【正文】 受 到 限 制 ， 從 而 導(dǎo) 致 生產(chǎn) 成 本 增 加 ， 設(shè) 備 使 用 壽 命 縮 短 ， 設(shè) 備 維 護(hù) 、 維 修 費(fèi) 用 高 居 不 下 。 involved in equipmentselection and configuration of hardware。本 文 針 對(duì) 通 風(fēng) 機(jī) 的 工 作 環(huán) 境 和 運(yùn) 行 特 點(diǎn) ， 以 PLC為 主 控 設(shè) 備 ， 介 紹 了可 編 程 序 控 制 器 （ PLC） 在 煤 礦 通 風(fēng) 系 統(tǒng) 中 的 應(yīng) 用 ； 探 討 了 通 風(fēng) 機(jī) 實(shí) 現(xiàn) 自 動(dòng)控 制 系 統(tǒng) 的 系 統(tǒng) 組 成 和 設(shè) 計(jì) ； 涉 及 硬 件 設(shè) 備 的 選 型 與 組 態(tài) ； 編 制 了 通 風(fēng) 機(jī) 實(shí)現(xiàn) 自 動(dòng) 控 制 梯 形 圖 ； 并 簡(jiǎn) 要 介 紹 了 PLC與 其 他 智 能 裝 置 及 個(gè) 人 計(jì) 算 機(jī) 聯(lián) 網(wǎng) ，組 成 的 控 制 系 統(tǒng) ?；?于 PLC的 風(fēng) 機(jī) 控 制 系 統(tǒng) 設(shè) 計(jì)摘 要 可 編 程 控 制 器 (PLC)是 一 種 以 微 處 理 器 為 核 心 ,綜 合 了 計(jì) 算 機(jī) 技 術(shù) 、 自動(dòng) 控 制 技 術(shù) 和 網(wǎng) 絡(luò) 通 信 技 術(shù) 的 通 用 工 業(yè) 控 制 裝 置 。 因 此 對(duì) 主 通 風(fēng) 機(jī) 實(shí) 現(xiàn) 在 線 監(jiān) 控 有 很 重 要 的 意 義 。 explore position and designof fan system to achieve automatic control system。 PLC。部 分 的 主 要 功 能 如 下 ：監(jiān) 控 系 統(tǒng) （ SCADA） ： 監(jiān) 控 系 統(tǒng) 實(shí) 現(xiàn) 對(duì) 全 風(fēng) 場(chǎng) 風(fēng) 機(jī) 狀 況 的 監(jiān) 視 與 啟 、 停操 它 包 括 大 型 監(jiān) 控 軟 件 及 完 善 的 通 訊 網(wǎng) 絡(luò) 。 目 前 來(lái) 看 ， 變槳 控 制 系 統(tǒng) 的 葉 片 驅(qū) 動(dòng) 有 液 壓 和 電 氣 兩 種 方 式 ， 電 氣 驅(qū) 動(dòng) 方 式 中 又 有 采 用 交流 電 機(jī) 和 直 流 電 機(jī) 兩 種 不 同 方 案 。而 最 常 用 的 控 制 手 段 則 是 調(diào) 節(jié) 風(fēng) 門(mén) 、 擋 板 開(kāi) 度 的 大 小 來(lái) 調(diào) 整 受 控 對(duì) 象 。 為 此 ， 需 要 采 用 多 項(xiàng) 措施 實(shí) 現(xiàn) 對(duì) 離 心 風(fēng) 機(jī) 的 自 動(dòng) 控 制 ， 以 使 系 統(tǒng) 的 各 種 性 能 達(dá) 到 合 理 的 要 求 。 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 ， 本 文 通 過(guò) 一 個(gè)實(shí) 例 ——基 于 離 心 風(fēng) 機(jī) 的 礦 井 通 風(fēng) 系 統(tǒng) 進(jìn) 行 分 析 。 針 對(duì) 這 一 系 列 問(wèn) 題本 系 統(tǒng) 將 PLC與 變 頻 器 有 機(jī) 地 結(jié) 合 起 來(lái) ， 采 用 以 礦 井 氣 壓 壓 力 為 主 控 參 數(shù) ，實(shí) 現(xiàn) 對(duì) 電 動(dòng) 機(jī) 工 作 過(guò) 程 和 運(yùn) 轉(zhuǎn) 速 度 的 有 效 控 制 使 礦 井 中 用 的 離 心 通 風(fēng) 機(jī) 通風(fēng) 高 效 、 安 全 ， 達(dá) 到 了 明 顯 的 節(jié) 能 效 果 。 小 型 化 、 微 型 化 和 大 型 化 、 多 功 能 兩 個(gè) 方 向 發(fā) 展  程 控 制 功 能 不 斷 增 強(qiáng) 力 開(kāi) 發(fā) 智 能 型 I/O模 塊 個(gè) 人 計(jì) 算 機(jī) 日 益 緊 密 結(jié) 合 程 語(yǔ) 言 趨 向 標(biāo) 準(zhǔn) 化 信 與 聯(lián) 網(wǎng) 能 力 不 斷 增 強(qiáng)近 年 來(lái) 隨 著 科 技 的 飛 速 發(fā) 展 ， PLC的 應(yīng) 用 正 在 不 斷 地 走 向 深 入 ， 同 時(shí) 帶動(dòng) 傳 統(tǒng) 的 控 制 檢 測(cè) 技 術(shù) 不 斷 更 新 。 如 果 對(duì) 外 部 電 路 稍 加 修 改 或 者在 系 統(tǒng) 程 序 中 加 入 分 支 可 以 把 八 路 搶 答 器 變 為 更 多 路 的 搶 答 器 。風(fēng) 機(jī) 控 制 系 統(tǒng) 的 研 究 現(xiàn) 狀 ： 風(fēng) 機(jī) 的 控 制 系 統(tǒng) 是 風(fēng) 機(jī) 的 重 要 組 成 部 分 ， 它承 擔(dān) 著 風(fēng) 機(jī) 監(jiān) 控 、 自 動(dòng) 調(diào) 節(jié) 、 實(shí) 現(xiàn) 最 大 風(fēng) 能 捕 獲 以 及 保 證 良 好 的 電 網(wǎng) 兼 容 性等 重 要 任 務(wù) ， 它 主 要 由 監(jiān) 控 系 統(tǒng) 、 主 控 系 統(tǒng) 、 變 槳 控 制 系 統(tǒng) 以 及 變 頻 系（ 變 頻 器 ） 幾 部 分 組 成 。變 槳 控 制 系 統(tǒng) ： 與 主 控 系 統(tǒng) 配 合 ， 通 過(guò) 對(duì) 葉 片 節(jié) 距 角 的 控 制 ， 實(shí) 現(xiàn) 最 大風(fēng) 能 捕 獲 以 及 恒 速 運(yùn) 行 ， 提 高 了 風(fēng) 力 發(fā) 電 機(jī) 組 的 運(yùn) 行 靈 活 性 。 風(fēng)機(jī) 控 制 系 統(tǒng) 的 發(fā) 展 趨 勢(shì) ： 隨 著 國(guó) 內(nèi) 企 業(yè) 所 開(kāi) 發(fā) 風(fēng) 機(jī) 容 量 越 來(lái) 越 大 ， 風(fēng) 機(jī) 控 制技 術(shù) 必 須 不 斷 發(fā) 展 才 能 滿 足 這 一 要 求 ， 如 葉 片 的 驅(qū) 動(dòng) 和 控 制 技 術(shù) 、 如 更 大 容量 的 變 頻 器 開(kāi) 發(fā) ， 都 是 必 須 不 斷 解 決 的 新 的 課 題 ， 這 里 不 進(jìn) 行 詳 細(xì) 闡 述 。 因 此 ， 現(xiàn) 實(shí) 不 同 風(fēng) 機(jī) 之 間 的 方便 互 聯(lián) 是 一 個(gè) 亟 待 解 決 的 重 要 課 題 。 當(dāng) 風(fēng) 機(jī) 在 電 網(wǎng) 中 所 占 比 例 較 小 時(shí) ，這 種 做 法 對(duì) 電 網(wǎng) 的 影 響 還 可 以 忽 略 不 計(jì) 。 我 國(guó) 也 于 今 年 8月 由 國(guó) 家 電 網(wǎng) 公 司 出 臺(tái) 了 《 風(fēng) 電 場(chǎng) 接 入 電 網(wǎng) 技術(shù) 規(guī) 定 》 ， 其 中 規(guī) 定 了 我 國(guó) 自 己 的 低 電 壓 穿 越 技 術(shù) 要 求 ， 明 確 要 求 風(fēng) 電 機(jī) 組在 并 網(wǎng) 點(diǎn) 電 壓 跌 落 至 20%額 定 電 壓 時(shí) 能 夠 保 持 并 網(wǎng) 運(yùn) 行 625ms、 當(dāng) 跌 落 發(fā) 生3s內(nèi) 能 夠 恢 復(fù) 到 額 定 電 壓 的 90%時(shí) ， 風(fēng) 電 機(jī) 組 保 持 并 網(wǎng) 運(yùn) 行 的 低 電 壓 穿 越 運(yùn)行 要 求 。（ 3） 實(shí) 現(xiàn) 在 功 率 預(yù) 估 條 件 下 的 風(fēng) 電 場(chǎng) 有 功 及 無(wú) 功 功 率 自 動(dòng) 控 制 。第 二 章 總 體 方 案 設(shè) 計(jì) 控 制 系 統(tǒng) 的 要 求（ 1） 高 可 靠 性 ， 以 適 應(yīng) 工 業(yè) 現(xiàn) 場(chǎng) 十 分 惡 劣 和 復(fù) 雜 的 工 作 條 件 。（ 5） 有 先 進(jìn) 的 系 統(tǒng) 環(huán) 境 和 應(yīng) 用 軟 件 便 于 開(kāi) 發(fā) 。 這 樣 ， 既 可 滿 足 工 作 要 求 ，又 不 使 電 動(dòng) 機(jī) 空 轉(zhuǎn) ， 而 造 成 電 能 的 浪 費(fèi) 。 由 流體 力 學(xué) 的 基 本 定 律 可 知 ： 風(fēng) 機(jī) 、 泵 類 設(shè) 備 均 屬 平 方 轉(zhuǎn) 矩 負(fù) 載 ， 其 轉(zhuǎn) 速 n與 流量 Q， 壓 力 H以 及 軸 功 率 P具 有 如 下 關(guān) 系 ： Q∝n， H∝n2， P∝n3， 即 流 量 與 轉(zhuǎn)速 成 正 比 ， 壓 力 與 轉(zhuǎn) 速 的 平 方 成 正 比 ， 軸 功 率 與 轉(zhuǎn) 速 的 立 方 成 正 比 。 顯 然 ， B點(diǎn) 與 C點(diǎn) 的風(fēng) 量 相 同 ， 但 C點(diǎn) 的 壓 力 要 比 B點(diǎn) 壓 力 小 得 多 。Qe為 風(fēng) 門(mén) 開(kāi) 度 為 最 大 ， 且 電 機(jī) 運(yùn) 行 在 額 定 轉(zhuǎn) 速 時(shí) 的 風(fēng) 量 。圖 22 變 頻 調(diào) 速 在 風(fēng) 機(jī) 中 的 節(jié) 能 分 析 變 頻 調(diào) 速 的 依 據(jù)變 頻 調(diào) 速 技 術(shù) 的 基 本 原 理 是 根 據(jù) 電 機(jī) 轉(zhuǎn) 速 與 工 作 電 源 輸 入 頻 率 成 正比 的 關(guān) 系 ， 如 公 式 （ 22） 所 示 ： （ 22）60(1)/nfsp??其 中 n表 示 電 機(jī) 轉(zhuǎn) 速 ；f為 電 動(dòng) 機(jī) 工 作 電 源 頻 率 ；s為 電 機(jī) 轉(zhuǎn) 差 率 ；p為 電 機(jī) 磁 極 對(duì) 數(shù) 。 變 頻 調(diào) 速 傳 動(dòng) 效 率 高 ， 因 變 頻 調(diào)速 屬 于 電 氣 調(diào) 速 ， 無(wú) 中 間 機(jī) 械 設(shè) 備 ， 也 就 沒(méi) 有 附 加 的 轉(zhuǎn) 差 損 耗 ， 屬 于 低 損 耗的 高 效 調(diào) 速 ， 而 且 其 調(diào) 速 范 圍 廣 ， 反 應(yīng) 速 度 快 ， 精 度 高 ， 裝 置 安 全 可 靠 ， 安裝 調(diào) 試 方 便 ， 容 易 實(shí) 現(xiàn) 閉 環(huán) 控 制 ， 能 達(dá) 到 自 動(dòng) 調(diào) 節(jié) 。圖 23 變 頻 器 主 電 路 原 理 圖 離 心 風(fēng) 機(jī) 控 制 原 理 分 析三 臺(tái) 大 容 量 的 離 心 風(fēng) 機(jī) (1, 2, 3)根 據(jù) 工 作 狀 態(tài) 的 不 同 ， 具 有 變 頻 、 工頻 兩 種 運(yùn) 行 方 式 ， 因 此 每 臺(tái) 離 心 風(fēng) 機(jī) 均 要 求 通 過(guò) 兩 個(gè) 接 觸 器 分 別 與 工 頻 電 源和 變 頻 電 源 輸 出 相 聯(lián) 。 在 控 制 電 路 的 設(shè) 計(jì) 中 ， 必 須 要 考 慮 弱 電 和 強(qiáng) 電 之 間 的 隔 離 問(wèn) 題 。 變 頻 器 的 輸 出 端 嚴(yán) 禁 和 工 頻 電 源 相 連 ， 也 就 是 說(shuō) 不 允 許 一 臺(tái) 電 機(jī) 同時(shí) 接 到 工 頻 電 源 和 變 頻 電 源 的 情 況 出 現(xiàn) 。 通過(guò) 轉(zhuǎn) 換 開(kāi) 關(guān) 及 相 應(yīng) 的 電 路 來(lái) 實(shí) 現(xiàn) 。 在 自 動(dòng) 狀 態(tài) 時(shí) ， 系 統(tǒng) 執(zhí) 行 PLC的控 制 程 序 ， 自 動(dòng) 控 制 風(fēng) 機(jī) 的 起 停 。 風(fēng) 機(jī) 電 機(jī) 電 源 的 通 斷 ， 由中 間 繼 電 器 KA1KA6控 制 接 觸 器 KM 1KM6的 線 圈 來(lái) 實(shí) 現(xiàn) 。 中 間 繼 電 器 KA1KA6控 制 接 觸 器KM1KM6的 接 線 圖 如 圖 31所 示 。 主 機(jī) 單 元 是 集 成 了 CPU， 電 源 (AC)， 輸 入 輸 出 單 元 的 獨(dú) 立 模 塊 ， 可 單獨(dú) 使 用 ， 也 可 以 和 擴(kuò) 展 單 元 任 意 組 合 使 用 ， 最 多 可 配 置 3個(gè) 擴(kuò) 展 模 塊 。 本 設(shè) 計(jì) 根 據(jù) 需 要 ， 主 模 塊 選 用 FP0C32， 擴(kuò) 展 模 塊 選 用FP0E16， A/D轉(zhuǎn) 換 模 塊 采 用 FP0A80模 塊 。 變頻器的選擇 本 系 統(tǒng) 設(shè) 計(jì) 選 用 變 頻 器 為 森 蘭 BT12S系 列 ， 變 頻 器 的 連 接 端 子 圖 如 圖33所 示 。F28=0 使 變 頻 器 的 FMA輸 出 功 能 為 頻 率 。 X5與 公 共 端 CM接 通 時(shí) ， 頻 率 上 升 ； X5與 公 共 端 CM斷 開(kāi) 時(shí) ， 頻 率 保 持 。 VRF， Y1接 至 PLC， 接 收 和 發(fā) 送 與PLC主 機(jī) 之 間 的 控 制 信 號(hào) 。 12圖 32 PLC控 制 系 統(tǒng) 設(shè) 計(jì) 流 程 圖圖 33 PLC接 線 圖表 31 I/O分 配 表X0 系 統(tǒng) 啟 動(dòng) Y0 電 源 指 示 燈X1 系 統(tǒng) 停 止 Y1 溫 度 過(guò) 高 指 示 燈X2 變 頻 器 信 號(hào) 輸 入 Y2 接 變 頻 器 VRF端X3 溫 度 傳 感 器 1信 號(hào) 輸 入 Y4 變 頻 器 報(bào) 警X4 溫 度 傳 感 器 2信 號(hào) 輸 入 Y5 電 機(jī) 線 圈 過(guò) 熱 報(bào) 警X5 熱 電 偶 傳 感 器 信 號(hào) 輸 入 YA 1風(fēng) 機(jī) 工 頻 運(yùn) 轉(zhuǎn)X6 連 接 上 位 機(jī) YB 1風(fēng) 機(jī) 變 頻 運(yùn) 轉(zhuǎn)X8 1風(fēng) 機(jī) 工 頻 選 擇 YC 備 用 系 統(tǒng)X9 1風(fēng) 機(jī) 變 頻 選 擇 YE 2風(fēng) 機(jī) 工 頻 運(yùn) 轉(zhuǎn)XA 1風(fēng) 機(jī) 啟 動(dòng) YF 2風(fēng) 機(jī) 變 頻 運(yùn) 轉(zhuǎn)XB 1風(fēng) 機(jī) 停 止 Y22 3風(fēng) 機(jī) 工 頻 運(yùn) 轉(zhuǎn)XC 2風(fēng) 機(jī) 工 頻 選 擇 Y23 3風(fēng) 機(jī) 變 頻 運(yùn) 轉(zhuǎn)XD 2風(fēng) 機(jī) 變 頻 選 擇XE 2風(fēng) 機(jī) 啟 動(dòng)XF 2風(fēng) 機(jī) 停 止X20 3風(fēng) 機(jī) 工 頻 選 擇X21 3風(fēng) 機(jī) 變 頻 選 擇X22 3風(fēng) 機(jī) 啟 動(dòng)X23 3風(fēng) 機(jī) 停 止（ 1） 上 限 頻 率 ： 由 于 變 頻 器 內(nèi) 部 具 有 轉(zhuǎn) 差 補(bǔ) 償 功 能 ， 在 50HZ的 情 況下 電 動(dòng) 機(jī) 在 變 頻 運(yùn) 行 時(shí) 的 實(shí) 際 轉(zhuǎn) 速 要 高 于 工 頻 運(yùn) 行 時(shí) 的 轉(zhuǎn) 速 ， 從 而 增 大 了 電動(dòng) 機(jī) 的 負(fù) 載 ， 因 此 實(shí) 際 預(yù) 置 的 頻 率 應(yīng) 略 低 于 額 定 頻 率 。 本 系 中 下 限 頻 率 設(shè) 定 為35HZ。第4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)軟 件 設(shè) 計(jì) 可 包 括 以 下 幾 部 分 ： 初 始 化 ， 風(fēng) 機(jī) 的 啟 動(dòng) /停 止 ， 信 號(hào) 顯 示， 模 擬 量 輸 入 ， 測(cè) 量 值 與 設(shè) 定 值 的 比 較 ， 模 擬 量 輸 出 等 。 主 電 路 端 子及 功 能 表 如 表 41所 示 , 控 制 電 路 端 子 及 功 能 表 如 表 42所 示 。 若 溫 度 仍 然 達(dá) 不 到 設(shè) 定 值 ， 則 由PLC給 出 控 制 信 號(hào) ， 將 2風(fēng) 機(jī) 與 變 頻 器 斷 開(kāi) ， 轉(zhuǎn) 為 工 頻 恒 速 運(yùn) 行 ， 同 時(shí) 3風(fēng) 機(jī) 變 頻 運(yùn) 行 。 當(dāng) 外 界 溫 度 降 低 時(shí) ， 變 頻 器 通 過(guò) PID調(diào) 節(jié) 器 降 低 風(fēng) 機(jī) 電 機(jī) 轉(zhuǎn) 速 來(lái) 調(diào) 節(jié) 風(fēng)量 。 系統(tǒng)工作狀態(tài) 工 作 狀 態(tài) 之 間 的 轉(zhuǎn) 換 條 件 是 依 據(jù) 變 頻 器 輸 出 頻 率 是 否 到 達(dá) 極 限 頻 率 及 溫度 是 否 達(dá) 到 設(shè) 定 值 。S21 1風(fēng) 機(jī) 工 頻 運(yùn) 行 ， 2風(fēng) 機(jī) 變 頻 運(yùn) 行 ， 3風(fēng) 機(jī)