【正文】 數(shù)，實現(xiàn)對壓風(fēng)機工作過程和運轉(zhuǎn)速度的有效控制和監(jiān)控。 PC software USES MCGS software, through the software to develop a visual surveillance images. Both effective bination, using pressure as the main control parameter, to the mine pressure in the working process of the pressor and the effective control and monitoring of the running operation results show that this system has good reliability and practicability, improves the automation and intelligence of the whole control system of as to eventually be able to realize pressure wind room unattended. Keywords: Screw pressor。剛壓風(fēng)機房具有 4 臺英格索蘭生產(chǎn)的 MM3002S 型螺桿式壓風(fēng)機，每臺壓風(fēng)機獨立控制，為礦井建設(shè)提供動力。 針對上述情況，就需要設(shè)計出對于壓風(fēng)機的自動控制同時又能智能檢測的系統(tǒng)，以提高空壓機的工作效率。 可以把井下的粉塵沖淡，這樣就能給工作人員創(chuàng)造出一個好的工作環(huán)境，保證了他們的健康。 由 PLC 自動控制壓 風(fēng)系統(tǒng)， 提高了可靠性和節(jié)能效果 ， 在整個自控系統(tǒng)中 ， 通過遠(yuǎn)程控制能夠更好的完成生產(chǎn)需求。所以提高礦井系統(tǒng)的安全性。 為煤礦礦井壓風(fēng)系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)改造提供一條新途徑。 工廠自動化控制的初期階段采用繼電器進(jìn)行控制，但是這種控制方式存在著很多的弊端，這個繼電器控制組體積過于龐大、耗電量多、繼電器由于長時間的吸合斷開導(dǎo)致壽命短、運行的速度也不盡人意等，所以后期就急需研發(fā)出一種可以替代繼電器控制的控制方式。而 PLC 作為工業(yè)控制中的電控裝置，其重要性更是不言而喻的。當(dāng)故障出現(xiàn)時，可以及時確定故障所在，并把壓風(fēng)機組的自動控制切換到手動控制，放便檢修。 圖 21 基于 PC 機為核心結(jié)構(gòu)圖 以 PC 機為核心的控制系統(tǒng)在大小型工業(yè)控制中占有一定的比例，基于其技術(shù)開放、操作方便、結(jié)構(gòu)簡單，并且具有豐富的軟件資源。 監(jiān) 控 計 算 機輸 入 板 卡現(xiàn) 場 設(shè) 備遠(yuǎn) 程 P C 遠(yuǎn) 程 P C顯 示報 警基于 PLC 的礦井壓風(fēng)機的自動控制系統(tǒng) 4 圖 22 以單片機為核心控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 運用單片機控制方案 ， 是因為單片使用起來結(jié)構(gòu)簡單，成本低。 每個系統(tǒng)在長時間運轉(zhuǎn)之后都有一個維修周期，而單 片機控制方案維修不方便，給維修人員帶來了不便。 PLC 具備以下特點 見表 21 所示 。 3）、 易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員的歡迎 采用簡明的梯形圖、邏輯圖或語句表等編程語言，而無需計算機知識，因此系統(tǒng)開發(fā)周期短，現(xiàn)場調(diào)試容易。 監(jiān) 控 計算 機通 訊 模 塊通 訊 模 塊聲 光 報 警顯 示PLC現(xiàn)場設(shè)備遠(yuǎn) 程 P C遠(yuǎn) 程 P C基于 PLC 的礦井壓風(fēng)機的自動控制系統(tǒng) 6 PLC 的用戶程序可以在實驗室模擬調(diào)試，輸入信號用小開關(guān)來模擬，通過 PLC 上的發(fā)光二極管可觀察輸出信號的狀態(tài)。因此，安全、穩(wěn)定、高校是貫穿本次設(shè)計的一個宗旨。 系統(tǒng)的組成：本方案采用分布控制系統(tǒng)。 現(xiàn)場設(shè)備層 現(xiàn)場設(shè)備層由執(zhí)行機構(gòu)和傳感器組成。初次之外每個 PLC 除了對現(xiàn)場設(shè)備層進(jìn)行控制意外，還要和觸摸屏、 PC 機進(jìn)行實時通訊， 每個 PLC 把采集的數(shù)據(jù)信息通過現(xiàn)場總線傳給上位機進(jìn)行數(shù)據(jù)分析， 上位機通過分析結(jié)果向 PLC 傳達(dá)指令， PLC 執(zhí)行指令操作設(shè)備層。最終我們在 現(xiàn)有的技術(shù)基礎(chǔ)上研究并確立了本次設(shè)計的具體系統(tǒng)方案。 工作人員通過對上位機的操作來完成壓風(fēng)機啟停和風(fēng)壓的改變。 圖 31 主電路圖 系統(tǒng)硬件配置 確定了 系統(tǒng)方案之后，首先對系統(tǒng)的硬件進(jìn)行選取設(shè)計，其中包括檢測技術(shù)與傳感器的選型以及 PLC 選型。 本次設(shè)計中所采用的是 GRT 壓力變送器 ， 下面簡單介紹一下 GRT 壓力變送器 。 4）、外型結(jié)構(gòu)與典型接線：探頭外型尺寸： 59mm120mm，重量： 650g； GPT 過程連接外螺紋規(guī)格M20； GPT 過程連接內(nèi)螺紋規(guī)格 M12。 PLC 的工作方式有周期掃 描方式、定時中斷方式、輸入中斷方式和通信方式等，最主要的方式是周期掃描方式。 PLC 的基本結(jié)構(gòu) PLC 的硬件組成是由 7 部分組成，如圖 33 所示 。 電源 PLC 的電源一般使用 AC22V 或 DC24V，直流 24V 電源不僅可以供應(yīng)內(nèi)部使用，還可以供輸出 /輸入單元和傳感器使用。 外部設(shè)備接口 外部設(shè)備接口可以連接不同的外部設(shè)備以達(dá)到更好的人機交互。 外部設(shè)備接口輸入接口C P U電 源存 儲 器系統(tǒng)用戶用戶程序數(shù)據(jù)I / O擴展接口編 程 器I / O擴展接口單元按 鈕觸 點行 程開 關(guān)指 示 燈電 磁線 圈電 磁 閥計 算 機打 印 機掃 描 儀P L C本科生畢業(yè)設(shè)計說明書（ 20xx） 11 表 33 PLC 選型原則 序號 選型原則 1 I/O 點數(shù)的確定。存儲器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲單元大小，程序容量是存儲器中用戶應(yīng)用項目使用的存儲單元的大小，因此程序容量小于村粗器容量。一般小型（低檔） PLC 具有邏輯運算、定時、計數(shù)等功能，對于只需要開關(guān)量控制的設(shè)備都可滿足。對于控制較復(fù)雜，要求實現(xiàn) PID 運算、閉環(huán)控制、通信聯(lián)網(wǎng)等功能，可視控制規(guī)模大小及復(fù)雜程度，選用中檔或高檔 PLC。為 了減少 PLC 的 I／ O 響應(yīng)的延遲時間，可以選用掃描速度高的 PLC，或選用具有高速 I／ O 處理功能指令的 PLC，或選用具有快速響應(yīng)模塊和中斷輸入模塊的 PLC等。 CPU3152DP 具有大中規(guī)模的程序容量，對二進(jìn)制和浮點數(shù)有較高處理性能，有兩個 PROFIBUSDP 主站 /從站接口，可以建立分布式 I/O 結(jié)構(gòu)和大規(guī)模的 I/O 配置 。 電源模塊的選擇。本系統(tǒng)采用 SM3311KF000AB0，該模塊為 AI8 13位，該模塊的輸入通道有 8 個 ， 其模塊視圖和接線圖如圖 35 所示。 數(shù)字量輸出模塊的選型。感性負(fù)載最大輸出電流 2A/AC 230V、2A/DC 24V。 接口模塊的選擇。 1L + 2M 2L + 2M 2L + 2M 2L + 1M 12 4 V D C2 4 V D C 輸 出電 壓 端 子2 4 V D C 開 關(guān)接 系 統(tǒng) 電 壓和 保 護(hù) 性 接 地導(dǎo) 體 的 端 子電 壓 選 擇 開 關(guān)2 4 V D C 輸 出 電壓 正 常 指 示 燈本科生畢業(yè)設(shè)計說明書（ 20xx） 13 圖 35 SM331 模塊視圖和接線圖 圖 36 SM321 模塊視圖和接線圖 1U +2I+3S 4M +5M 6U +7I+8S 9M +1 0M U +I+S M +M U +U +U +U +U +1 11 31 21 41 51 61 71 81 92 0U +2 12 22 32 42 52 62 72 82 93 03 1I+M +S M U +I+S M +M U +3 23 33 43 53 63 73 83 94 0S I+M +M U +I+S M +M 邏輯和背板總線接口模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC4D M U+L +M4D M U+L +MC H 0C H 1C H 2C H 3C H 4C H 6C H 5C H 7電 隔 離來 自 背板 總 線的 + 5 V電 壓內(nèi) 部 電 源電 流 源多 路 轉(zhuǎn) 換 器基于 PLC 的礦井壓風(fēng)機的自動控制系統(tǒng) 14 圖 37 SM322 模塊視圖和接線圖 3. 3 本章小結(jié) 本章首先詳細(xì)分析了 PLC 的工作原理，模塊式 PLC 的基本結(jié)構(gòu)，其次對系統(tǒng)硬件配置及相關(guān)器件的選型，最終確定了硬件電路。手動控制是在 PLC 和上位機的功能被限制的條件下，由專業(yè)的技術(shù)人員直接進(jìn)行手動操作。然后將這些數(shù)字量上傳到上位機，并且有上位機及觸摸屏將上傳的各個參數(shù)顯示在顯示屏上。這種方法可以減少工作量，當(dāng)某一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題的時候也方便了使用者進(jìn)行檢查和修改，大大提高了工作效率 。 表 41 SM331I/O 分配表 SM331 模擬量 輸入模塊 輸入 端口的定義 輸入 端口的定義 CHO 1壓風(fēng)機電流 CHO 1壓風(fēng)機進(jìn)氣壓力 CH1 2壓風(fēng)機電流 CH1 2壓風(fēng)機進(jìn)氣壓力 CH2 3壓風(fēng)機電流 CH2 3壓風(fēng)機進(jìn)氣壓力 CH3 4壓風(fēng)機電流 CH3 4壓風(fēng)機進(jìn)氣壓力 CH4 1壓風(fēng)機溫度 CH4 1壓風(fēng)機出口壓力 輸入 端口的定義 輸入 端口的定義 基于 PLC 的礦井壓風(fēng)機的自動控制系統(tǒng) 16 CH5 2壓風(fēng)機溫度 CH5 2壓風(fēng)機出口壓力 CH6 3壓風(fēng)機溫度 CH6 3壓風(fēng)機出口壓力 CH7 4壓風(fēng)機溫度 CH7 4壓風(fēng)機出口 壓力 CHO 總管壓力 表 42 SM321I/O 分配表 SM321 數(shù)字量輸入模塊 輸入 端口的定義 輸入 端口的定義 1壓風(fēng)機自動 /手動切換 1壓風(fēng)機啟動 2壓風(fēng)機自動 /手動切換 2壓風(fēng)機啟動 3壓風(fēng)機自動 /手動切換 3壓風(fēng)機啟動 4壓風(fēng)機自動 /手動切換 4壓風(fēng)機啟動 1壓風(fēng)機控制急停 1壓風(fēng)機停止 2壓風(fēng)機控制急停 2壓風(fēng)機停止 3壓風(fēng)機控制急停 3壓風(fēng)機停止 4壓風(fēng)機控制急停 4壓風(fēng)機停止 總控制急停 表 43 SM322I/0 分配表 SM322 數(shù)字量輸出模塊 1壓風(fēng)機的起動 /停止 1壓風(fēng)機放氣 2壓風(fēng)機的起動 /停止 2壓風(fēng)機放氣 3壓風(fēng)機的起動 /停止 3壓風(fēng)機放氣 4壓風(fēng)機的起動 /停止 4壓風(fēng)機放氣 1壓風(fēng)機的加載 /減載 2壓風(fēng)機的加 載 /減載 3壓風(fēng)機的加載 /減載 4壓風(fēng)機的加載 /減載 本科生畢業(yè)設(shè)計說明書（ 20xx） 17 上 電 、 復(fù) 位初 始 化通 信 子 程 序通 信 故 障A I 讀 入設(shè) 定 值 讀 入故 障 判 斷 子 程 序手 動 擋 自 動 擋就 地 控 制 手 動 控 制 程 序 控 制 遠(yuǎn) 程 控 制返 回故 障 輸 出故 障 報 警是是否 圖 41 主程序流程圖 故障判斷子程序的設(shè)計 為了能夠準(zhǔn)確了解系統(tǒng)的運行狀況，