基于PLC的煤矿矿井通风控制系统设计【开题报告+文献综述+毕业论文】

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1、本科毕业论文系列开题报告电气工程及其自动化基于PLC的煤矿矿井通风控制系统设计一、课题研究意义及现状据统计,我国煤矿事故因瓦斯爆炸死亡人数是世界上主要采煤国家，死亡总人数的4倍,百万吨煤死亡率是美国的近20倍、印度的12倍。地面空气进入井下后,因发生物理和化学两种变化,使其混入了有毒性、窒息性和爆炸性的气体和粉尘,为创造井下良好的工作环境、防止各种伤害和爆炸事故,保障井下人员身体健康和生命安全,对通风设施进行系统化管理和监控的工作显得尤为重要。矿井通风系统主要是为了解决矿井内空气的流通问题,使在井下作

2、业的矿工能够正常工作并使有害气体能够及时地疏散到矿外大气中去。矿井主通风机通风机是矿井通风系统的核心设备，因此自然成为风机监测系统的首要监测对象。鉴于通风作业在煤矿安全生产中占据的至关重要的地位与作用，在通风系统的设计中都毫无例外地体现了系统冗余的思想，即重复配置两台相同的通风机组，互为备用，确保通风作业的不间断性。本次研究的课题是利用PLC技术来实现煤矿矿井通风控制系统的设计。PLC是以嵌入式CPU为核心，加上输入、输出等模块。由于风机需要高可靠性，所以对使用的下位机系统的可靠性作为选取的主要参数。

3、PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。从PLC的机外电路来说，使用PLC构成的控制系统，与同等规模的继电器系统相比，电气接线已减少到数百甚至数千分之一，因此故障率也就大大降低了。此外PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障可以报警，在上位机软件中也编写了外围器件的故障自诊断程序，使外围电路也获得故障自我保护。这样就使整体控制系统具有很高的稳定性。二、课题研究的主要内容和预期目标1、主要内容主要研究内容是利用PLC技术设计一个矿井

4、通风系统监测控制模块。主要包括PLC检测系统和上位机组态软件系统两个部分，其中PLC测控系统能够实现对主通风机温度，风洞，电气等参数进行实时采集，并将上位机软件传来的控制命令传至电机，风门等被控对象；而上位机组态软件系统要求将PLC测控系统采集的实时数据按照生产实际在上位机上进行显示，使工作人员简化工作，并能达到远程监控的目的，同时将用户的控制命令传给PLC测控系统。2、预期目标1）预期设计一个通风机系统，利用主要以PLC软件编程使通风机实现：实时监测风机运行各种参数；监测风门位置、风机开停状态、反风

5、信号和电机编号等风机运行多种状态信息；控制风门开/关、风机启/停；自动闭锁控制，保证系统安全；具有现场控制，手动控制等多种控制方式。初步设计风机的参数检测分为：温度信号的检测，风机启/停信号检测，风量的检测，振动参数的检测，压力检测，电气参数的测量与监测，信号采集设备，系统的通讯。温度信号由风机内部的测量电阻得到，将信号通过屏蔽双绞线传到多路温度巡检仪。风机启/停信号检测中的传感器主要用于煤矿井下各种交流驱动机电设备启/停状态，并把检测到的设备开停信号转换成各种标准信号传输给PLC。监测风门位置和控制

6、风门方法设置通风机的通道有三个电动风门：立式风门，斜风门，地面风门。其中立式风门用低压三相交流电动机拖动，由左右限位开关来检测风门的位置，斜风门采用交流电动机拖动，由上下限位开关检测风门的位置，限位开关的常开或常闭触点向PLC发出信号并切断电机供电回路。在监测系统中，控制面板上的按钮、开关和各种检测信号输入都需要到PLC中，通过PLC来控制各电机的启动、关闭以及指示灯的显示。PLC是监测系统的核心，主要完成对本系统所有信号的采集以实现对通风机的自动监测控制。2）由于主要是对以PLC为主的主控模块进行实

7、现，那么利用PLC实现通风机控制系统的程序编译成功后，还需要对编译好的程序进行调试通过，通过调节来观察程序能否实现通风机控制系统的一系列功能，从而满足最初的设计要求。3）然后考虑用组态软件实现综合功能。组态软件提供了多种控制器件库、图形控制和功能组件，可组态各种显示与控制功能，创建画面和信息并将其与PLC程序链接，以图形形式使系统操作状态、当前过程值及故障可视化，提供友好的人机界面来操作被监控的设备或系统，对PLC系统中的实时数据进行显示、记录、存储、处理，满足各种监控要求。4)为了应对通风机工作时遇

8、到的突发情况,如突然断电以及突发情况。需要设计加入备用电源，紧急暂停按钮和复位按钮。三、课题研究的方法及措施1．研究方法首先要对通风机控制系统的原理和PLC进行了解，这需要查阅一定的资料，清楚该系统所需要实现的功能以及如何实现这些功能，PLC的原理和其所能实现的功能。因为本次研究完成的主要是对通风机的监测系统的设计，其监测系统主要用于温度信号的检测，风机启/停信号检测，风量的检测，振动参数的检测，压力检测，电气参数的测量与监测，信号采集设备，系统的通讯。