【正文】 gic Controller (PLC) in the coal mine ventilation system 。煤礦主通風(fēng)機(jī)是煤礦生產(chǎn)的重要設(shè)備，通風(fēng)機(jī)能否正常工作，直接影響煤礦的生產(chǎn)活動(dòng)。中 國(guó) XX 大 學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)姓 名： XXX 學(xué) 號(hào)：XXXXXX 學(xué) 院： XXXX 學(xué) 院 專(zhuān) 業(yè)： 電 氣 工 程 及 其 自 動(dòng) 化 　 設(shè)計(jì)題目： 基于PLC的風(fēng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 專(zhuān) 題： 指導(dǎo)教師： XXX 職 稱： 講師 2009年 6 月 徐州中國(guó)礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)學(xué)院 應(yīng)用技術(shù)學(xué)院專(zhuān)業(yè)年級(jí) 電氣053班學(xué)生姓名XXX任務(wù)下達(dá)日期：2009年 3 月 9 日畢業(yè)設(shè)計(jì)日期： 2009 年 3 月 9 日至 2009 年 6 月 5 日畢業(yè)設(shè)計(jì)題目：基于PLC的風(fēng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)（硬件）畢業(yè)設(shè)計(jì)專(zhuān)題題目：畢業(yè)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容和要求：1. 了解S7300PLC的工作原理和學(xué)習(xí)梯形圖編程語(yǔ)言2. 掌握主通風(fēng)機(jī)的工作原理和礦井通風(fēng)系統(tǒng)的工作流程3. 完成對(duì)主通風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和軟件編程，實(shí)現(xiàn)以下功能：1）實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)風(fēng)機(jī)風(fēng)壓（靜壓、全壓）、風(fēng)速風(fēng)量、軸承溫度、定子溫度、電網(wǎng)電流、電壓、功率、電機(jī)與風(fēng)機(jī)效率、風(fēng)峒大氣參數(shù)（溫度、濕度、大氣壓力）等風(fēng)機(jī)運(yùn)行各種參數(shù)；2）監(jiān)測(cè)風(fēng)門(mén)位置、風(fēng)機(jī)開(kāi)停狀態(tài)、反風(fēng)信號(hào)等風(fēng)機(jī)運(yùn)行多種狀態(tài)信息；3）控制風(fēng)門(mén)開(kāi)/關(guān)、風(fēng)機(jī)啟/停；4）自動(dòng)閉鎖控制，保證系統(tǒng)安全；具有現(xiàn)場(chǎng)控制，手動(dòng)控制等多種控制方式。因此對(duì)主通風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)控有很重要的意義。 Discussed the system position and the design of ventilator realization automatic control system 。 PLC。煤礦主通風(fēng)機(jī)是實(shí)現(xiàn)礦井通風(fēng)的作業(yè)的重要的設(shè)備，它擔(dān)負(fù)著向煤礦井下生產(chǎn)及生產(chǎn)輔助系統(tǒng)輸送新鮮空氣，并將粉塵和污濁風(fēng)流拋棄出地面、為井下生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的工作人員創(chuàng)造較好的氣候條件，使他們能保持良好的精神狀態(tài)，提高生產(chǎn)效率，確保礦井安全生產(chǎn)。風(fēng)速對(duì)人體散熱及人體舒適又重要影響，風(fēng)速還對(duì)礦塵懸浮、瓦斯集聚、井巷通風(fēng)阻力等有較大影響。 PLC的基本概念隨著微處理器、計(jì)算機(jī)和數(shù)字通信技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)控制已經(jīng)廣泛幾乎所有的工業(yè)領(lǐng)域，現(xiàn)代社會(huì)要求制造業(yè)對(duì)市場(chǎng)需求作出迅速的響應(yīng)，生產(chǎn)出小批量、多品種、多規(guī)格、低成本和高質(zhì)量的產(chǎn)品，為了滿足這一要求，生產(chǎn)設(shè)備和自動(dòng)生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)必須具有極高的可靠性和靈活性，可編程控制器正是順應(yīng)這一要求出現(xiàn)的，它是以微處理器為基礎(chǔ)的通用工業(yè)控制裝置。它有以下幾部分組成：1) 中央處理單元（CPU）CPU用于存儲(chǔ)和處理用戶程序，控制集中式I/O和分布式I/O。數(shù)字量輸出模塊用來(lái)控制接觸器、電磁閥、指示燈等輸出設(shè)備。 5) 通信處理器（CP）用于PLC之間、PLC和計(jì)算機(jī)或其它智能設(shè)備之間的通信。電源模塊安裝在最左邊，CPU模塊緊接著電源模塊，如果有接口模塊，它放在CPU模塊的右側(cè)。除了中央機(jī)架最多可以增加擴(kuò)展3個(gè)擴(kuò)展機(jī)架，因此最多可以安裝32個(gè)模塊。操作系統(tǒng)用來(lái)處理PLC的啟動(dòng)、刷新過(guò)程映像輸入/輸出區(qū)、調(diào)用用戶程序、處理中斷錯(cuò)誤、管理存儲(chǔ)區(qū)和通信等任務(wù)。此外還要執(zhí)行一次用戶生成的“系統(tǒng)啟動(dòng)”組織塊OB100,完成用戶指定的初始化操作。3) CPU處理用戶程序，執(zhí)行用戶程序的指令。循環(huán)程序處理過(guò)程可以被某些事件中斷。梯形圖、語(yǔ)句表和功能圖是這個(gè)軟件包中的3中基本編程語(yǔ)言，這3種語(yǔ)言可以在STEP 7中相互轉(zhuǎn)換。觸點(diǎn)和線圈等組成的獨(dú)立電路稱為網(wǎng)絡(luò)。 PLC的供電及接地抗干擾問(wèn)題可編程控制系統(tǒng)組成的控制系統(tǒng)以交流220V作為基本的工作電壓，電源開(kāi)關(guān)選擇的是兩相單開(kāi)關(guān)，然后通過(guò)隔離變壓器和交流穩(wěn)壓器或UPS電源。這些工作電源都是由電源模塊供電。接地設(shè)計(jì)有兩個(gè)基本目的：消除各電路電流流經(jīng)公共地線阻抗所產(chǎn)生的噪聲電壓和避免磁場(chǎng)與電位差的影響，使其不形成地環(huán)路。 目前國(guó)內(nèi)外的通風(fēng)機(jī)監(jiān)控狀況最近20年，各國(guó)煤礦通風(fēng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)發(fā)展迅速，為預(yù)防事故起了重要的作用。TF200系統(tǒng)是YF24系統(tǒng)的更新產(chǎn)品，功能擴(kuò)大，傳輸通道由24個(gè)增加到52個(gè)。適合于小煤礦，可配接20個(gè)測(cè)點(diǎn)，可用循環(huán)方式監(jiān)測(cè)各測(cè)點(diǎn)的參數(shù)，包括瓦斯?jié)舛群惋L(fēng)速。俄羅斯建立了區(qū)域預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)專(zhuān)家系統(tǒng)。礦工不需要親自去檢查機(jī)器，完全由電腦來(lái)檢查并處理數(shù)據(jù)。提高了礦工工作效率也降低了危險(xiǎn)概率。隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的迅猛發(fā)展和企業(yè)自身發(fā)展的需要，國(guó)內(nèi)各單位相繼研制出KJ90,KJ95,KJ101,KJF2000,KJ4/KJ2000和KJG2000等監(jiān)控系統(tǒng)，以及MSNM,WEBGIS等煤礦安全綜合化和數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)。2 礦井主通風(fēng)機(jī)系統(tǒng)通風(fēng)系統(tǒng)是利用各種通風(fēng)設(shè)備，不斷地把地面的新鮮空氣按著一定的路線、一定的風(fēng)量送到井下各用風(fēng)地點(diǎn)，同時(shí)把井下的乏風(fēng)排至地面，并將井下的各種有害氣體稀釋到《煤礦安全規(guī)程》所允許的濃度以下，以保證井下工作人員身心健康和設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。根據(jù)風(fēng)流在葉輪內(nèi)部的流動(dòng)方向可分為離心式和軸流式。1)風(fēng)機(jī)工作風(fēng)量在風(fēng)機(jī)風(fēng)口斷面上測(cè)出動(dòng)壓換算成平均風(fēng)速，或直接測(cè)出平均風(fēng)速，然后乘以進(jìn)風(fēng)口的斷面積，得出風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)量。風(fēng)機(jī)全壓是風(fēng)機(jī)對(duì)1空氣所做的功，用于克服管網(wǎng)阻力和消耗于動(dòng)能損失。 4）風(fēng)機(jī)效率風(fēng)流在風(fēng)機(jī)機(jī)體內(nèi)流動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生沖擊、摩擦等各種能量損失。軸流風(fēng)機(jī)由整流罩、葉輪、導(dǎo)葉、整流體、集風(fēng)器及擴(kuò)散筒等組成。本系統(tǒng)采用的是燕京風(fēng)機(jī)廠生產(chǎn)的BD(K)系列煤礦用防爆對(duì)旋式主通風(fēng)機(jī)2臺(tái)，這是一種典型的軸流式通風(fēng)機(jī)。3）風(fēng)機(jī)可以直接反轉(zhuǎn)反風(fēng)。4）風(fēng)機(jī)既可以兩臺(tái)電機(jī)一起開(kāi)啟，也可以單臺(tái)電機(jī)分別單獨(dú)運(yùn)轉(zhuǎn)使用，擴(kuò)寬了運(yùn)行的性能范圍。設(shè)計(jì)上考慮了6種固定的調(diào)節(jié)角度，可供用戶參考選用。在本設(shè)計(jì)方案中兩臺(tái)通風(fēng)機(jī)各有一個(gè)通道，每個(gè)通道各有三個(gè)風(fēng)門(mén)，一個(gè)立式風(fēng)門(mén)，一個(gè)斜風(fēng)門(mén)，一個(gè)地面風(fēng)門(mén)，其中前兩個(gè)風(fēng)門(mén)是通常系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的冗余考慮，最后一個(gè)風(fēng)門(mén)是調(diào)節(jié)風(fēng)量和倒換風(fēng)機(jī)時(shí)所用。改變通風(fēng)系統(tǒng)正常風(fēng)流的方向叫做反風(fēng)。“《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，生產(chǎn)礦井主要通風(fēng)機(jī)必須裝有反風(fēng)設(shè)施，并能在10min內(nèi)改變巷道中的風(fēng)流方向；當(dāng)風(fēng)流方向改變后，主要通風(fēng)機(jī)的供給風(fēng)量不應(yīng)小于正常供風(fēng)量的40%。本設(shè)計(jì)方案正是采取的這種反風(fēng)措施。4）各風(fēng)門(mén)保持原狀不變。每臺(tái)風(fēng)機(jī)安裝有2臺(tái)11KV的高壓異步電動(dòng)機(jī),電動(dòng)機(jī)上安裝了三相定子和前后軸承溫度傳感器（出廠時(shí)已預(yù)埋），每個(gè)風(fēng)機(jī)風(fēng)道配有1扇地面風(fēng)道閘門(mén),用來(lái)調(diào)節(jié)風(fēng)量和倒換風(fēng)機(jī)，每個(gè)立式風(fēng)門(mén)各有一臺(tái)11KW的低壓三相交流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，每個(gè)旋轉(zhuǎn)風(fēng)門(mén)采用40KW的交流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，在風(fēng)機(jī)風(fēng)道處安裝測(cè)量差壓、負(fù)壓的氣樣管道及流體溫度傳感器；同時(shí),為了保證附屬設(shè)備可靠地工作,安裝2臺(tái)50KVA的干式變壓器綜合保護(hù)裝置。檢測(cè)部分是用各種傳感器和變送器，各種數(shù)字量/模擬量?jī)x表等設(shè)備。3）采用了多種抗干擾措施，因此系統(tǒng)的抗千擾能力強(qiáng)，可靠性高，監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確。本設(shè)計(jì)我設(shè)計(jì)了兩種運(yùn)行方式：1）現(xiàn)場(chǎng)控制的方式：就是在現(xiàn)場(chǎng)的觸摸屏上進(jìn)行操作，本方案采用的是西門(mén)子的PLC與此公司的觸摸屏TP270進(jìn)行通訊，接口兼容性好且穩(wěn)定，所以此種運(yùn)行方式最可靠。該傳感器系礦用本質(zhì)安全型，利用測(cè)定磁場(chǎng)的方式，間接地測(cè)定設(shè)備的工作狀態(tài)。它是由運(yùn)動(dòng)線圈切割磁力線產(chǎn)生輸出信號(hào)的變送器，因此具有工作時(shí)只需要供給DC24V的電源，安裝、維護(hù)容易等特點(diǎn)。工作壓力是4MPa,基準(zhǔn)量程是0～～。b、軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)的專(zhuān)用軟件主要完成數(shù)據(jù)的采集、分析等工作，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的各項(xiàng)功能。 選用了隔離變壓器和高精度穩(wěn)壓電源，改善了電源特性。輸入輸出模塊是CPU模塊與現(xiàn)場(chǎng)輸入輸出元件或設(shè)備連接的橋梁，用戶可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)輸入輸出元件來(lái)選擇各種用途的I/O模塊。序號(hào)名稱絕對(duì)地址數(shù)字類(lèi)型1手動(dòng)控制方式I BOOL2自動(dòng)控制方式I BOOL3啟動(dòng)1風(fēng)機(jī)電機(jī)正轉(zhuǎn)I BOOL4啟動(dòng)1風(fēng)機(jī)電機(jī)反轉(zhuǎn)I BOOL5啟動(dòng)2風(fēng)機(jī)電機(jī)正轉(zhuǎn)I BOOL6啟動(dòng)2風(fēng)機(jī)電機(jī)反轉(zhuǎn)I BOOL7啟動(dòng)3風(fēng)機(jī)電機(jī)正轉(zhuǎn)I BOOL8啟動(dòng)3風(fēng)機(jī)電機(jī)反轉(zhuǎn)I BOOL9啟動(dòng)4風(fēng)機(jī)電機(jī)正轉(zhuǎn)I BOOL10啟動(dòng)4風(fēng)機(jī)電機(jī)反轉(zhuǎn)I BOOL111風(fēng)機(jī)電機(jī)停止I BOOL122風(fēng)機(jī)電機(jī)停止I BOOL133風(fēng)機(jī)電機(jī)停止I BOOL144風(fēng)機(jī)電機(jī)停止I BOOL151風(fēng)門(mén)停止I BOOL162風(fēng)門(mén)停止I BOOL173風(fēng)門(mén)停止I BOOL184風(fēng)門(mén)停止I BOOL19保護(hù)I BOOL201風(fēng)門(mén)開(kāi)到位I BOOL211風(fēng)門(mén)關(guān)到位I BOOL222風(fēng)門(mén)開(kāi)到位I BOOL232風(fēng)門(mén)關(guān)到位I BOOL243風(fēng)門(mén)開(kāi)到位I BOOL253風(fēng)門(mén)關(guān)到位I BOOL264風(fēng)門(mén)開(kāi)到位I BOOL274風(fēng)門(mén)關(guān)到位I BOOL281地風(fēng)門(mén)開(kāi)到位I BOOL291地風(fēng)門(mén)關(guān)到位I BOOL302地風(fēng)門(mén)開(kāi)到位I BOOL312地風(fēng)門(mén)關(guān)到位I BOOL32過(guò)載保護(hù)I BOOL331風(fēng)門(mén)正轉(zhuǎn)I BOOL341風(fēng)門(mén)反轉(zhuǎn)I BOOL352風(fēng)門(mén)反轉(zhuǎn)I BOOL362風(fēng)門(mén)正轉(zhuǎn)I BOOL373風(fēng)門(mén)反轉(zhuǎn)I BOOL383風(fēng)門(mén)正轉(zhuǎn)I BOOL394風(fēng)門(mén)反轉(zhuǎn)I BOOL404風(fēng)門(mén)正轉(zhuǎn)I BOOL411地風(fēng)門(mén)反轉(zhuǎn)I BOOL421地風(fēng)門(mén)正轉(zhuǎn)I BOOL431地風(fēng)門(mén)停止I BOOL442地風(fēng)門(mén)正轉(zhuǎn)I BOOL452地風(fēng)門(mén)反轉(zhuǎn)I BOOL462地風(fēng)門(mén)停止I BOOL471風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)I BOOL482風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)I BOOL491風(fēng)機(jī)電機(jī)前軸溫度IW 288INT501風(fēng)機(jī)電機(jī)后軸溫度IW 290INT512風(fēng)機(jī)電機(jī)前軸溫度IW 292INT522風(fēng)機(jī)電機(jī)后軸溫度IW 294INT533風(fēng)機(jī)電機(jī)前軸溫度IW 296INT543風(fēng)機(jī)電機(jī)后軸溫度IW 298INT554風(fēng)機(jī)電機(jī)前軸溫度IW 300INT564風(fēng)機(jī)電機(jī)后軸溫度IW 302INT571風(fēng)機(jī)電機(jī)X定子繞組溫度IW 304INT581風(fēng)機(jī)電機(jī)Y定子繞組溫度IW 306INT591風(fēng)機(jī)電機(jī)Z定子繞組溫度IW 308INT602風(fēng)機(jī)電機(jī)X定子繞組溫度IW 310INT612風(fēng)機(jī)電機(jī)Y定子繞組溫度IW 312INT622風(fēng)機(jī)電機(jī)Z定子繞組溫度IW 314INT633風(fēng)機(jī)電機(jī)X定子繞組溫度IW 316INT643風(fēng)機(jī)電機(jī)Y定子繞組溫度IW 318INT653風(fēng)機(jī)電機(jī)Z定子繞組溫度IW 320INT664風(fēng)機(jī)電機(jī)X定子繞組溫度IW 322INT674風(fēng)機(jī)電機(jī)Y定子繞組溫度IW 324INT684風(fēng)機(jī)電機(jī)Z定子繞組溫度IW 326INT691風(fēng)機(jī)風(fēng)量IW 416INT702風(fēng)機(jī)風(fēng)量IW 418INT711風(fēng)機(jī)風(fēng)速I(mǎi)W 420INT722風(fēng)機(jī)風(fēng)速I(mǎi)W 422INT731瓦斯?jié)舛菼W 424INT742瓦斯?jié)舛菼W 426INT751風(fēng)機(jī)靜壓IW 428INT762風(fēng)機(jī)靜壓IW 430INT771風(fēng)機(jī)全壓IW 432INT782風(fēng)機(jī)全壓IW 434INT791風(fēng)硐氣溫濕度IW 436INT802風(fēng)硐氣溫濕度IW 438INT811風(fēng)洞大氣壓力IW 440INT822風(fēng)洞大氣壓力IW 442INT831風(fēng)機(jī)電機(jī)前垂直振動(dòng)參數(shù)IW 446INT841風(fēng)機(jī)電機(jī)后垂直振動(dòng)參數(shù)IW 448INT851風(fēng)機(jī)電機(jī)前水平振動(dòng)參數(shù)IW 450INT861風(fēng)機(jī)電機(jī)后水平振動(dòng)參數(shù)IW 452INT872風(fēng)機(jī)電機(jī)前垂直振動(dòng)參數(shù)IW 454INT882風(fēng)機(jī)電機(jī)后垂直振動(dòng)參數(shù)IW 456INT892風(fēng)機(jī)電機(jī)前水平振動(dòng)參數(shù)IW 458INT902風(fēng)機(jī)電機(jī)后水平振動(dòng)參數(shù)IW