基于plc的矿井通风机变频控制系统设计

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1、目录1绪论11.1矿井通风系统简介11.2国内外研究状况21.3课题的主要研究内容32通风系统及主扇风机控制方案52.1通风系统的设计方案62.2矿井主扇风机的控制方案72.2.1矿井主扇风机概述72.2.2矿井主扇风机的供电系统73系统硬件构成及各部分功能93.1PLC可编程控制器部分93.1.1PLC概述93.1.2PLC的应用103.1.3典型的PLC产品103.1.4PLC外部I/O连接113.1.5I/O接线图133.2变频器133.3变频器的选型和容量的确定143.4离心风机153.5模数转换模块164

2、通风系统硬件的设计174.1硬件电路174.2系统控制电路设计185软件设计195.1通风系统的主要参数监控195.2瓦斯浓度控制205.2压力的监测215.3温度的监测235.4流量的监测245.5电气参数的测量与监测255.6振动的监测255.7信号采集设备256矿井通风机远程监控系统设计266.1矿井通风机自动监控系统的功能266.2通风机自动监控系统的技术指标266.3通风机自动监控系统的整体结构266.4通风机自动监控系统运行方式277矿井通风机自动监控系统硬件设计297.1系统的组成和特点297.2风机

3、参数的监测297.3风机监控系统所需监控的输入输出量30总结32致谢33参考文献34附录A351绪论1.1矿井通风系统简介矿井通风系统是矿井通风方式、通风方法和通风网络的总称，基本任务是：供给井下足够的新鲜空气，满足人员对氧气的需要，冲淡井下有毒有害气体和粉尘，保证安全生产，调节井下气候，创造良好的工作环境，所以本设计主要是对通风系统内的风压风量及瓦斯浓度的控制。矿井通风系统由影响矿井安全生产的主要因素所决定。根据相关因素把矿井通风系统划分为不同类型。根据瓦斯、煤层自燃和高温等影响矿井生产安全的主要因素对矿井通风系

4、统的要求，为了便于管理、设计和检查，把矿井通风系统分为一般型、降温型、防火型、排放瓦斯型、防火及降温型、排放瓦斯及降温型、排放瓦斯及防火型、排放瓦斯与防火及降温型几种，依次为1-8八个等级。矿井通风方式有串联通风和并连通风两种。　按进回风巷在井田位置不同，通风系统分为中央式、对角式、分区式和混合式矿井通风系统。矿井通风系统是由通风机和通风网络两部分组成。风流由入风井口进入矿井后，经过井下各用风场所，然后进入回风井，由回风井排出矿井，风流所经过的整个路线称为矿井通风系统。矿井通风方法以风流获得的动力来源不同，可分为自

5、然通风和机械通风两种。（1）自然通风：利用自然气压产生的通风动力，致使空气在井下巷道流动的通风方法叫做自然通风。自然风压一般都比较小，且不稳定，所以《煤矿安全规程》规定：每一矿井都必须采用机械通风。（2）机械通风：利用扇风机运转产生的通风动力，致使空气在井下巷道流动的通风方法叫做机械通风。采用机械通风的矿井，自然风压也是始终存在的，而且也并在各个时期内影响着矿井的通风工作，在通风管理工作中应给予充分重视。矿井通风系统的基本要求是：1．每个矿井，至少要有两个通到地面的安全出口。2．进风井口要有利于防洪，不受粉尘，有害

6、气体污染。3．北方矿井、井口需装供暖装备。4．总回风巷不得作为主要人行道。5．工业广场不得受扇风机噪音干扰。6．装有皮带机的井筒不得兼作回风井。7．装有箕斗的井筒不应作为主要进风井。8．可以独立通风的矿井，采区应尽量独立通风，不宜合并一个通风系统。保证系统能够独立地进行工作，这样当一个矿井出现故障时，另一个矿井的通风工作不受影响。使生产不受大面积的受阻。9．通风系统要为防治瓦斯、火、尘、水及高温创造条件。10．通风系统要有利用深水平或后期通风系统的发展变化。1.2国内外研究状况矿井通风系统分析技术现状煤矿通风系统是

7、保障安全生产的基础同时又受制于煤层地质条件及由此形成的矿山井巷系统的特点。近年来煤矿扩能及生产的集约化成为了普遍的趋势矿井装备水平迅速提高系统有了明显的简化。但是现在仍有大量开采多年的老矿系统极为复杂大量新井产能的高度集中造成了系统新的隐患矿井在日常生产中所遵从的分区通风格局抗灾能力不足在强烈的扰动面前有可能形成严重的风流紊乱因而需要有预先的判断和分析矿井主扇和通风构筑物作为矿井通风系统的重要构成部分其参数选取、布局、可靠性等均对系统的合理运行起着重要的作用。因此矿井通风系统的合理性、可靠性和抗灾能力分析对于防止通

8、风瓦斯及煤层自燃等意外的出现对于矿井预防处理通风瓦斯意外及灾变的能力对于提高矿井安全管理水平均有着重要的作用。我国煤矿的重、特大瓦斯事故所造成的井下人员大量伤亡均源于通风系统抗灾能力不足致使正常生产时的分区通风在瓦斯爆炸条件下受到破坏爆炸气体进入了爆源以外的广泛区域使其他通风分区乃至全矿井下的人员中毒死亡。研究瓦斯爆炸对分区通风的破坏机理对瓦斯爆炸条件下通风