基于PLC的矿井通风控制系统设计.doc

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1、目录碾灏篮趿牍崭甙攴汴司炜瘰蚀朗储伊妊搁腿髭吨馘拌霰2设计方案的拟定堵种诖珍饶陶侣腥筋栗汆谎23系统的结构及工作原理耪怩杵响魉背妤飑亓柝夼妒23.1系统的结构智缕郧轷连叹菜但貌谔怖畜23.2系统的控制原理趵尝哔吾欤芘劣旃惴俪甓恨33.3系统的运行方式事渌尽卡徒汀躁联桔钎醛醵43.4变频调速原理揶梧篇截老熙寸卷属茭簪摄53.5PID调节原理介绍谑叫禄热葶缢蜚披妻豕毳蛤64提高通风机装置综合效率伐鲑胚囵莹罘谮茄退娆德拢84.1风机调速猡岔钸馆冻嵴峄埭阒将惕吧84.2调整轴流风机叶片安装角度幅犷酬牵树虢伙力油捎蠡侔94.3更换电机抬半议癖跷纽槊螂踉诙忖椿94.4采用“子母”风机媸

2、围瞩航娩碑峻寐钺妃缧访95硬件的设计漓雍鞒轳颡杉铢丐缪锟甲工105.1PLC类型的选用蓉联喱髌铍颡箩奶虎到恒锈105.2变频器类型的选用及接线方式泶沉谟少篆釉糕吴囡速推糅115.3瓦斯传感器的选择觇阕宕孓嵯忡钢烃皑取尚炳115.4压力传感器的选择辏铈滢颏歇惚遛辙粜裳垡特125.5变送器的选择细酥拊轱刹阂梯鹄镝蒜盛阱125.6电机的选择樘释裳闩廊怄醋锶乌瑁狭列135.6电源的供电方式葳舶糈宕啉鼗蛭蘑瓦煜内擞135.7故障处理及保护功能捞鹁叹呙嶂这洁劬以喟蝶情156软件的实现墉柑嗒蝾煦阱寞钢轴坯独桉166.1PLC的I/O分配潴牿陡品篙婪亲置俞焕箧肩16表1PLC的I/O口分配

3、表膊媾呵奥邢挝柒琨阑唱垸炝17雎廾萃候篮孩辚丨薹钧川床17崖瞠甘桢淙药鞅在役鋈躔岔17贯智恺角瓠胖呐攥隽韭芭珍17歧窀袈尚殖贯斧惋当圪弟妩17驯仞院先砧猛狠臾妯缬咐冶176.2PLC接线图棘缑统辎兮嘈噻斜峡瓞瀛工176.3程序控制流程图贫甘碍迟胧诋莉阎很胍蒈霉176.4程序的调试、测试和监控淮宽粳趑郊汉蠼壅滋掏卩囊186.5上位机联机调试砺峁肷丛徽鹿蚶倦嘣绒纥闷196.6软件操作应注意事项恃彐亭佶扉抟眷迥市案涿荞207结束语瞎斛莶殖埚剿褪榔藐吮氧骋21谢辞妈氅逖跑啼钠怆篙睫咨梢覃21参考文献辟岵稗实尿骝醵咧狒缮取衙21啄芝漆鲡堡顽处氧尉摺洮跤22蕾悸退当踪岿痉野拦雌威桴22

4、蛞谬诳货傅缍笨苗欧虏鲸磲22淄茨滗轴灬担敉噪蛇镂阿箫22缔钼摹屐偾纯鲜装镂鋈哽泳22诌邓媚缎屙吐焚铙蓟峒幺奇22竭曝湃勒襁洹铝颟昏乌倌废22酢菥貉扣吃爨找瓶誊前邑杼23掺颦惧硬硭吨尕徉熠奢汨声23堀鳓窗脑侗玳笔公祟灭壬寒23阄赀钼钟蛲毋粟榆诶珊货雯23偾鸬皆入眭嗓坌揶懈佘杉迮23附录1程序清单冼醪食馋眺蔌程孕棘工串锼231引言拌楝颐慧氐恤赂蔽拳惮私拓矿井通风控制是井下采、掘行业必不可少的环节，特别是在瓦斯浓度要求严格的作业面，井内的通风状态以及瓦斯气体含量对工作人员来说非常重要。因此，矿井通风的控制具有重要的理论意义与实际意义，近年来受到格外关注。所谓通风控制，主要是针对矿

5、井风流的控制，通过对通风机进行调速来控制风流状态。在通常状况下，井下环境恶劣且风流压力受各种扰动影响而变化无常、难以把握。原先用人工进行通风控制，由于无法每时每刻对矿井的风量进行准确的定位监测，很难准确控制风机的启停；并且出现故障多，可靠性差，给维修带来很大的麻烦。以往通风控制系统中有很大一部分通风电机是不变速拖动，不变速电机的电能大多消耗在适应风量的变化而频繁的开停风机中，这样不但使电机工作在低效区、减短电机的使用寿命，而且电机的频繁开停使设备故障率很高，系统的维护、维修工作量较大；另一方面，由于风量的随机性，所使用的风量是动态的，采用传统方法难以保证通风的实时性。从整体

6、最优目标要求出发，这些因素必须在控制设计中加以考虑，这就需要寻找并应用行之有效的理论，从而来满足这些要求使设计变得简单易行。针对以上提出的问题，本文采用自动化控制对整个矿井通风系统进行改进，将所关心区域主风流作为当前状态，井下环境干扰作为外部扰动输入，通风机输出功率作为控制输入，并考虑实际上瓦斯浓度、风流流速检测滞后的基础上，应用控制理论与技术解决这类矿井通风控制问题，在整体上求得技术与经济的最佳效益。黪攴颏赉七仰长爷拟艟痉辕2设计方案的拟定堵种诖珍饶陶侣腥筋栗汆谎用变频调速来控制风机的运行，通常有单片机或PLC控制两种方式，但在软件设计上，PLC比单片机的编程更简洁、直观

7、；从硬件接口考虑，单片机电路稍微复杂一些；从经济方面考虑，由于PLC工艺的日渐成熟，小型PLC的成本与单片机相差无几，由于要根据现场情况调整系统参数，PLC的软件中时间参数的调整更简单，硬件接口简易可行、提高系统运行的可靠性，特别是整个系统的稳定性和抗干扰能力很强，这样更有利于售后服务人员掌握。辟澌羰渍谴勺龇羧键酝佘唐本设计方案将PLC与变频器结合在一起组成自动化的通风控制系统，更好的优化了传统的通风系统，解决了传统系统中能耗大、通风质量差等诸多问题，它用PLC进行逻辑控制，用变频器对电机速度进行调节，自动控制电机