【正文】 畢業(yè)設(shè)計(jì)成績： 答辯小組負(fù)責(zé)人 (簽字 )： 年 月 日 答辯委員 會審定意見： 答辯委員會主任（簽字）： 年 月 日 36 答 辯 小 組 成 員 姓名 職稱 工作單位 備注 。特別是在課題的設(shè)計(jì)過程中，對論文的技術(shù)問題，導(dǎo)師都花費(fèi)了大量的心血，付出了大量的勞動(dòng)，并一直給予我無微不至的指導(dǎo)與多方面的幫助，使我的知識、能力等各方面都有了很大的 進(jìn)步，在此，謹(jǐn)向?qū)煴硎咀钪孕牡母兄x！在課題進(jìn)行期間，學(xué)院為我們提供了良好的學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)環(huán)境。 模擬量信號的類型及范圍是通過模擬量模塊右下側(cè)的 DIP設(shè)定開關(guān)進(jìn)行輸入和輸出信號選擇的 。由于 PLC所能識別的是數(shù)字量信號，所以要對傳感器采集的電壓或電流信號的輸入信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換。 圖 9 壓力中斷程序 溫度控制部分 本設(shè)計(jì)的風(fēng)機(jī)組設(shè)有軸承溫度和定子溫度過熱保護(hù)。中斷子程序如圖 8所示。 圖 7 PID參數(shù)設(shè)置 其設(shè)置調(diào)用了壓力子程序見附圖。偏差由定量（ SP，希望值）與過程變量（ PV，實(shí)際值）之差來確定。其結(jié)構(gòu)如圖 4所示。 PID運(yùn)算中的積分作用可以消除系統(tǒng)的靜態(tài)誤差，提高精度，加強(qiáng)對系統(tǒng)參數(shù)變化的能力，而身分作用可以克服慣性滯后，提高抗干擾能力和系統(tǒng)的穩(wěn)定性，可改善系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度。只有當(dāng)瓦斯?jié)?VD196的存儲值下降到小于瓦斯?jié)舛葓?bào)警上線時(shí)， PLC才恢復(fù)風(fēng)機(jī)組再次啟動(dòng)并將風(fēng)機(jī)組運(yùn)行工作。以警示工作人員工作面瓦斯涌出量已有安全隱患，做好排放瓦斯的準(zhǔn)備。否則兩臺通風(fēng)機(jī)同時(shí)參與工作。設(shè)定由瓦斯?jié)舛葌鞲衅鱾魉蛠淼耐咚節(jié)舛戎禐镈，用戶設(shè)定不能超過的瓦斯?jié)舛戎禐?D0，氣壓傳感器傳來的壓力為 F1，用戶要求的礦井內(nèi)氣壓值為 F2。當(dāng) SA 切在手動(dòng)位時(shí)，通過 SB1～ SB4 按鈕分別起動(dòng) 4臺水泵工頻運(yùn)行 ,SB5～ SB8 按鈕分別停止 4臺離心風(fēng) 機(jī)工頻運(yùn)行．當(dāng)SA 在自動(dòng)位時(shí)，由 PLC 控制水泵進(jìn)行變頻或工頻狀態(tài)的起動(dòng)、切換、停止運(yùn)行。合上空氣開關(guān)后，當(dāng)交流接觸器 KM KM3, KM KM7 主觸點(diǎn)閉合時(shí)，電動(dòng)機(jī)為工頻運(yùn)行；當(dāng) KMKM KM KM8主觸點(diǎn) 閉合時(shí)，電動(dòng)機(jī)為變頻運(yùn)行。 表 2 變頻器參數(shù)的設(shè)定 參數(shù)號 參數(shù)值 說明 Fr 13 固定頻率 1 P01 10 第一加速時(shí)間 P02 10 第一加速時(shí)間 P03 FF 頻率范圍 (v/f 方式 ) 13 P05 20 DC 提升水平 P08 1 變 頻器起停正反轉(zhuǎn)控制方式 P15 200 電動(dòng)機(jī)運(yùn)行最大頻率 P16 50 電動(dòng)機(jī)運(yùn)行基本頻率 P18 2 多段速率加速連動(dòng)運(yùn)行 P32 170 固定頻率 2 P33 10 固定頻率 3 P34 23 固定頻率 4 35 130 固定頻率 5 39 5 第 2加速時(shí)間設(shè)定 40 5 第二減速時(shí)間設(shè)定 14 4 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 硬件電路 （ 1） 本系統(tǒng)的硬件電路如圖 3 所示，它由 4臺電動(dòng)機(jī)，一臺智能型電控柜（包括西門子變頻器、 PLC、交流接觸器、繼電器等），一套壓力傳感器、斷相相序保護(hù)裝置以及供 電主回路等構(gòu)成。采用西門子 Profibus 屏蔽電纜及 9 針 D 形網(wǎng)絡(luò)連接頭。或者，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； ?cos 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。 風(fēng)機(jī)的用途：一般用于高壓強(qiáng)制通風(fēng)，如冶煉、送料、礦井、隧道、地下室、鐵路等，亦可輸送空氣及其它無腐蝕性、不含粘性物質(zhì)、非易燃、易爆之氣體，介質(zhì)溫度最高不超過八十度，介質(zhì)中硬質(zhì)顆粒物中大于 150mg/m3。風(fēng)機(jī)動(dòng)力設(shè)備的傳統(tǒng)控制方法是通過手動(dòng)或繼電器控制，存在可靠性和靈活性較差的問題，比如：由于電機(jī)的容量大，就存在啟動(dòng)時(shí)間長、啟動(dòng)電流大、運(yùn)行安全可靠性差等問題，為了解決這些問題，需要采取在啟動(dòng)離心風(fēng)機(jī)時(shí)減少啟動(dòng)負(fù)荷、通過星 — 三角降壓啟動(dòng)來降低啟動(dòng)電流、進(jìn)行安全互鎖控制等措施。 離心風(fēng)機(jī)的工作原理與透平壓縮機(jī)基本相同，只是由于氣體流速較低，壓力變化不大，一般不需要考慮氣體比容的變化，即把氣體作為不可壓縮流體處理。我國地方煤礦的礦井中使用該系列通風(fēng)機(jī)較多，由于機(jī)型小，配置電動(dòng)機(jī)的容量也小 ,可配用 380V 或 660V 電壓的電動(dòng)機(jī)，特別適用于無高壓(6000V)供電的礦井使用。運(yùn)行時(shí)調(diào)節(jié)門可在 0176。 11 離心風(fēng)機(jī) 我國礦井使用的離心式通風(fēng)機(jī)主要就是 。 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊分為 A/D轉(zhuǎn)換模塊和 D/A轉(zhuǎn)換模塊。變頻調(diào)速就是通過改變電動(dòng)機(jī)電源頻率實(shí)現(xiàn)速度調(diào)節(jié)的。作為高能耗設(shè)備，其輸出功率不能隨負(fù)荷按比例變化，大部分只能通過擋板或閥門的開度來調(diào)節(jié)，而電動(dòng)機(jī)消耗的能量變化不大，從而造成很大的能量損耗。設(shè)置 6個(gè)操作鍵、 4個(gè)開關(guān)量傳感器和 2個(gè)模擬量。電源輸入類型有：交流電源（ 220VAC 或110VAC），直流電源（常用的為 24VDC） [4]。 按 I/O 點(diǎn)數(shù)確定模塊規(guī)格及數(shù)量， I/O 模塊可多可少。 I/O 分為開關(guān)量輸入（ DI），開關(guān)量輸出（ DO），模擬量輸入（ AI），模擬 量輸出（ AO）等模塊。 CPU 速度和內(nèi)存容量是 PLC 的重要參數(shù)，它們決定著 PLC 的工作速度， I/O 數(shù)量及軟件容量等，因此限制著控制規(guī)模。 PLC 及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。在 1987 年國際電工委員會（ International Electrical Committee）頒布的 PLC 標(biāo)準(zhǔn)草案中對 PLC 做了如下定義： PLC 英文全稱 Programmable Logic Controller，中文全稱為可編程邏輯控制器，定義是：一 種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。 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，用變送器將現(xiàn)場信號變換成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)信號 (如 4～ 20 mA 直流電流信號、 0 ～ 5 V 直流電壓信號等 )，送入 A /D 轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，然后送入 PLC， PLC 將檢測到的氣壓值與設(shè)定的氣壓值進(jìn)行比較和處理，輸出信號控制通風(fēng)機(jī)工作。為防止通風(fēng)機(jī)疲勞運(yùn)行，在任何狀態(tài)下風(fēng)機(jī)在累計(jì)運(yùn)行設(shè)定時(shí)間后要切換至另一臺風(fēng)機(jī)運(yùn)行。 圖 1 通風(fēng)控制系統(tǒng)方案圖 本 PLC 控制系統(tǒng)具有對通風(fēng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)與運(yùn)行，進(jìn)行監(jiān)控、聯(lián)鎖和過熱保護(hù)等功能。 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和方案 通風(fēng)控制系統(tǒng)主要由 2 臺離心風(fēng)機(jī)組成，每臺離心風(fēng)機(jī)有兩臺電機(jī)，每臺電機(jī)驅(qū)動(dòng)一組扇片，兩組扇片是對旋的，一組用于吸 風(fēng)，一組為增加風(fēng)速，對井下進(jìn)行供風(fēng)。當(dāng)瓦斯?jié)舛却笥谠O(shè)定斷電上限時(shí)， PLC將切斷工作面和風(fēng)機(jī)組電源，防止瓦斯爆炸。為滿足礦井通風(fēng)系統(tǒng)自動(dòng)控制的要求， 系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)要求如下： （ 1） 本系統(tǒng)提供手動(dòng)／自動(dòng)兩種工作模式，具有狀態(tài)顯示以及故障報(bào)警等功能。 PLC 控制系統(tǒng)具有對驅(qū)動(dòng)風(fēng) 機(jī)的電機(jī)過熱保護(hù)、故障報(bào)警、機(jī)械故障報(bào)警和瓦斯?jié)舛葦嚯姷裙δ芴攸c(diǎn)，為煤礦礦井通風(fēng)系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)改造提供一條新途徑。 煤礦礦井通風(fēng)系統(tǒng)是煤礦礦井安全生產(chǎn)的重要組成部分，煤礦礦井通