【正文】 LC的供電及接地抗干擾問題可編程控制系統(tǒng)組成的控制系統(tǒng)以交流220V作為基本的工作電壓，電源開關選擇的是兩相單開關，然后通過隔離變壓器和交流穩(wěn)壓器或UPS電源。接地設計有兩個基本目的：消除各電路電流流經(jīng)公共地線阻抗所產生的噪聲電壓和避免磁場與電位差的影響，使其不形成地環(huán)路。TF200系統(tǒng)是YF24系統(tǒng)的更新產品，功能擴大，傳輸通道由24個增加到52個。俄羅斯建立了區(qū)域預測預報專家系統(tǒng)。提高了礦工工作效率也降低了危險概率。2 礦井主通風機系統(tǒng)通風系統(tǒng)是利用各種通風設備，不斷地把地面的新鮮空氣按著一定的路線、一定的風量送到井下各用風地點，同時把井下的乏風排至地面，并將井下的各種有害氣體稀釋到《煤礦安全規(guī)程》所允許的濃度以下，以保證井下工作人員身心健康和設備的正常運轉。1)風機工作風量在風機風口斷面上測出動壓換算成平均風速，或直接測出平均風速，然后乘以進風口的斷面積，得出風機的工作風量。 4）風機效率風流在風機機體內流動時會產生沖擊、摩擦等各種能量損失。本系統(tǒng)采用的是燕京風機廠生產的BD(K)系列煤礦用防爆對旋式主通風機2臺，這是一種典型的軸流式通風機。4）風機既可以兩臺電機一起開啟，也可以單臺電機分別單獨運轉使用，擴寬了運行的性能范圍。在本設計方案中兩臺通風機各有一個通道，每個通道各有三個風門，一個立式風門，一個斜風門，一個地面風門，其中前兩個風門是通常系統(tǒng)設計中的冗余考慮，最后一個風門是調節(jié)風量和倒換風機時所用?！啊睹旱V安全規(guī)程》規(guī)定，生產礦井主要通風機必須裝有反風設施，并能在10min內改變巷道中的風流方向；當風流方向改變后，主要通風機的供給風量不應小于正常供風量的40%。4）各風門保持原狀不變。檢測部分是用各種傳感器和變送器，各種數(shù)字量/模擬量儀表等設備。本設計我設計了兩種運行方式：1）現(xiàn)場控制的方式：就是在現(xiàn)場的觸摸屏上進行操作，本方案采用的是西門子的PLC與此公司的觸摸屏TP270進行通訊，接口兼容性好且穩(wěn)定，所以此種運行方式最可靠。它是由運動線圈切割磁力線產生輸出信號的變送器，因此具有工作時只需要供給DC24V的電源，安裝、維護容易等特點。b、軟件設計系統(tǒng)的專用軟件主要完成數(shù)據(jù)的采集、分析等工作，從而實現(xiàn)系統(tǒng)的各項功能。輸入輸出模塊是CPU模塊與現(xiàn)場輸入輸出元件或設備連接的橋梁，用戶可根據(jù)現(xiàn)場輸入輸出元件來選擇各種用途的I/O模塊。序號名稱數(shù)據(jù)類型地址11風機電機正轉BOOL21風機電機反轉BOOL32風機電機正轉BOOL42風機電機反轉BOOL53風機電機正轉BOOL63風機電機反轉BOOL74風機電機正轉BOOL84風機電機反轉BOOL91風門電機正轉關風門BOOL101風門電機反轉開風門BOOL112風門電機正轉關風門BOOL122風門電機反轉開風門BOOL133風門電機正轉關風門BOOL143風門電機反轉開風門BOOL154風門電機正轉關風門BOOL164風門電機反轉開風門BOOL17報警電鈴BOOL181電機溫度超標指示燈BOOL192電機溫度超標指示燈BOOL203電機溫度超標指示燈BOOL214電機溫度超標指示燈BOOL221電機振動參數(shù)超標指示燈BOOL232電機振動參數(shù)超標指示燈BOOL243電機振動參數(shù)超標指示燈BOOL254電機振動參數(shù)超標指示燈BOOL261瓦斯?jié)舛瘸瑯薆OOL272瓦斯?jié)舛瘸瑯薆OOL281風量超限報警BOOL292風量超限報警BOOL301地面風門電機正轉關風門BOOL311地面風門電機反轉開風門BOOL322地面風門電機正轉關風門BOOL332地面風門電機反轉開風門BOOL341風機反風信號BOOL352風機反風信號BOOL361風機正常風信號BOOL372風機正常風信號BOOL38壓力報警BOOL，并考慮到冗余配置，因此我選擇兩塊數(shù)字量輸出模塊,一塊32個輸出點6ES7 3221FL00OAAO，另一塊是16個輸出點的6ES7 3221FH00OAAO。這是一種可運行于通用微機中，在Windows環(huán)境下進行編程的語言。具有分類功能，并可進行導入或導出。a)顯示模板的概況信息以及模板狀態(tài)；b)顯示中央I/O和分布從站的模板信息；c)顯示來自診斷緩存區(qū)的報文。且反風量為正向風量的60％，能夠達到《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定。通過塊與塊之間的調用，使用戶程序結構化，可以簡化程序組織，使程序易于修改、差錯和修改。背景數(shù)據(jù)塊（DI）：用于保存FB和SFB的輸入輸出變量和靜態(tài)變量，其數(shù)據(jù)在編譯時自動生成。（2）OB100：初始化程序，開始執(zhí)行自動控制程序之前，要求系統(tǒng)處于規(guī)定的初始狀態(tài)， 置位于1狀態(tài)，初始步變?yōu)榛顒硬?，為實現(xiàn)自動控制做好準備。在《煤礦安全中規(guī)定》，為防止通風時形成風流短路，嚴禁兩個風機的風門同時打開，因此在電機反轉開風門時，我設定了與另外一個風機的兩個風門進行了閉鎖。且反風量為正向風量的60％，能夠達到《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定。這里我僅列出1風機的手動控制程序。(20)報警程序：當實際值超過或低于某個限定值時，會有報警，引起工作人員的注意，實施一定的操作，這里我僅做出風機靜壓和全壓的報警程序的設計。本系統(tǒng)選用具有優(yōu)良性能的傳感器、變流器等檢測裝置，對通風機及相關配套設備進行實時狀態(tài)監(jiān)測；以西門子S7300PLC為監(jiān)控核心，對通風系統(tǒng)進行了在線監(jiān)控，實現(xiàn)手動和自動控制，實現(xiàn)了正常通風與反風的控制，提高了主通風機設備的自動化管理水平，有力保證了主通風機設備的經(jīng)濟、可靠運行，為設備的的管理和維修提供了可靠的科學依據(jù)，大大減少了煤礦事故的發(fā)生，提高煤礦的安全水平。l 停機：接到停機命令→斷電停機→風機電機停轉后，按規(guī)定操作有關風門→報告礦調度或有關部門。此程序中也設定了一定電氣閉鎖和機械閉鎖。對旋式軸流式通風機應開風門啟動，即應將通往井下的風門關閉，同時將地面的進風門打開，啟動后，打開通往井下的風門，同時關閉地面進風門。按下拖動地面風門的電機正轉啟動按鈕，電機正轉關風門，當風門關到位時，其限位開關的常閉觸點打開，其電機停止。程序的編程方法有三種：線性編程、分部編程、分塊編程。數(shù)據(jù)塊包括：背景數(shù)據(jù)塊和共享數(shù)據(jù)塊。這里我以1風機為例，2風機與此類似。初始程序中設定通往井下的風門處于關閉狀態(tài)，地面風門處于開啟狀態(tài)。模板可以相互交換而無需賦值新的參數(shù)；e)功能模板的參數(shù)賦值也是在硬件組態(tài)工具中完成的。通過STEP7編程軟件，不僅可以非常方便地使用梯形圖和語句表等形式進行離線編程，經(jīng)過編譯后通過轉接電纜直接送入PLC的內存中執(zhí)行，而且在調試運行時，還可以在線監(jiān)視程序中各個輸入輸出或狀態(tài)點的通斷狀況，甚至可以在線修改程序中變量的值，給調試工作也帶來極大的方便。在用梯形圖編程過程中，還會用到一些標志位，相當于繼電器電路中的中間繼電器的作用。S7300的數(shù)字量輸入模塊為SM321。 所用變送器為電流輸出，傳輸信號采用屏蔽電纜，以減弱電磁耦合干擾。測點選擇在風機的入口，將取得的壓力信號通過壓力傳感(變送)器轉換成電信號。2）自動控制：就是在無人操作的情況下，若是風機運行出現(xiàn)故障，能自動啟動另外一臺風機，而不會由于停風影響煤礦的正常生產。風機自動化監(jiān)控系統(tǒng)硬件系統(tǒng)主要特點如下:1）采用了先進的計算機技術，功指強大，智指化程度高。3 主通風機自動監(jiān)控系統(tǒng)的硬件設計本系統(tǒng)以PLC為核心，主要由信號測取裝置和傳感(變送)器、上位機及通訊裝置及其他設備組成。前者的優(yōu)點是風量大（等于正常風量），風機不停不反轉，缺點是需另外開拓一段巷道，安裝風門和風門絞車，而這些風門和風門絞車平時根本不用，用時往往不靈活，甚至起動不起來，故《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，凡利用反風道反風的每年要進行一次反風演習。其布局如圖所示：當?shù)V井進風口附近、進風井口或井底車場發(fā)生火災或瓦斯突出、煤塵爆炸時，將會產生大量的有毒、有害氣體，這些有毒、有害氣體隨風流進入工作面將危及人的生命，從而造成嚴重事故。6），安全可靠。該風機設計效率高達85%以上，具有明顯的節(jié)能效果。分為靜壓效率和全壓效率。2）風機工作風壓風機的風壓是用其入口風流的壓力參數(shù)開反映的。為此，礦井必須要有完整可靠的通風系統(tǒng)。我國監(jiān)測監(jiān)控技術應用較晚，起初從波蘭、法國、德國、英國和美國等(如DAN6400,TF200,MINOS和Senturion200)引進了一批通風安全監(jiān)控系統(tǒng)，裝備了部分煤礦；在引進的同時，通過消化、吸收并結合我國煤礦的實際情況，先后研出KJ2,KJ4,KJ8KJ10,KJ13,KJ19,KJ38,KJ66,KJ75,KJ80,KJ92等監(jiān)控系統(tǒng)，在我國煤礦已大量使用。礦工通過“數(shù)字眼鏡”(檢測機器故障的裝置)查看出現(xiàn)故障的機器。主要設備為計算機、打印機、記錄儀、模擬盤，傳輸系統(tǒng)的傳輸方式為調頻。同時要保證足夠的強度，并有耐腐蝕及防腐處理。采用隔離變壓器可以隔離掉供電電源中的各種干擾信號，從而提高系統(tǒng)的抗干擾性能。梯形圖由觸點、線圈和用方框表示的指令框組成。5) CPU返回第一階段，重新啟動循環(huán)時間監(jiān)控。STEP7將用戶編寫的程序和程序所需要的數(shù)據(jù)放置在塊中，功能塊FB和功能FC是用戶編寫的子程序，系統(tǒng)功能塊SFB和系統(tǒng)功能SFC是操作系統(tǒng)提供給用戶使用的標準子程序，這些塊統(tǒng)稱為邏輯塊。每個機架最多只能裝8個信號模塊、功能模塊或通信處理器模塊，組態(tài)時系統(tǒng)自動分配模塊的地址。模擬量輸出模塊用來控制電動調節(jié)閥、變頻器等執(zhí)行器。它具有以下特點:編程簡單易學、功能強、性價比高、硬件配套齊全、可靠性高、抗干擾能力強、系統(tǒng)的設計、安裝工作量少、維修方便、體積小、功耗低。井下工作地點最適宜的氣候條件是：空氣溫度為15~20℃，空氣相對濕度是：50﹪～60﹪，風速的大小應根據(jù)氣溫的高低而定，無提升設備的風硐其最高風速為15m/s。 Established the LAD chart of the ventilator realization automatic control 。它具有使用方便、維護容易、可靠性好、性能價格比高等特點,廣泛應用于工業(yè)控制的眾多領域。本文針對通風機的工作環(huán)境和運行特點，以PLC為主控設備，介紹了可編程序控制器（PLC）在煤礦通風系統(tǒng)中的應用；探討了通風機實現(xiàn)自動控制系統(tǒng)的系統(tǒng)組成和設計；涉及硬件設備的選型與組態(tài)；編制了通風機實現(xiàn)自動控制梯形圖；并簡要介紹了PLC與其他智能裝置及個人計算機聯(lián)網(wǎng),組成的監(jiān)控系統(tǒng)。 Online monitoring目 錄1 緒論 1 1 PLC的基本概念 1 PLC的組成部分 2 S7300的系統(tǒng)結構 3 PLC的循環(huán)處理過程 3 S7300的編程語言 4 PLC的供電及接地抗干擾問題 5 目前國內外的通風機監(jiān)控狀況 5 62 礦井主通風機系統(tǒng) 8 8 8 9 10 103 主通風機自動監(jiān)控系統(tǒng)的硬件設計 12 12 13 14 15 16 19 PLC其它硬件模塊統(tǒng)計 22 244 主通風機自動化監(jiān)控系統(tǒng)的軟件系統(tǒng) 28 28 29 29 30 31 325 結論 53參考文獻： 546 翻譯部分 56英文原文 56中文譯文： 68致 謝 781 緒論據(jù)統(tǒng)計,我國煤礦事故因瓦斯爆炸死亡人數(shù)是世界上主要采煤國家，死亡總人數(shù)的4倍,百萬噸煤死亡率是美國的近20倍、印度的12倍。因此，為了改善礦井氣候條件，防止瓦斯集聚，要求井巷風速不能太低；為了防止井巷中落塵飛揚、產生較大的通風阻力等，要求風速也不能過大。2) 電源模塊（PS）用于將AC 220V的電源轉化為DC 24V電源，供CPU模塊和I/O模塊適用。6) 接口模塊(IM)用于多機架配置時連接主機架和擴展機架。其中0號機架的DC 5V電源由CPU模塊產生，其額定電流與CPU的型號有關。以后PLC采用循環(huán)執(zhí)行用戶程序的方式，這種運行方式也成為掃描工作方式。如果有中斷事件出現(xiàn)，當前正在執(zhí)行的塊被暫停執(zhí)行，并自動調用分配給該事件的組織塊。梯形圖種的觸點和線圈可以使用物理地址，如果用符號表定義了某些地址的符號，可以用符號地址來代替物理地址，可以使程序易于閱讀和理解。一般PLC的電源模塊都有三個進線端子，分別用LN、PE表示?，F(xiàn)在我們先來看一下各國通風監(jiān)測系統(tǒng)的發(fā)展狀況：(1)英國MINOS監(jiān)測系統(tǒng)。(4)美國SCADA監(jiān)測系統(tǒng)。在新近研發(fā)的井下新技術中，特別引人注目的是一種“井下WLAN無線局域網(wǎng)系統(tǒng)”。截至目前，黑龍江煤礦安全監(jiān)察局利用黑龍江移動的GSM和GPRS網(wǎng)絡己對全省812處礦井實現(xiàn)了風機主扇監(jiān)控和瓦斯?jié)舛缺O(jiān)控，占全省煤礦計劃實現(xiàn)安全監(jiān)控總數(shù)的74%，并已實現(xiàn)了全部聯(lián)網(wǎng)。礦井主通風機通風機是礦井通風系統(tǒng)的核心設備，因此自然成為風機監(jiān)測系統(tǒng)的首要監(jiān)測對象。風機靜壓是風機全壓中用于克服管網(wǎng)阻力的部分。對旋軸流式通風機是將一個葉輪裝在另一葉輪的后面，而葉輪的轉向彼此相反，因此需要兩個容量、型號完全相同的