【正文】 會(huì)由于停風(fēng)而影響到煤礦的正常生產(chǎn)。圖 風(fēng)機(jī)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)硬件系統(tǒng)圖主要特點(diǎn)如下：1．采用了先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，功能強(qiáng)大，智能化程度高；以圖形界面顯示工作狀態(tài)，畫面豐富，直觀生動(dòng)。5．選用了可靠性好、精度高的傳感（變送）器。通風(fēng)機(jī)性能監(jiān)測原理：通風(fēng)機(jī)的性能參數(shù)主要有流量、全（靜）壓、軸功率、全（靜）壓效率、轉(zhuǎn)速等。根據(jù)以上參數(shù)可求得風(fēng)機(jī)的各項(xiàng)性能指標(biāo)，再根據(jù)相似原理換算至規(guī)定狀態(tài)下即可繪制通風(fēng)機(jī)的性能曲線。下表為風(fēng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)所需的輸入輸出量。溫度參數(shù)包括風(fēng)機(jī)四臺(tái)電機(jī)前后軸溫，三相定子溫度和兩個(gè)風(fēng)道的流體溫度。全部送到 PLC柜內(nèi)安裝的由匯博自動(dòng)化儀表公司生產(chǎn)的帶有 485串口通信能力的 16路溫度巡監(jiān)儀。另外還可以根據(jù)需要配置相應(yīng)的通信模塊，很方便地組成集散式控制系統(tǒng)，進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益，具有一定的推廣價(jià)值。通過計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了主通風(fēng)機(jī)性能及狀態(tài)的在線實(shí)時(shí)監(jiān)測?？梢员M可能保證風(fēng)機(jī)的安全，高效、穩(wěn)定運(yùn)行。致 謝時(shí)間飛逝，推杯換盞之間，三年的大學(xué)生涯即將結(jié)束，回首往事，有很多很多的東西需要感謝，也有很多的故事值得銘記。最后，我要向能在百忙之中抽時(shí)間對(duì)我的設(shè)計(jì)報(bào)告進(jìn)行審閱、評(píng)議和對(duì)我答辯進(jìn)行評(píng)判的老師們表示衷心的感謝！謝謝大家！參考文獻(xiàn)［1］殷洪義．可編程控制器選擇、設(shè)計(jì)與維護(hù)［M］ ．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2022［2］周九寧．可編程控制器在礦山設(shè)備中的應(yīng)用［J］ ．采礦技術(shù)，2022，4(1)：45—46［3］彭桂力，劉知貴．集中供熱鍋爐控制系統(tǒng)的 PLC控制［J］ ．電力自動(dòng)化設(shè)備，2022(9)：75．77［4］馬寧，孔紅．S7300PLC 和 MM440變頻器的原理與應(yīng)用［M］ ．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2022［5］許明，言自行，劉堅(jiān)．大型泵機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測及工況調(diào)控系統(tǒng)的研制［J］ ．機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2022，［6］徐國林．PLC 應(yīng)用技術(shù)［M］ ．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2022［7］陳建明，等．電氣控制與 PLC應(yīng)用［M］ ．北京：電子工業(yè)出版社，2022［8］李國厚，楊青杰，余澤通．球磨機(jī)潤滑站控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)［J］ ．金屬礦山，2022(9)：7475［9］丁紀(jì)凱，許逸舟．基于 PLC和現(xiàn)場總線的污水處理系統(tǒng)［J］ ．機(jī)電一體化，2022(1)：80．83［10］吳中立．礦井通風(fēng)與安全［M］ ．徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，1989：138［11］傅貴，秦躍平，楊偉民，等．礦井通風(fēng)系統(tǒng)分析與優(yōu)化［M］ ．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995：［12］高廣軍，賈世勝，朱學(xué)軍，等．通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)整中常見問題及對(duì)策［J］ 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設(shè)計(jì)礦井主扇風(fēng)機(jī)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)。在通風(fēng)機(jī)的日常生產(chǎn)中，通風(fēng)的流量是一個(gè)十分重要的參數(shù)，所以在本設(shè)計(jì)中，使用了專門的風(fēng)量測量的裝置，通過由匯博自動(dòng)化儀表公司生產(chǎn)的 HB1151系列電容式差壓/壓力/絕壓變送器將風(fēng)道差壓信號(hào)和絕壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成 4～20mA 的電流信號(hào)送入PLC。流體溫度由裝在風(fēng)道內(nèi)的由匯博自動(dòng)化儀表公司生產(chǎn)的 WB系列溫度變送器。振動(dòng)參數(shù)包括四臺(tái)電機(jī)的前水平，前垂直，后水平，后垂直的振動(dòng)參數(shù)。 風(fēng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)所需監(jiān)控的輸入輸出量在風(fēng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中，我們需要實(shí)時(shí)監(jiān)測風(fēng)機(jī)的前后軸溫、三相定子溫度、風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)的振動(dòng)參數(shù)，電機(jī)電流、電壓、有功、無功功率等一系列的參數(shù)。根據(jù)流體機(jī)械的原理有： AVQ?PdIId??2j?cdNQ/?J——流量 A——流量測量截面積V——流量測量截面積的平均流速P——風(fēng)機(jī)全壓 P2——風(fēng)機(jī)出口靜壓d2——風(fēng)機(jī)出口動(dòng)壓 I——風(fēng)機(jī)入口靜壓I——風(fēng)機(jī)入口動(dòng)壓 j——風(fēng)機(jī)靜壓N——風(fēng)機(jī)軸功率 Nd——電機(jī)有功功率?d——電機(jī)效率、由損耗分析法求得。7．操作簡單、維護(hù)方便。3．采用了多種抗干擾措施，因此系統(tǒng)的抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高，監(jiān)測準(zhǔn)確。7 礦井通風(fēng)機(jī)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的組成和特點(diǎn)本系統(tǒng)以工業(yè)控制 PLC為核心，主要由信號(hào)測取裝置和傳感（變送）器、上位機(jī)及通訊裝置及其他設(shè)備組成。在運(yùn)行過程中，實(shí)時(shí)監(jiān)測風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀況，實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)機(jī)的控制，同時(shí)還實(shí)現(xiàn)報(bào)警、曲線和報(bào)表功能。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)配置圖 。7. 上述監(jiān)測參數(shù)通過通信線路傳送到集控室上位機(jī)，經(jīng)上位機(jī)接入礦局域網(wǎng)。2．實(shí)時(shí)監(jiān)測風(fēng)機(jī)配用電機(jī)的電氣參數(shù)：電流、電壓、功率?？刂葡到y(tǒng)分為風(fēng)機(jī)變電站的監(jiān)控和風(fēng)機(jī)各種參數(shù)的測量兩個(gè)部分。3）系統(tǒng)抗干擾措施所用變送器為電流輸出，傳輸信號(hào)采用屏蔽電纜，以減弱電磁耦合干擾。 振動(dòng)的監(jiān)測風(fēng)機(jī)軸承的振動(dòng)監(jiān)測與故障診斷功能及原理：通過速度傳感器測量軸承的振動(dòng)峰值、均方根值或均值，將這些測量值與事先標(biāo)定出的允許門檻值作比較，指示出軸承運(yùn)行情況的正常與否。由于高壓開關(guān)采用南瑞的綜保裝置，可以實(shí)現(xiàn)電量參數(shù)的采集和線路的保護(hù)，所以電氣參數(shù)通過和南瑞綜保的 485串行通訊得到。在流速均勻的測定斷面安裝支撐架和皮托管。為此我們選擇了工程監(jiān)測方法，如阿鈕巴管組，文丘里管等，即利用流量與差壓存在對(duì)應(yīng)關(guān)系這一物理現(xiàn)象監(jiān)測流量。第三，煤礦通風(fēng)斷面大多達(dá) 10m左右，如此大口徑的流量計(jì)不僅少見，而且價(jià)格太貴，無論技術(shù)上還是經(jīng)濟(jì)上均不可行。流量測量一般在符合要求的平直段如井下總回卷內(nèi)巷進(jìn)行，煤礦主要選用機(jī)械表皮托管等標(biāo)準(zhǔn)儀表，分點(diǎn)布置測量流量。表 工程值與數(shù)字量對(duì)應(yīng)關(guān)系溫度值（℃） 數(shù)字量 電壓值（V）120 125 85 90 模擬量和數(shù)字量的轉(zhuǎn)換公式為： (yAL)/(AHAL)=(X0)/(655350) y:轉(zhuǎn)換過后的工程值（多少電流）AH：工程值的上限（電流的上限）AL：工程值的下限（電流的下限）X：工程轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量值（電流轉(zhuǎn)換后的數(shù)字值）若數(shù)據(jù)格式為單極性，模擬量信號(hào)的類型為電壓信號(hào)，滿量程為 0～10V，那么根據(jù)公式 1可得軸承溫度和定子溫度報(bào)警溫度和跳閘溫度所對(duì)應(yīng)的數(shù)量和電壓的關(guān)系如表 3所示。定子溫度保護(hù)設(shè)置 120℃為報(bào)警溫度，125℃為跳閘溫度。假設(shè)礦井內(nèi)的氣壓在一個(gè)大氣壓或在設(shè)定的某個(gè)大氣壓力數(shù)值以上，PLC 通過控制變頻器，工作通風(fēng)機(jī)與備用通風(fēng)機(jī)循環(huán)工作，由礦井的氣壓參數(shù)通過 PLC運(yùn)算去控制變頻器來達(dá)到風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速的控制；當(dāng)出現(xiàn)突發(fā)事故，或礦井內(nèi)的氣壓低于設(shè)定的某個(gè)氣壓參數(shù)時(shí)，VD128 的壓力值與工頻壓力值 VD136進(jìn)行比較，若 VD128小于或等于 VD136的值，則當(dāng)前運(yùn)行通風(fēng)機(jī)將由變頻轉(zhuǎn)到工頻運(yùn)行，此時(shí)如果仍滿足不了通風(fēng)的需要時(shí)，工作通風(fēng)機(jī)與備用通風(fēng)機(jī)不再循環(huán)工作，并自動(dòng)切換為同時(shí)工作，另外，接入的備用通風(fēng)機(jī)根據(jù)礦井的氣壓參數(shù)進(jìn)行變頻運(yùn)行，加大對(duì)礦井內(nèi)的通風(fēng)量，直至礦井內(nèi)的氣壓生至設(shè)定的大氣壓力數(shù)值以上，工作通風(fēng)機(jī)與備用通風(fēng)機(jī)恢復(fù)循環(huán)工作。程序圖如圖 。在自動(dòng)方式下，利用遠(yuǎn)傳空氣壓力傳感器檢測礦井內(nèi)的氣壓信號(hào)，用變送器將現(xiàn)場的模擬壓力信號(hào)變換成統(tǒng)一的1～10V直流電壓信號(hào)，送人A／D轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)變?yōu)镻LC內(nèi)部能識(shí)別的二進(jìn)制信號(hào)。因此，對(duì)于速度、位置等快過程擴(kuò)溫度、化工合成等慢過程，PID控制都具有良好的實(shí)際效果。對(duì)雙吸風(fēng)口的離心式風(fēng)機(jī)應(yīng)在風(fēng)道分支一倍葉輪直徑處的穩(wěn)定處的穩(wěn)定風(fēng)流中測量。礦井自然風(fēng)壓的計(jì)算但是礦井進(jìn)、回風(fēng)井的空氣柱的的容重差（容重差又主要由溫度差造成）以及高影響，因此設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮自然風(fēng)壓對(duì)主扇的影響。同時(shí)并發(fā)出報(bào)警。本設(shè)計(jì)用到的瓦斯?jié)舛葌鞲衅鳛?KGJ16B 型，其性能參數(shù)見硬件設(shè)計(jì)部分，瓦斯?jié)舛葌鞲衅鲗⑦B續(xù)變化的瓦斯?jié)舛刃盘?hào)轉(zhuǎn)換為4～20 毫安的電流，然后經(jīng) A/D轉(zhuǎn)換模塊 EM235，通過其內(nèi)部的采樣、濾波，轉(zhuǎn)換為PLC能識(shí)別的二進(jìn)制信號(hào)存儲(chǔ)到 VD196中。瓦斯爆炸界限為 5%～16% 。開始數(shù)據(jù)采集子程序DD0 ?F1F2?風(fēng)機(jī)輪休控制子程序是否手動(dòng) 轉(zhuǎn)手動(dòng)控制風(fēng)機(jī)連鎖停止并報(bào)警兩組風(fēng)機(jī)同時(shí)運(yùn)行結(jié)束F1F2?YNYNNYYN空氣密度測定分別用空盒氣壓計(jì)、水銀溫度計(jì)、濕度計(jì)測量大氣物理?xiàng)l件、大氣壓力、溫度和濕度，然后計(jì)算空氣的密度。接著檢測礦井內(nèi)瓦斯?jié)舛戎岛痛髿鈮毫χ担M(jìn)行處理判斷。5 軟件設(shè)計(jì)該系統(tǒng)除部分為順序控制外，從總體上來看具有隨機(jī)離散控制的特點(diǎn)。 系統(tǒng)控制電路設(shè)計(jì)（1）系統(tǒng)控制電路如圖 ，～ 為 PLC輸出軟繼電器觸點(diǎn)，其中 , , , ；、 控制工頻運(yùn)行電路。MICROMASTER 440是泵和風(fēng)機(jī)類專用變頻器，擴(kuò)展功能強(qiáng)．CPU224 集成了 14點(diǎn)輸入 10點(diǎn)輸出，共有 24點(diǎn)數(shù)字量 I/0，其模擬量擴(kuò)展模塊具有較大的適應(yīng)性和靈活性，且安裝方便，滿足設(shè)計(jì)需要。模擬量輸入模塊接受各種傳感器輸出的標(biāo)準(zhǔn)電壓信號(hào)或電流信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)存儲(chǔ)到 PLC中。因氣體在葉輪內(nèi)的流動(dòng)主要是在徑向平面內(nèi)。一般的高壓離心風(fēng)機(jī)，其主要的動(dòng)力設(shè)備是電動(dòng)機(jī)，此外還包括用來控制風(fēng)機(jī)風(fēng)閥位置的電動(dòng)或手動(dòng)執(zhí)行器、風(fēng)機(jī)閥門限位開關(guān)等部件。 離心風(fēng)機(jī)廣泛用于工廠、礦井、隧道、冷卻塔、車輛、船舶和建筑物的通風(fēng)、排塵和冷卻；鍋爐和工業(yè)爐窯的通風(fēng)和引風(fēng)；空氣調(diào)節(jié)設(shè)備和家用電器設(shè)備中的冷卻和通風(fēng)；谷物的烘干和選送；風(fēng)洞風(fēng)源和氣墊船的充氣和推進(jìn)等。G4 —73系列通風(fēng)機(jī)的特性曲線較平緩，運(yùn)行噪聲較小，效率高，適用于通風(fēng)阻力不是太大的中小型礦井。啟動(dòng)時(shí)關(guān)閉調(diào)節(jié)門(也叫前導(dǎo)器)，具有啟動(dòng)功率較小，啟動(dòng)容易的特點(diǎn)。由用戶程序?qū)崿F(xiàn) USS協(xié)議與兩臺(tái) MM430變頻器通信?；蛘?，也可從電機(jī)的輸出功率由下式計(jì)算 ??cos3UIP? (2) 式中，P 為額定輸出功率（KW） ；U 為額定電壓（KV） ；I為額定電流（A） ；η 為電機(jī)效率；s為功率因數(shù)。確定變頻器容量的主要依據(jù)是輸出電流，其原則為：變頻器的輸出額定電流應(yīng)大于或等于電機(jī)的額定電流。整流部分為三相橋式不可控整流器，逆變部分為 IGBT三相橋式逆變器，且輸出為 PWM波形，中間直流環(huán)節(jié)為濾波、直流儲(chǔ)能和緩沖無功功率。 由式(1)可知，轉(zhuǎn)速 n與頻率 f成正比，只要改變頻率 f即可改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，當(dāng)頻率 f在 0～50Hz 的范圍內(nèi)變化時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍非常寬。表 PLC I/O 接口分配表輸入 輸出序 號(hào) 名稱 地址 序號(hào) 名稱 地址1 A風(fēng)機(jī) 1電機(jī)狀態(tài) 1 故障顯示 2 A風(fēng)機(jī) 2電機(jī)狀態(tài) 2 中高氣壓顯示 3 B風(fēng)機(jī) 1電機(jī)狀態(tài) 3 低氣壓顯示 4 B風(fēng)機(jī) 2電機(jī)狀態(tài) 4報(bào)警 5 A風(fēng)機(jī)控制開關(guān) 5 繼電器 KM1 6 B風(fēng)機(jī)控制開關(guān) 6 繼電器 KM2 7 消音開關(guān) 7 繼電器 KM3 8 自動(dòng)開關(guān) 8 繼電器 KM4 9 手動(dòng)開關(guān) 9 A風(fēng)機(jī) 1電機(jī)運(yùn)行顯示10 停止按鈕 10 A風(fēng)機(jī) 2電機(jī)運(yùn)行顯示11 氣壓信號(hào) 11 B風(fēng)機(jī) 1電機(jī)顯示 12 瓦斯信號(hào) 12 B風(fēng)機(jī) 2電機(jī)顯示 13 手動(dòng)狀態(tài)顯示 14 自動(dòng)狀態(tài)顯示 15 瓦斯?jié)舛戎?