【正文】 I/O 接線圖圖 I/O 接線圖 變頻器異步電動(dòng)機(jī)是電力、化工等生產(chǎn)企業(yè)最主要的動(dòng)力設(shè)備。煤礦礦井通風(fēng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要涉及 10個(gè)數(shù)字量輸入和 2個(gè)模擬量輸入，15 個(gè)數(shù)字量輸出。（2）國內(nèi)　　PLC 生產(chǎn)廠約 30 家，但沒有形成頗具規(guī)模的生產(chǎn)能力和名牌產(chǎn)品，還有一部分是以仿制、來件組裝或“ 貼牌 ”方式生產(chǎn)。在這時(shí)期，PLC 在處理模擬量能力、數(shù)字運(yùn)算能力、人機(jī)接口能力和網(wǎng)絡(luò)能力得到大幅度提高，PLC 逐漸進(jìn)入過程控制領(lǐng)域，在某些應(yīng)用上取代了在過程控制領(lǐng)域處于統(tǒng)治地位的 DCS系統(tǒng)?！　。?）隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)生，PC 的功能越來越強(qiáng)大，其概念和內(nèi)涵也不斷擴(kuò)展。電源輸入類型有：交流電源（220VAC 或110VAC） ，直流電源（常用的為 24VDC） 。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(huì)（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。（5）換向柜：兩臺(tái)換向柜，由接觸器組成。（2）變壓器：為了保證附屬設(shè)備的可靠工作，安裝了兩臺(tái) 50kva，為低壓柜供電。 礦井主扇風(fēng)機(jī)的供電系統(tǒng)風(fēng)機(jī)的供電系統(tǒng)采用了室外箱式一體化結(jié)構(gòu)。 葉輪的葉片安裝角度可以調(diào)整，其范圍為：30 度、33 度、36 度、39 度、42 度五個(gè)角度級(jí)。使電機(jī)始終處于無瓦斯空氣之中運(yùn)行，起到了雙重隔爆效果。 礦井主扇風(fēng)機(jī)的控制方案 礦井主扇風(fēng)機(jī)概述地面主扇風(fēng)機(jī)其整體性好，并且采用內(nèi)置防爆電機(jī)拖動(dòng),不受外界干擾。報(bào)警信號(hào)均為聲光形式，聲報(bào)警 (電笛 )可用按鈕解除 ,報(bào)警指示在故障排除后自動(dòng)消失。在手動(dòng)方式下，通風(fēng)機(jī)通過開關(guān)進(jìn)行控制，不受礦井內(nèi)氣壓的影響。下圖為通風(fēng)系統(tǒng)的方案圖。圖 通風(fēng)系統(tǒng)原理框圖 通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案本通風(fēng)控制系統(tǒng)主要由 2 臺(tái)離心風(fēng)機(jī)組成，每臺(tái)離心風(fēng)機(jī)有兩臺(tái)電機(jī)，每臺(tái)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)。（5）運(yùn)用溫度傳感器測定風(fēng)機(jī)組定子溫度或軸承溫度，當(dāng)定子溫度或軸承溫度超過設(shè)定報(bào)警上線時(shí)，發(fā)出指示和報(bào)警信號(hào)。（2）模擬量壓力輸入經(jīng) PID運(yùn)算，輸出模擬量控制變頻器。本控制系統(tǒng)具有離心通風(fēng)機(jī)組的啟動(dòng)、互鎖和過熱保護(hù)等功能。7 模擬風(fēng)機(jī)運(yùn)行情況，用組態(tài)王軟件繪制煤礦主通風(fēng)機(jī)在線監(jiān)測系統(tǒng)主界面和PLC 控制變頻器調(diào)速系統(tǒng)主界面。3 本系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)多種報(bào)警功能，如風(fēng)機(jī)定子，軸承溫度超限，電動(dòng)機(jī)振動(dòng)異常報(bào)警，以及變頻器出現(xiàn)故障及時(shí)報(bào)警，及時(shí)處理的功能。本論文還討論了利用變頻器控制通風(fēng)機(jī)的變頻運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)的高效節(jié)能運(yùn)行。由 PLC控制的變頻調(diào)速離心風(fēng)機(jī)的通風(fēng)系統(tǒng)，具有較高的可靠性和較好的節(jié)能效果，易于組建成整體的自控系統(tǒng)，很方便地實(shí)現(xiàn)各種控制切換和遠(yuǎn)程監(jiān)控。目前煤礦礦井通風(fēng)系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，大多仍采用繼電、接觸器控制系統(tǒng)，但這種控制系統(tǒng)存在著體積大、機(jī)械觸點(diǎn)多、接線復(fù)雜、可靠性低、排除故障困難等很多的缺陷；如果工作通風(fēng)機(jī)不采用變頻控制，那么礦井通風(fēng)量的調(diào)節(jié)方法，只能依靠兩個(gè)垂直風(fēng)門提起的高度，和調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)扇葉的數(shù)量和角度。近幾年國內(nèi)學(xué)者開展了瓦斯煤塵爆炸機(jī)理、傳播規(guī)律及防治對策的研究工作同時(shí)也揭示了瓦斯爆炸火焰的結(jié)構(gòu)特征及其影響因素揭示了瓦斯爆炸過程中爆炸波的特征參數(shù)變化規(guī)律及其影響因素開展了壁面熱效應(yīng)對瓦斯爆炸傳播規(guī)律影響作用的實(shí)驗(yàn)研究建立了管內(nèi)瓦斯爆炸能量平衡方程。我國瓦斯爆炸頻發(fā)許多爆炸力學(xué)工作者對氣相爆轟進(jìn)行過深入研究瓦斯爆炸方面的文獻(xiàn)十分豐富但現(xiàn)有的成果與煤礦井下的實(shí)際尚有較大差距如井下特有的結(jié)構(gòu)設(shè)施、巷道特征等等研究煤礦井下結(jié)構(gòu)設(shè)施與瓦斯爆轟波及沖擊波相互作用的成果較少井下通風(fēng)設(shè)施抗爆強(qiáng)度的理論研究基本是空白現(xiàn)有的文獻(xiàn)多限于事故現(xiàn)象的簡單描述。因此以各采掘工作面為核心的分區(qū)通風(fēng)成為了煤礦通風(fēng)的基本規(guī)定和實(shí)踐。因此礦井通風(fēng)系統(tǒng)的合理性、可靠性和抗災(zāi)能力分析對于防止通風(fēng)瓦斯及煤層自燃等意外的出現(xiàn)對于礦井預(yù)防處理通風(fēng)瓦斯意外及災(zāi)變的能力對于提高礦井安全管理水平均有著重要的作用。 10．通風(fēng)系統(tǒng)要有利用深水平或后期通風(fēng)系統(tǒng)的發(fā)展變化。 8．可以獨(dú)立通風(fēng)的礦井，采區(qū)應(yīng)盡量獨(dú)立通風(fēng)，不宜合并一個(gè)通風(fēng)系統(tǒng)。 4．總回風(fēng)巷不得作為主要人行道。采用機(jī)械通風(fēng)的礦井，自然風(fēng)壓也是始終存在的，而且也并在各個(gè)時(shí)期內(nèi)影響著礦井的通風(fēng)工作，在通風(fēng)管理工作中應(yīng)給予充分重視。 礦井通風(fēng)方法以風(fēng)流獲得的動(dòng)力來源不同，可分為自然通風(fēng)和機(jī)械通風(fēng)兩種。礦井通風(fēng)方式有串聯(lián)通風(fēng)和并連通風(fēng)兩種。目 錄1 緒論 ....................................................................1 .......................................................1 .........................................................2 課題的主要研究內(nèi)容 ....................................................32 通風(fēng)系統(tǒng)及主扇風(fēng)機(jī)控制方案 ..............................................5 .....................................................6 礦井主扇風(fēng)機(jī)的控制方案 ................................................7 礦井主扇風(fēng)機(jī)概述 ....................................................7 礦井主扇風(fēng)機(jī)的供電系統(tǒng) ..............................................73 系統(tǒng)硬件構(gòu)成及各部分功能 ................................................9 PLC可編程控制器部分 ...................................................9 PLC概述 .............................................................9 PLC的應(yīng)用 ..........................................................10 典型的 PLC產(chǎn)品 .....................................................10 PLC外部 I/O 連接 ...................................................11 I/O接線圖 ..........................................................13 變頻器 ...............................................................13 變頻器的選型和容量的確定 .............................................14 離心風(fēng)機(jī) .............................................................15 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊 .........................................................164 通風(fēng)系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì) .....................................................17 硬件電路 .............................................................17 系統(tǒng)控制電路設(shè)計(jì) .....................................................185 軟件設(shè)計(jì) ...............................................................19 ................................................19 瓦斯?jié)舛瓤刂?.........................................................20 壓力的監(jiān)測 ...........................................................21 溫度的監(jiān)測 ...........................................................23 流量的監(jiān)測 ...........................................................24 電氣參數(shù)的測量與監(jiān)測 .................................................25 振動(dòng)的監(jiān)測 ...........................................................25 信號(hào)采集設(shè)備 .........................................................256 礦井通風(fēng)機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) .............................................26 ..........................................26 通風(fēng)機(jī)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo) .........................................26 通風(fēng)機(jī)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu) .........................................26 通風(fēng)機(jī)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行方式 ...........................................277 礦井通風(fēng)機(jī)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) .........................................29 系統(tǒng)的組成和特點(diǎn) .....................................................29 風(fēng)機(jī)參數(shù)的監(jiān)測 .......................................................29 風(fēng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)所需監(jiān)控的輸入輸 出量 .....................................30總 結(jié) ....................................................................32致 謝 ....................................................................33參考文獻(xiàn) .................................................................34附錄 A....................................................................351 緒論 礦井通風(fēng)系統(tǒng)簡介礦井通風(fēng)系統(tǒng)是礦井通風(fēng)方式、通風(fēng)方法和通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的總稱，基本任務(wù)是： 供給井下足夠的新鮮空氣，滿足人員對氧氣的需要，沖淡井下有毒有害氣體和粉塵，保證安全生產(chǎn)，調(diào)節(jié)井下氣候，創(chuàng)造良好的工作環(huán)境，所以本設(shè)計(jì)主要是對通風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)的風(fēng)壓風(fēng)量及瓦斯?jié)舛鹊目刂?。根?jù)瓦斯、煤層自燃和高溫等影響礦井生產(chǎn)安全的主要因素對礦井通風(fēng)系統(tǒng)的要求，為了便于管理、設(shè)計(jì)和檢查，把礦井通風(fēng)系統(tǒng)分為一般型、降溫型、防火型、排放瓦斯型、防火及降