【正文】 面，將風機工作流程以直觀的畫面顯示出來，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和顯示、關(guān)鍵數(shù)據(jù)的記錄和報警、生產(chǎn)數(shù)據(jù)的存儲和報表輸出、為操作員提供良好的操作界面，完成了風機房的無人值守自動化監(jiān)控和 管理的設(shè)計和改造。 關(guān)鍵詞： PLC 控制；變頻調(diào)速技術(shù)； 礦井通風機； 組態(tài)王軟件； ABSTRACT As the key ponent of coal mine safety， mine ventilation system plays an important role in coal mine safety. It is one of the main equipments in the system. So research and design of its variable frequency speed regulation system with PLC control have good economic benefits. It not only improves the mechanical and automatic level of coal production, but also saves large electrical energy. Mine main ventilator monitoring system includes testing and adjusting air volume fan control in two parts. In this paper, a rotating axial flow fan of mine as a control object， bined with PLC control， frequency conversion technology and configuration monitoring technology ， PLC control of the mine fan was the state of monitoring and frequency control design and research. Monitoring system uses the host puter plus lower machine design patterns. High reliability and lower machine using programmable logic controller， through a variety of sensors and realtime monitoring of power acquisition unit fan performance parameters and state parameters， the motor electrical parameters and to achieve longdistance munication. We used written manmachine interface configuration software developed by Beijing Asia PC application control technology pany， the fans to an intuitive work flow screen display ， data acquisition and display, record and alarm of critical data， production data storage and Report output for the operator to provide a good user interface， pleted the fan room unattended automated monitoring and management of the design and reconstruction. In VAV systems， the main damper adjustment pared with the frequency adjustment， frequency regulation system shows not only make the fans work in high areas， and its energy is more effective than other adjustment methods， a very important application. Regulation and control by the PLC + fan drive motor speed to achieve control of air volume control. At the same time we study the air volume control algorithm. 朗讀 顯示對應的拉丁字符的拼音 字典 KeywordsPLC control ； Variable frequency speed regulation technology； Mine ventilator； Kingview software； 目 錄 1 緒論 選題的背景和意義 風機監(jiān)控在國內(nèi)外研究狀況 礦井主風機在線監(jiān)控的展望 本論文的主要工作和安排 2 系統(tǒng)構(gòu)成及各部分功能 礦井主扇風機 礦井主扇風機概述 風機主要技術(shù)指標 風機的特性曲線 風量的調(diào)節(jié)方法 可編程控制器的應用 PLC 概述 PLC 的基 本構(gòu) 成 PLC 的工作原理 8 風機參數(shù)的檢測 風壓、風量參數(shù)的檢測 振動參數(shù)的檢測 電氣參數(shù)的檢測 10 電 機軸承和定子溫度檢測 10 開關(guān)量檢測 11 變頻調(diào)速 11 變頻調(diào)速技術(shù)在礦井通風機上的應用概述 11 變頻調(diào)速的基本原理 11 風機變頻調(diào)速節(jié)能分析 12 變頻器的結(jié)構(gòu) 14 PLC 控制變頻器的方式 15 3 通信網(wǎng)絡(luò)的實現(xiàn) 16 風機自動化監(jiān)控系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu) 16 基于現(xiàn)場總線和工業(yè)以太網(wǎng)的控制系統(tǒng) 16 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)和以太網(wǎng)技術(shù) 16 現(xiàn)場總線與以太網(wǎng)的互連 17 網(wǎng)絡(luò)的具體實現(xiàn)方法 18 4 系統(tǒng)的硬件設(shè)計 19 系統(tǒng)硬件連接 19 主電路 19 控制電路的設(shè)計 19 器件的選型 22 的選型 22 變頻器的選型 22 變頻器與 PLC 的連接 23 風量的控制算法 23 變頻器輸入值計算 23 UP 和 QP 曲線的擬合 25 5 主通風機監(jiān)控系統(tǒng)的軟件設(shè)計 26 PLC 軟件設(shè)計 26 主控制程序流程 26 子程序 0 和 1 程序流程 27 子程序 2 和 3 程序流程 28 子程序 4 程序流程 29 中斷子程序 30 組態(tài)軟件設(shè)計 30 操作界面 30 煤礦主通風機在線監(jiān)測系統(tǒng)主界面 30 PLC 控制變頻器調(diào)速系統(tǒng)主界面 31 結(jié)論 3 參考文獻 3 附錄 3 翻譯部分 40 英文原文 40 中文譯文 4 致謝 5 1 緒論 選題的背景和意義 通風機是煤礦的四大固定設(shè)備之一，它擔負著向井下輸送新鮮空氣、排出粉塵和污濁氣流的重任，具有“礦井肺腑”之稱。據(jù)統(tǒng)計，煤礦事故 70%以上是由于通風設(shè)備故障、通風管理不善等所造成。本監(jiān)控系統(tǒng)就是在此背景下提出的。德國以 TLT公司為代表，采用液壓式動葉調(diào)節(jié)的軸流通風機，其運行效率可保持在 83%～ 88%以內(nèi)。目前大部分廠家只對設(shè)備進行簡單的點測，或是對風機進行簡易的診斷。但與國外還是存在著一定的距離。主站一般采用 PC 機，主要負責監(jiān)測數(shù)據(jù)的收集、存儲、顯示、報警、處理、分析、報表打印等。 4 煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)應用軟件發(fā)展趨勢 包括操作系統(tǒng)的實時多任務(wù)化，控制軟件的組態(tài)化、智能化和圖形化，軟件系統(tǒng)的開放化、標準化。 本論文的主要工作和安排 本論文以礦井對旋軸流風機為研究對象，以西門子 S7200 可編程邏輯控制器作為監(jiān)控核心，運用溫度，壓力，振動等傳感器和電量采集單元對風機運行狀態(tài)以及各種電量參數(shù)進行檢測。 2 控制系統(tǒng)能實現(xiàn)風機手動和自動變頻運行的切換，使風機處于工頻或變頻運行狀態(tài)。 5 用 STEP7Micro/WIN 編程軟件編出 PLC 梯形圖。 2 系統(tǒng)構(gòu)成及各部分功能 本論文設(shè)計的礦井主扇風機的監(jiān)控包括風機運行狀態(tài)的監(jiān)測和風機風量的調(diào)節(jié)兩部分。 礦井主扇風機 礦井主扇風機概述 礦井通風機按結(jié)構(gòu)來分，有離心通風機和軸流通風機，目前礦上使用最多的是軸流通風機。目前礦井中主 扇風機大部分采用對旋式軸流風機。軸功率是指原動機傳遞給通風機軸上的功率，有功功率是指風機在單位時間內(nèi)對氣體做的有用功，通風機的全壓有效功率用下式計算 : ――通風機全壓有效功率， kW； ――通風機的全壓， Pa； ――通風機的風量， m/。 風機的特性曲線 葉輪下游側(cè)氣流將由內(nèi)向外朝直徑較大處偏斜；反之，氣流將朝較小處偏轉(zhuǎn)，情況嚴重時，會發(fā)生二次回流現(xiàn)象。因此與離心式風機相比，軸流式風機應當在管路暢通下開動，盡管如此當啟動與停車時，總是會經(jīng)過最低流量的，所以軸流式風機所配用電機要有足夠的裕量。一般工作的工況點選在效率大于 60%的曲線段。反映在通風機性能曲線圖上就是改變風機工況點，流量調(diào)節(jié)主要有兩個目的：第一，滿足礦井用風量的要求，第二，提高風機的運行效率。改變風機性能曲線是通過改變風機自身運行曲線，主要有定速和變速兩類。由于高壓變頻器發(fā)展，煤礦主通風機變頻調(diào)節(jié)系統(tǒng)由于在節(jié)能和提高風機效率方面具有無與倫比的優(yōu)點，還能實現(xiàn)風機的軟啟動和保護等要求，已開始應用在風機監(jiān)控系統(tǒng)當中。 PLC 的基本構(gòu)成 圖 2 PLC 的一般構(gòu)成 l 中央處理單元 CPU 中央處理單元 CPU 一般由控制器，運算器和寄存器組成，它是 PLC 的核心部分。系統(tǒng)存儲器用來存放 PLC 生產(chǎn)廠家編寫的系統(tǒng)程序，并固化在 PROM 或EPROM 存儲器中，用戶不可訪問和修改。 4 電源單元 電源單元是 PLC的電源供給部分。 PLC 的工作原理 PLC 采用一種不同于一般微型計算機的運行方式即循環(huán)掃描技術(shù)，循環(huán)掃描技 術(shù)是指當 PLC 投入運行后，其工作過程一般分為三個階段 輸入采樣，用戶程序執(zhí)行和輸出刷新。 風機參數(shù)的檢測 本系統(tǒng)現(xiàn)場使用的傳感器較多，如壓力、溫度、振動及轉(zhuǎn)速等。本設(shè)計中選用 CYBZI 系列中量程為 03KPa 的壓力傳感器。 3. 負壓 對于負壓參數(shù)的采集主要用于與設(shè)定的負壓值進行比較，調(diào)整風機的運行頻率 ,使風機運行在指定的工況點，實現(xiàn)通風機的閉環(huán)控制。 常用的振動測量傳感器有電渦流式傳感器、速度式傳感器、加速度式傳感器。 % 測量方向：水平或垂直 電源：177。其具體參數(shù)如下： 1 量程： 0～ 10mm/s， 0～ 20mm/s， 0～ 50mm/s 均方根值 2 頻率范圍： 10～ 1000Hz 3 信號輸入： MT3 系列磁電式振動速度傳感器的信號 4 靈敏度： 30mV/mm/s≤ 3% 5 儀表顯示顯示方式：高分辨率 LCD 顯示，精確度177。電量參數(shù)監(jiān)測采用 EDA9033 電量參數(shù)監(jiān)測模塊。該傳感器利用金屬鉑在溫度變化時自身阻值也隨之改變的特性來測量溫度，能夠準確的測出軸承或定子的溫度并將它們傳給 PLC 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，當被測介質(zhì)中存在溫度梯度時，所測得的溫度是感溫元件所在范圍內(nèi)介質(zhì)層中的平均溫度。常用的溫度檢測傳感器有熱電阻式熱電傳感器、熱電偶式傳感器和熱敏電阻傳感器等。熱電偶外露線必須使用溝環(huán)才能與熱電偶儀器或控制設(shè)備相連。按照不同測點對溫度測量范圍的要求，本系統(tǒng)選擇日本林電的 PT100 鉑電阻，具體型號選擇如： 測點 型號 測量范圍 風機主軸承溫度 STTSAIT 0~150 ℃ 電機軸承溫度 STTSAIT3 50~200℃ 電機三