【正文】 公司， SIMATIC S7400/300/200 系列； GE 公司日本歐姆龍、三菱、富士、松下等。變頻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。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。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。 圖 系統控制電路 （ 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。只有當瓦斯?jié)?VD196 的存儲值下降到小于瓦斯?jié)舛?報警上線時 ， PLC 才恢復風機組再次啟動并將風機組運行工作。以警示工作人員工作面瓦斯涌出量已有安全隱患，做好排放瓦斯的準備。 4個熱繼電器 KR1～ KR4 分別對 4 臺電動機進行保護，避免電動機在運作時可能產生的過熱損壞 [8]。從電動機一側正視，葉輪順時針旋轉，稱為右旋轉風機，逆時針旋轉，稱為左旋。 S7200 選用 S7222CPU，軟件采用通信口功能，即 RS485 通信口。 n=60f(1－ s)/p (1) 式中 n——— 異步電動機的轉速； 22 f——— 異步電動機的頻率； s——— 電動機轉差率； p——— 電動機極對數。 （ 4） 上世紀 80 年代至 90 年 代中期，是 PLC 發(fā)展最快的時期，年增長率一直保持為 30～ 40%。輸入模塊將電信號變換成數字信號進入PLC 系統 ， 輸出模塊相反。 （ 4）聯絡柜：實現風機供電系統的母線聯絡。電機置于全封閉型，并具有一定耐壓強度的密閉散熱罩中并于外界非瓦斯氣相通。 本設計以風機 2 45 kW 為例 ， 選用一臺 S7— 200 PLC、空氣壓力傳感器和變頻器等組成一個完整的閉環(huán)控制系統。 15 2 通風系統及主扇風機控制方案 本論文設計的礦井主扇風機的控制主要是對風壓、風量及瓦斯?jié)舛鹊牡恼{節(jié)和控制兩部分。 針對這一系列問題，隨著電子技術和微電子技術的迅速發(fā)展 ， PLC 和變頻器正成為通用、廉價和性能可靠的控制和驅動設備 ， 得到廣泛的應用 。研究瓦斯爆炸對分區(qū)通風的破壞機理對瓦斯爆炸條件下通風系統的抗災能力予以定量評價和分級研究災變條件下維持分區(qū)通風的條件和相應措施對于提高通風網絡的抗災能力有著現實的意義。礦井通風系統的基本要求是： 1．每個礦井，至少要有兩個通到地面的安全出口。 Established the LAD chart of the ventilator realization automatic control 。 3 本系統能實現多種報警功能，如風機定子，軸承溫度超限，電動機振動異常報警，以及變頻器出現故障及時報警，及時處理的功能。一旦發(fā)生故障，將會對整個礦區(qū)的生產和安全造成重大影響。 本學位論文屬于： 1. 保密 ?，在 年解密后適用于本聲明； ?。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。 5．論文應書寫工整，標點正確，用微機打印后，裝訂成冊。 國外很早就對風機進行了研究。除了文中特別加以標注引用的內容外，本論文不包括任何其他個人或集體已經發(fā)表或撰寫的成果作品。根據相關因素把礦井通風系統劃分為不同類型。 6．裝有皮帶機的井筒不得兼作回風井。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的相互作用缺乏必要的理論與實驗研究。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。為滿足礦井通風系統自動控制的要求 ， 系統的具體設計要求如下 ： （ 1）本系統提供手動／自動兩種工作模式 ， 具有狀態(tài)顯示以及故障報警等功能。 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 。 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。 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，專為在工業(yè)環(huán)境應用而設計的。 按 I/O 點數確定模塊規(guī)格及數量， I/O 模塊可多可少。 [5] （ 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。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。啟動時關閉調節(jié)門 (也叫前導器 )，具 24 有啟動功率較小，啟動容易的特點。因氣體在葉輪內的流動主要是在徑向平面內 [1]。 5 軟件設計 27 圖 系統 控制 總流 程圖 通風系統的主要參數監(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。 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。在 離心 風機運行過程中若礦井工作面的瓦斯?jié)舛却笥谠O定 的報警瓦斯?jié)舛壬暇€時， 閉合， 也閉合，系統將發(fā)出指示并報警。合上空氣開關后，當交流接觸器 KM KM3, KMKM7 主觸點閉合時，電動機為工頻運行；當 KM KM KM KM8 主觸點閉合時，電動機為變頻運行。離心風機可制成右旋和左旋兩種型式。系統采用總線式拓撲結構 ， 兩臺變頻器采用總線接插件連入總線。 近年來 ， 隨著變頻器生產技術的成熟以及變頻器應用范圍的日益廣泛 ， 使用變頻器對電動機電源進行技術改造成為各企業(yè)節(jié)能降耗、提高效率的重要手段?，F在，仍常常將 PLC 簡稱 PC。 I/O 模塊集成了 PLC 的 I/O 電路 ，其輸入暫存器反映輸入信號狀態(tài) ， 輸出點反映輸出鎖存器狀態(tài)。 （ 3）進線柜：包括兩臺進線柜，為風機系統的兩臺進線開關。 本設計 配 套電機為 YB 系列的 YBFe 派生系列，隔爆型三相異步電機。 根據井下用風量的不同 ， 采用不同型號的風機 。并生成性能參數實時曲線和歷史趨勢 曲線，監(jiān)測數據歸檔、數據報表查詢及打印，以及 14 瓦斯?jié)舛取L量、風壓等監(jiān)控量的趨勢曲線、超限報警和數據報表功能。那么主通風機就會 一直高速運行 ， 備用通風機停止 ， 不能輪休工作 ， 易使工作通風機產生故障，降低使用壽命 ，也會造成很大的能源浪費 。 我國煤礦的重、特大瓦斯事故所造成的井下人員大量傷 亡均源于通風系統抗災能力不足致使正常生產時的分區(qū)通風在瓦斯爆炸條件下受到破壞爆炸氣體進入了爆源以外的廣泛區(qū)域使其他通風分區(qū)乃至全礦井下的人員中毒死亡。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。Included selection and configureation of hardware。在變頻運行時，該系統能根據壓力傳感器的模擬量輸入，經 PLC 內部運算，計算出系統滿足安全生產所需的風量大小對應的變頻器輸入電壓值，經擴展模塊模擬量輸出控制變頻器自動調整風機的轉速。由于井下工作環(huán)境惡劣，主通風機工作電壓較高，電流較大，出現故障的概率也較大。對于保密論文，按保密的有關規(guī)定和程序處理。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。 指導教師評閱書 指導教師評價： 一、撰寫（設計）過程 學生在論文（設計）過程中的治學態(tài)度、工作精神 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 學生掌握專業(yè)知識、技能的扎實程度 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 學生 綜合運用所學知識和專業(yè)技能分析和解決問題的能力 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 研究方法的科學性；技術線路的可行性；設計方案的合理性 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 完成畢業(yè)論文（設計）期間的出勤情況 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、論文（設計）質量 論文（設計）的整體結構是否符合撰寫規(guī)范？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 是否完成指定的論文（設計）任務（包括裝訂及附件）？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 三、論文（設計）水平 論文（設計）的理論意義或對解決實際問題的指導意義 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文的觀念是否有新意？設計是否有創(chuàng)意？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文（設計說明書）所體現的整體水平 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 建議成績： □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所選等級前的□內畫“√”） 指導教師： （簽名） 單位： （蓋章） 年 月 日 評閱教師評閱書 評閱教師評價： 一、論文（設計）質量 論文（設計）的整體結構是否符合撰寫規(guī)范？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 是否完成指定的論文（設計）任務（包括裝訂及附件）？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、論文（設計）水平 論文（設計）的理論意義或對解決實際問題的指導意義 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文的觀念是否有新意？設計是否有創(chuàng)意？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文（設計說明書）所體現的整體水平 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 建議成績： □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所選等級前的□內畫“√”） 評閱教師： （簽名） 單位： （蓋章） 年 月 日 教研室（或答辯小組）及教學系意見 教研室（或答辯小組）評價： 一、答辯過程 畢業(yè)論文（設計）的基本要點和見解的敘述情況 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 對答辯問題的反應、理解、表達情況 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 學生答辯過程中的精神狀態(tài) □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、論文（設計）質量 論文（設計）的整體結構是否符合撰寫規(guī)范？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 是否完成指定的論文（設計）任務（包括裝訂及附件）？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 三、論文（設計）水平 論文（設計）的理論意義或對解決實際問題的指導意義 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文的觀念是否有新意？設計是否有創(chuàng)意？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文（設計說明書）所體現的整體水平 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 評定成績： □ 優(yōu)