【正文】 KGJ16B 型，其性能參數見硬件設計部分，瓦斯?jié)舛葌鞲衅鲗⑦B續(xù)變化的瓦斯?jié)舛刃盘栟D換為4～20 毫安的電流，然后經 A/D轉換模塊 EM235，通過其內部的采樣、濾波，轉換為PLC能識別的二進制信號存儲到 VD196中。開始數據采集子程序DD0 ?F1F2?風機輪休控制子程序是否手動 轉手動控制風機連鎖停止并報警兩組風機同時運行結束F1F2?YNYNNYYN空氣密度測定分別用空盒氣壓計、水銀溫度計、濕度計測量大氣物理條件、大氣壓力、溫度和濕度，然后計算空氣的密度。5 軟件設計該系統(tǒng)除部分為順序控制外，從總體上來看具有隨機離散控制的特點。MICROMASTER 440是泵和風機類專用變頻器，擴展功能強．CPU224 集成了 14點輸入 10點輸出，共有 24點數字量 I/0，其模擬量擴展模塊具有較大的適應性和靈活性，且安裝方便，滿足設計需要。因氣體在葉輪內的流動主要是在徑向平面內。 離心風機廣泛用于工廠、礦井、隧道、冷卻塔、車輛、船舶和建筑物的通風、排塵和冷卻；鍋爐和工業(yè)爐窯的通風和引風；空氣調節(jié)設備和家用電器設備中的冷卻和通風；谷物的烘干和選送；風洞風源和氣墊船的充氣和推進等。啟動時關閉調節(jié)門(也叫前導器)，具有啟動功率較小，啟動容易的特點?；蛘?，也可從電機的輸出功率由下式計算 ??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 為電機效率；s為功率因數。整流部分為三相橋式不可控整流器，逆變部分為 IGBT三相橋式逆變器，且輸出為 PWM波形，中間直流環(huán)節(jié)為濾波、直流儲能和緩沖無功功率。表 PLC I/O 接口分配表輸入 輸出序 號 名稱 地址 序號 名稱 地址1 A風機 1電機狀態(tài) 1 故障顯示 2 A風機 2電機狀態(tài) 2 中高氣壓顯示 3 B風機 1電機狀態(tài) 3 低氣壓顯示 4 B風機 2電機狀態(tài) 4報警 5 A風機控制開關 5 繼電器 KM1 6 B風機控制開關 6 繼電器 KM2 7 消音開關 7 繼電器 KM3 8 自動開關 8 繼電器 KM4 9 手動開關 9 A風機 1電機運行顯示10 停止按鈕 10 A風機 2電機運行顯示11 氣壓信號 11 B風機 1電機顯示 12 瓦斯信號 12 B風機 2電機顯示 13 手動狀態(tài)顯示 14 自動狀態(tài)顯示 15 瓦斯?jié)舛戎? I/O 接線圖圖 I/O 接線圖 變頻器異步電動機是電力、化工等生產企業(yè)最主要的動力設備。（2）國內　　PLC 生產廠約 30 家，但沒有形成頗具規(guī)模的生產能力和名牌產品，還有一部分是以仿制、來件組裝或“ 貼牌 ”方式生產。　　（2）隨著電子技術和計算機技術的發(fā)生，PC 的功能越來越強大，其概念和內涵也不斷擴展。按 I/O點數確定模塊規(guī)格及數量，I/O 模塊可多可少。CPU速度和內存容量是 PLC的重要參數，它們決定著 PLC的工作速度，I/O 數量及軟件容量等，因此限制著控制規(guī)模。在 1987年國際電工委員會（International Electrical Committee）頒布的 PLC標準草案中對 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：一種數字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應用而設計的。（2）變壓器：為了保證附屬設備的可靠工作，安裝了兩臺 50kva，為低壓柜供電。 葉輪的葉片安裝角度可以調整，其范圍為：30 度、33 度、36 度、39 度、42 度五個角度級。 礦井主扇風機的控制方案 礦井主扇風機概述地面主扇風機其整體性好，并且采用內置防爆電機拖動,不受外界干擾。在手動方式下，通風機通過開關進行控制，不受礦井內氣壓的影響。圖 通風系統(tǒng)原理框圖 通風系統(tǒng)的設計方案本通風控制系統(tǒng)主要由 2 臺離心風機組成，每臺離心風機有兩臺電機，每臺電機驅動一組扇片，兩組扇片是對旋的，一組用于吸風，一組為增加風速，對井下進行供風。（2）模擬量壓力輸入經 PID運算，輸出模擬量控制變頻器。7 模擬風機運行情況，用組態(tài)王軟件繪制煤礦主通風機在線監(jiān)測系統(tǒng)主界面和PLC 控制變頻器調速系統(tǒng)主界面。本論文還討論了利用變頻器控制通風機的變頻運行，實現風機的高效節(jié)能運行。目前煤礦礦井通風系統(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、機械觸點多、接線復雜、可靠性低、排除故障困難等很多的缺陷；如果工作通風機不采用變頻控制，那么礦井通風量的調節(jié)方法，只能依靠兩個垂直風門提起的高度，和調節(jié)風機扇葉的數量和角度。我國瓦斯爆炸頻發(fā)許多爆炸力學工作者對氣相爆轟進行過深入研究瓦斯爆炸方面的文獻十分豐富但現有的成果與煤礦井下的實際尚有較大差距如井下特有的結構設施、巷道特征等等研究煤礦井下結構設施與瓦斯爆轟波及沖擊波相互作用的成果較少井下通風設施抗爆強度的理論研究基本是空白現有的文獻多限于事故現象的簡單描述。因此礦井通風系統(tǒng)的合理性、可靠性和抗災能力分析對于防止通風瓦斯及煤層自燃等意外的出現對于礦井預防處理通風瓦斯意外及災變的能力對于提高礦井安全管理水平均有著重要的作用。 8．可以獨立通風的礦井，采區(qū)應盡量獨立通風，不宜合并一個通風系統(tǒng)。采用機械通風的礦井，自然風壓也是始終存在的，而且也并在各個時期內影響著礦井的通風工作，在通風管理工作中應給予充分重視。礦井通風方式有串聯(lián)通風和并連通風兩種。根據瓦斯、煤層自燃和高溫等影響礦井生產安全的主要因素對礦井通風系統(tǒng)的要求，為了便于管理、設計和檢查，把礦井通風系統(tǒng)分為一般型、降溫型、防火型、排放瓦斯型、防火及降溫型、排放瓦斯及降溫型、排放瓦斯及防火型、排放瓦斯與防火及降溫型幾種，依次為 18八個等級。 （2）機械通風：利用扇風機運轉產生的通風動力，致使空氣在井下巷道流動的通風方法叫做機械通風。7．裝有箕斗的井筒不應作為主要進風井。但是現在仍有大量開采多年的老礦系統(tǒng)極為復雜大量新井產能的高度集中造成了系統(tǒng)新的隱患礦井在日常生產中所遵從的分區(qū)通風格局抗災能力不足在強烈的擾動面前有可能形成嚴重的風流紊亂因而需要有預先的判斷和分析礦井主扇和通風構筑物作為礦井通風系統(tǒng)的重要構成部分其參數選取、布局、可靠性等均對系統(tǒng)的合理運行起著重要的作用。礦井通風是一個古老的技術領域但對災變條件下維持分區(qū)通風的相關技術、特別對于瓦斯爆炸與通風系統(tǒng)的相互作用缺乏必要的理論與實驗研究。隨著我國政府對各行各業(yè)安全生產監(jiān)管力度的不斷加強，尤其對煤礦安全生產的要求越來越高，對煤礦礦井通風系統(tǒng)進行技術改造，提高其運行穩(wěn)定性、可靠性、節(jié)能降耗等勢在必行。同時，利用 PLC 和上位機之間的通信實現通風機運行的在線監(jiān)控。6 用 PROFIBUSDP 現場總線和工業(yè)以太網完成對 PLC 通信網絡的組建。為滿足礦井通風系統(tǒng)自動控制的要求，系統(tǒng)的具體設計要求如下：（1）本系統(tǒng)提供手動／自動兩種工作模式，具有狀態(tài)顯示以及故障報警等功能。下圖是通風系統(tǒng)原理框圖。為滿足煤礦礦井通風系統(tǒng)自動控制的要求，設計如下的控制方案：本系統(tǒng)提供手動 /自動兩種工作模式，具有現場控制方式、狀態(tài)顯示以及故障報警等功能。在有瓦斯的礦井供風系統(tǒng)中，礦井內的瓦斯?jié)舛葌鞲衅鳈z測瓦斯?jié)舛?，用變送器將現場信號變換成統(tǒng)一的標準信號，送入 A /D 轉換模塊進行模數轉換，然后送入 PLC，同樣 PLC將檢測到的數值與設定的數值進行比較，當瓦斯?jié)舛却笥谠O定數值后，PLC輸出信號控制通風機停止工作，并輸出信號自動切斷井下的電源，滿足風電聯(lián)鎖要求，以免電子火花點著瓦斯，防止瓦斯爆炸事故發(fā)生。 該機可以反轉反風，不必另設反風道，具有節(jié)約基建投資和反風速度快的優(yōu)點。電機安裝了三相定子和前后軸承溫度傳感器。3 系統(tǒng)硬件構成及各部分功能 PLC 可編程控制器部分 PLC 概述PLC即可編程控制器（Programmable logic Controller，是指以計算機技術為基礎的新型工業(yè)控制裝置。內存主要用于存儲程序及數據，是 PLC不可缺少的組成單元。除了上述通用 I/O外，還有特殊 I/O模塊，如熱電阻、熱電偶、脈沖等模塊。1968 年美國 GM（通用汽車）公司提出取代繼電氣控制裝置的要求，第二年，美國數字公司研制出了基于集成電路和電子技術的控制裝置，使得電氣控制功能實現的程序化，這就是第一代可編程序控制器，英文名字叫 Programmable Controller（PC） 。 典型的 PLC 產品（1）國外施耐德公司， Quantum、Premium、Momentum 等；羅克韋爾（AB 公司） ，SLC、MicroLogix、Control Logix 等；西門子公司， SIMATIC S7400/300/200 系列；GE公司日本歐姆龍、三菱、富士、松下等。這 6個操作鍵分別是自動方式開關、手動方式開關、停機按鈕、消音按鈕及 2個在手動控制下控制通風機運行的按鈕開關，4 個開關量傳感器為拖動通風機的吸風電機和增風速電機發(fā)生堵轉故障時熱繼電器的控制開關，其中擴充了 1個 EM231的模擬量輸入模塊，主要是用于轉換氣壓信號和瓦斯?jié)舛刃盘柕摹Ｗ冾l器的電路一般由整流、中間直流環(huán)節(jié)、逆變和控制 4個部分組成。電動機的型號確定后，其額定電流可以從制造商提供的樣本中查到。該系列離心式通風機的特點是特性曲線較平緩、無駝峰、運行噪聲較小、效率高。離心風機的作用：離心風機是依靠輸入的機械能，提高氣體壓力并排送氣體的機械，它是一種從動的流體機械。由于葉片對氣體的動力作用，氣體壓力和速度得以提高，并在離心力作用下沿著葉道甩向機殼，從排氣口排出。該系統(tǒng)的核心是 S7200（CPU224）和 MICROMASTER 440。圖 系統(tǒng)控制電路（2）PLC 及變頻器控制模塊電路 PLC及變頻器控制模塊是本系統(tǒng)的核心，它包括時間控制電路、故障報警保護電路、斷相相序保護電路。系統(tǒng)的流程圖如下 圖 系統(tǒng)總流程圖 通風系統(tǒng)的主要參數監(jiān)控礦井主要通風機裝置性能測試工作是復雜多變的，涉及主要通風機裝置進、出口空氣的溫度和濕度、大氣壓等氣象參數，風壓參數、流經主要通風機前后的風量，電氣參數，還有電動機和主要通風機的轉速及傳動效率等參數。瓦斯?jié)舛瓤刂撇糠趾蜏囟瓤刂撇糠窒嗨?。圖 瓦斯?jié)舛瓤刂瞥绦?壓力的監(jiān)測（1）風壓給定及依據在通風中所稱的風壓是指單位體積的空氣所具有的能量，按其類型可分為靜壓、動壓和全壓，其單位為 Pa。PID運算中的積分作用可以消除系統(tǒng)的靜態(tài)誤差，提高精度，加強對系統(tǒng)參數變化的能力，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)動態(tài)響應速度。PID 參數設置好后要分別對壓力設定值、增益值、采樣值、積分時間和微分時間進行填表。軸承溫度保護設置 85℃為報警溫度，90℃為跳閘溫度。（2）風量測定風量指單位時間內通風機吸入的氣體的體積稱為通風機的風量，以 Q表示，單位為 m3/min。綜上所述確定合理的流量監(jiān)測手段是非常關鍵的，同時滿足上述要求也是比較困難的。 電氣參數的測量與監(jiān)測電氣參數指配套電機的負載和空載的電流、電壓、勵磁電流和電壓、功率、功率因數等。2）軟件設計系統(tǒng)的專用軟件主要完成數據的采集、分析等工作，從而實現系統(tǒng)的各項功能。系統(tǒng)的主要功能有： 1．實現風機運行參數的實時監(jiān)測與風機主輔設備控制的一體化。整個系統(tǒng)分為三層，即現場測量控制層，中央控制層和遠程監(jiān)控層。在我們的集控室的風機控制界面上有一個自動/半自動轉換開關，當我們在觸摸屏上設置了遠控方式時，此開關才會有效，當我們選擇自動時，風機進入自動運行狀態(tài)，此時，不管是現場觸摸屏，還是集控室，都不能進行控制，只能進行監(jiān)測風機的運行參數；當我們選擇半自動時，風機進入半自動運行方式，此時，可以用集控室的控制終端進行控制；當我們把現場觸摸屏打到就地時，就只能進行現場的觸摸控制。6．軟件設計安全性高。各參數的監(jiān)測原理如下。其中，電機的前后軸溫和三相定子溫度是由裝在風機內部的 PT100測量得到的。主扇風機是煤礦的四大固定設備之一，擔負著向井下輸送新鮮空氣，排出粉塵和污濁氣流的重任?？梢詫Ω鞣N影響安全生產的情況實現及時報警