
[2] Raimond Pigan Mark Metter.西门子PROFINET工业通信指南[M].人民邮电出版社，2007.
关键词：PROFINET；除尘房；监控系统
0引言
在卷烟工业企业中，除尘房内的电动机是卷包和制丝车间风力输送和除尘的主要动力来源，已经成为卷烟厂的卷烟生产连续化、自动化不可缺少的重要的专业装置。一旦电动机发生故障就会造成大面积的停机，影响整个车间，甚至整个厂的生产计划，所以保证除尘房电动机的可靠运行就显得尤为重要。除尘房电动机实时监控系统就是为了对除尘房内电动机进行实时监控，对电动机故障进状态提前预警，实现对电动机故障的预测维修，降低除尘房内电动机的无计划停机对生产造成的影响。
1.系统设计
1.1系统工艺要求
电动机在使用过程中，其运行状态一般根据其振动、温度和电流状态参数来进行评价，所以本系统中主要监测被监控电动机的振动、温度和电流参数，并参照其转速来对电动机运行进行评价。
电动机振动参数监测的一个关键环节，根据GB10068.2-1088《旋转电机振动测定方法及振动限值》的规定，在按GB10068.2-1088测定时其振动速度有效值规定中的设定值。相对标准对电机同一测点定期测试，将正常状态的值定为初始值，用实测值与初始值比较以进行状态判断。
电动机的寿命决定于绝缘材料的寿命。电机温度超过极限值会影响到电机（其实是电机绝缘材料）正常使用寿命。考虑到电机寿命以及电机厂的推荐使用温度。
电机表面温度不要超过80度。电动机的实际运行电流一般不应该超过其额定电流。
1.2系统的实现方式
系统所需监控的电动机数目较多，每个被监控的电动机被监测的参数较多，需要在电动机上安装多个具有模拟量输出的传感器。故本系统中采选用西门子PROFINET的分布式I/O系统，设置数据采集子站和数据采集主站来对各个电动机运行状态数据的进行采集。
数据管理与分析选用西门子WICC6.2版本，WICC6.2版本数据存储是基于SQL SEVER系统的，选用SQL SEVER 2005 数据库对电动机状态数据的存储。
2.硬件设计
除尘房内电动机实时监控系统的网络构架拓扑图，由西门子S7-315 2DP/PN CPU以及机架模拟量输入模块构成集主站，工控机和各个数据采集ET200 ECO PN分布式IO模块通过交换机与CPU的PN口相连接，距离主站位置较近电动机转速和电流采集直接PLC模拟量输入模块。
在每台电动机近旁设置一个ET 200 ECO PN IO子站，每台电动机上安装4个振动传感器和1个温度传感器，传感器接入子站向内，子站模块把传感器采集到模拟量数转化为数据量信号，通过PROFINET总线实时传输到状态参数采集主站的S7-315 2DP/PN CPU模块。CPU模块对采集到的数据进行分析处理后上传到工控机，工控机内的电动机实时监控软件对数据进行实时分析和存储，按要求显示电动机当前运行状态，以及生产各种电动机诊断需求的趋势图谱。
3.软件功能设计
监控主站由西门子S7-300 PLC 和工控机组成，PLC承担电动机的振动、温度、电流等状态数据的采集、工程量的转化、预警信号生产、报警信号生成报警点的隔离等功能，工控机承担电动机状态数据的存储、分析、诊断以及人机交互任务。主站与电动机近旁的分布式采集子站之间的数据交换采用PROFINET 网络，对电动机的温度和振动信号进行采集。电流和频率信号的采集通过直接连接方式接入到主站机架模拟量输入模块。
3.1 PLC程序功能
系统采用西门子STEP 7 编程软件完成主从站设计及配置。
（1）PROFINET 分布式IO组态
在 STEP 7中先配置S7-300主站，为主站分配IP地址并建立PROFINET总线。按照系统规划的子站数量，将ET200 ECO PN模块挂接到PROFINET总线上。在编辑EARTHNET接点对话中输入所要编辑的子站模块的物理网址，连接到所要编辑的子站模块，为子站模块分配IP地址和设备名称。
（2）程序实现的功能
编写比较功能程序把采集到的电动机实时状态数据与设定的预警值和报警值进行比较，根据比较结果显示当前电动机的运行状态，触发运行状态指示灯；对任意电动机的任意监控点进行隔离，防止个别监控点的故障造成误报警；设置报警启动延时功能，防止电动机启动时误报警。
3.2 工控机实时监控上位机软件功能
WINCC 软件是目前工控领域主流的开发的平台之一。软件本身提供了强大、通用的过程可视化系统。其基于SQL SEVER的数据库系统，提供了强大的数据管理功能，可实现对大量数据的管理。其脚本开发功能，更是为二次编程提供了非常强的灵活性，可以为数据分析提供强大的支持。
使用WINCC平台开发的上位机程序承担电动机状态数据的存储和分析，以及电动机故障诊断和人机交互任务，实现如下功能
（1）变量的定义及存储；
（2）系统安全功能；
（3）电机监控显示和隔离功能；
（4）历史数据维护查询窗口；
（5）报警记录窗口；
（6）系统参数设置窗口；
（7）电动机维护信息设置。
4.结束语
基于PRONET分布式I/O在除塵房电动机实时监控中的应用，既改变了以往集中监控系统中大量远距离布线造成的施工工作量大和信号传输过程中的失真，又满足了数据的传输的实时性。实现了对除尘房内大多数电动机运行状态24小时连续不停在线监测，满足了除尘房内电动机的监控要求，当电动机运行状态参数超出监控值时及时进行报警，预防电动机故障继续发展，造成的损失，实现了除尘房内电动机预测维修，有很大的经济和社会价值。
参考文献
[1] 沈标正.电机故障诊断技术[M].机械工业出版社，1996.
[2] Raimond Pigan Mark Metter.西门子PROFINET工业通信指南[M].人民邮电出版社，2007.