【導讀】了一種實現(xiàn)方案。數(shù)等風機運行各種參數(shù)；風機運行多種狀態(tài)信息；控制風門開/關、風機啟/停；師的指導下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加。而使用過的材料。除了文中特別加以標注引用的內容外，本論文。不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。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。全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。同意學校保留并向國家有關部門或機構送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權大學可以將本學位。印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。涉密論文按學校規(guī)定處理。程序清單等），文科類論文正文字數(shù)不少于萬字。有圖紙應符合國家技術標準規(guī)范。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程。設計是否有創(chuàng)意？

　　

【正文】 此外，由軟件實現(xiàn)的硬件功能，其響應時間要比直接用硬件實現(xiàn)長，而且還占用了 MCU 的工作時間 。 3)軟件設計 軟件設計包括擬定程序的總體力一案、程序流程圖、編制具體程序以及程序的檢查修改等。 4)系統(tǒng)的調試、運行和維護 程序的上機調試是檢驗程序正確性的一個重要標志，包括分塊調試和系統(tǒng)聯(lián)調兩個階段。程序上機調試完成后，還要進行一段時間的試運行，以驗證程序功能是否滿足設計要求，是否達到預期效果。 [5] 系統(tǒng)主要功能 在講述方案之前， 應考慮 系統(tǒng)應實現(xiàn)的主要功能： 系統(tǒng)主要功能： 實時監(jiān)測風機風壓（靜壓、全壓）、風速風量、軸承溫度、定子溫度、電網(wǎng)電流、電壓、功率、電機與風機效率、風峒大氣參數(shù)（溫度、濕度、大氣壓力）等 中國礦業(yè)大學 2020 屆本科畢業(yè)設計 第 12 頁 風機運行各種參數(shù)； 監(jiān)測風門位置、風機開停狀態(tài)、反風信號和電機編號等風機運行多種狀態(tài)信息； 控制風門開 /關、風機啟 /停； 自動閉鎖控制，保證系統(tǒng)安全； 具有現(xiàn)場控制、遠程控制、手動控制等多種控制方式； 在控制中心，通過 32′液晶電 視對風機機房進行 24 小時監(jiān)視，通過網(wǎng)絡視頻服務器實現(xiàn) 24 小時遠程監(jiān)視。 系統(tǒng)軟件功能： 接收、處理、存儲、顯示 PLC 系統(tǒng)上傳的現(xiàn)場數(shù)據(jù)，顯示方式多樣，生動直觀； 自動生成各類報表，內容豐富翔實； 實時曲線、歷史曲線繪制； 動態(tài)繪制風機性能特性曲線（ H— Q、 N— Q、 — Q）； 實時監(jiān)測各類參數(shù)，具有超限報警并記錄報警信息的功能； 系統(tǒng)總體框圖設計 圖 系統(tǒng)總體框圖 網(wǎng) 絡 交 換 機M C G S W E B 組 態(tài) 軟 件 平 板 電 腦M C G S 嵌 入 式 組 態(tài) 軟 件攝 像 儀 1攝 像 儀 2視 頻 服 務 器P L C 測 控 系 統(tǒng)風 機 振 動 測 量風 門 位 置 檢 測電 機 溫 度 測 量負 壓 測 量靜 壓 測 量風 量 測 量風 峒 參 數(shù) 測 量 電 機 電 量 測 量電 機 啟 停 控 制風 門 控 制企 業(yè) 計 算 機 網(wǎng) 絡網(wǎng) 絡 用 戶 網(wǎng) 絡 用 戶 中國礦業(yè)大學 2020 屆本科畢業(yè)設計 第 13 頁 4 系統(tǒng)的硬件設計 硬件和軟件是單片機系統(tǒng)的兩 個重要方面。本章主要論述該系統(tǒng)的硬件電路設計。本系統(tǒng)在硬件電路設計時，主要從以下原則出發(fā) : (1)硬件電路設計與軟件設計相結合優(yōu)化硬件電路。一些由硬件實現(xiàn)的功能可用軟件來實現(xiàn)，反過來一些由軟件實現(xiàn)的功能也可用硬件來完成。用軟件來實現(xiàn)硬件的功能時，其響應時間比用硬件實現(xiàn)長，還要占用 MCU 時間。但是用軟件實現(xiàn)硬件的功能可以簡化硬件結構，提高硬件電路的可靠性，還可降低成本，因此在本系統(tǒng)的設計過程中，在滿足可行性和實時性的前提下盡可能地將硬件功能用軟件來實現(xiàn)。而且本系統(tǒng)在設計中使用了復雜可編程邏輯器件，吸收 了硬件和軟件的優(yōu)點[1s1 (2)可靠性及抗干擾設計。根據(jù)可靠性設計理論，系統(tǒng)所用芯片數(shù)量越少，系統(tǒng)的平均無故障時間越長，而且所用芯片數(shù)量越少，地址數(shù)據(jù)總線在電路板上受干擾的可能性也就越少，因此單片機基本系統(tǒng)的設計思想是在滿足功能的情況下力爭使用較少數(shù)量的芯片。本系統(tǒng)采用了兩片復雜可編程邏輯器件，因此從元件數(shù)、電路板空間、功耗、抗干擾及系統(tǒng)成本上都得以大幅度改善。 (3)靈活的功能擴展。一次設計往往不能完全考慮到系統(tǒng)的各個方面，系統(tǒng)需要不斷完善，需要進行功能升級。功能擴展時系統(tǒng)應該在原有設計 不需要很大改 變的情況下，修改軟件和少量硬件甚至不修改硬件就能完成。功能擴展是否靈活 是衡量一個系統(tǒng)優(yōu)劣的重要指標 ! 如圖 ，主扇風機自動控制系統(tǒng)綜合利用現(xiàn)代自動控制技術、計算機技術、網(wǎng)絡通訊技術，實現(xiàn)對旋風機運行參數(shù)的實時監(jiān)測與風機主輔設備控制的一體化。它包括如下三個部分： 系統(tǒng)以西門子 SIMATIC S7300 可編程控制器為核心，采用 1 個 電源模塊和 1 個中央控制器（機架）。中央控制器有一個 CPU 314，輔以高性能模擬、數(shù)字輸入 /輸出模塊和以太網(wǎng)通訊模塊，配置 TP270— 10′觸摸屏，實現(xiàn)就地自動控制。 中國礦業(yè)大學 2020 屆本科畢業(yè)設計 第 14 頁 上位機系統(tǒng)采用完全冗余配置方式，軟件采用國內著名品牌北京昆侖通態(tài)自動化軟件科技有限公司開發(fā)的 MCGS WWW 網(wǎng)絡版組態(tài)軟件，可實現(xiàn)對底層PLC 無縫連接和平滑遠程控制。 圖 硬件系統(tǒng)圖 系統(tǒng)配置兩臺帶云臺彩色攝像儀，通過 32′液晶電視對機房進行 24小時監(jiān)視，通過網(wǎng)絡視頻服務器實現(xiàn) 24 小時遠程監(jiān)視 系統(tǒng)功能 通風數(shù)據(jù)監(jiān)測：采用為壓力環(huán)管，后續(xù)壓力變送器，采集通風數(shù)據(jù)，實現(xiàn)通風機氣動參數(shù)負壓、流量、全（靜） 壓、全（靜）壓效率、軸功率實時監(jiān)測。 風機運行狀態(tài)監(jiān)測：系統(tǒng)能夠監(jiān)測每臺風機、每臺電機的運行參數(shù)，包括電網(wǎng)電壓、電機電流、功率因數(shù)、電機定子溫度、電機前后軸承溫度、電機前后軸承 XY 方向振動、風機前后齒輪聯(lián)軸器 XY 方向振動、風機機殼 XY 方向振動，電氣參數(shù)通過微機保護裝置獲得。 上述監(jiān)測參數(shù)能夠通過 TP270— 10′觸摸屏和遠程終端，完成實時顯示以及 存儲、查詢 （通過表格、曲線等實時查詢和歷史查詢） 、 報警、 打印 功能；完成視 頻 分 割疊 加 器主 風 扇 機 P L C 控 制 柜S 3 0 0 控 制 系 統(tǒng)H U B主 上 位 機 系 統(tǒng) 攝 像 儀 13 2 39。液 晶 電 視攝 像 儀 2制 動 控 制電 力 綜 保 單 元風 門 控 制振 動 測 量溫 度 測 量負 壓 測 量流 量 測 量礦 計 算 機 網(wǎng) 絡P L C 操 作 屏備 上 位 機 系 統(tǒng)視 頻 服 務 器 中國礦業(yè)大學 2020 屆本科畢業(yè)設計 第 15 頁 報表 的 自動生成、存儲、查詢 和 打印 ；具有豐富的工況畫面，界面友好，圖表功能強 大，操作快捷方便。 現(xiàn)場控制：通過觸摸屏預制礦井通風參數(shù)，可以實現(xiàn)風機的無級調速，可以查詢所有風機相關運行參數(shù)、狀態(tài)，實現(xiàn)風機的自動切換、應急反風、單風機單電機啟動運行、單風機雙電機啟動運行、單風機單（雙）電機變頻啟動運行等多種控制模式。具備自動控制切除功能，實現(xiàn)現(xiàn)場的完全手動控制。 在控制中心，通過 32′液晶電視對機房進行 24小時監(jiān)視，通過網(wǎng)絡視頻服務器實現(xiàn) 24 小時遠程監(jiān)視中央風井的運行環(huán)境。 系統(tǒng)附屬要求 系統(tǒng)必須設置平板風門位置狀態(tài)檢測開關，檢測開關要求為國內知名公司傳感器。 系統(tǒng)具備遠程控制、現(xiàn)場自動控制、現(xiàn)場手動控制三種控制模式，現(xiàn)場手動控制權限具備優(yōu)先權，其他兩種優(yōu)先權限有現(xiàn)場控制中心設定。系統(tǒng)具備自診斷功能，做到系統(tǒng)自檢、輕微故障報警提示、緊急狀況應急處理等功能，實現(xiàn)防誤操作。 系統(tǒng)能夠向上級提供標準通信協(xié)議接口，具備聯(lián)網(wǎng)功能。 系統(tǒng)具備通風系統(tǒng)設備診斷功能，能夠實現(xiàn)風機性能測試，自動打印風機性能測試報告。 序號 名 稱 規(guī) 格 數(shù) 量 廠 家 1 工控主機 P4 2 顯示器 21 吋液晶 1 臺 惠普 3 PLC CPU 模塊 CPU314 1 塊 西門子 4 模擬量采集模塊 SM331 4 塊 西門子（ 8 點入） 5 模擬量采集模塊 SM332 1 塊 西門子（ 8 點出） 6 數(shù)字量采集模塊 SM321 1 塊 西門子（ 16 點入） 7 數(shù)字量輸出模塊 SM322 1 塊 西門子（ 16 點出） 8 PLC 電源模塊 PS3070 1 塊 西門子 9 PLC 以太網(wǎng)通訊模塊 CP3431 1 塊 西門子 10 PLC 操作柜 1 個 電子市場 中國礦業(yè)大學 2020 屆本科畢業(yè)設計 第 16 頁 11 前連接器 20 針 5 塊 西 門子 12 安裝導軌 (530mm) 530mm 1 塊 西門子 13 MPI 電纜 6ES79010BF000AA0 1 根 西門子 14 RS232 電纜 6ES79011BF000XA0 1 根 西門子 15 PLC 觸摸屏 TP270 10 英寸 1 個 西門子 16 組態(tài)軟件 MCGS 完全版 2 套 北京昆侖通態(tài) 17 PLC 在線監(jiān)測軟件 1 套 中國礦大 18 觸摸屏在線監(jiān)測軟件 1 套 中國礦大 19 上位機在線監(jiān)測軟件 1 套 中國礦大 20 激光打印機 HP 1 臺 惠普 21 交流穩(wěn)壓器 SVC— 1000 型 1 臺 華通公司 22 溫度變送器 WB201， 40— 160oC， 級 10 只 寶雞秦晶傳感器廠 23 溫度變送器 WB201 ， 01000C, 加長 2 只 同上 24 壓力變送器 BYQ , — 5kpa~0， 級 4 只 同上 25 壓力環(huán)管 Ф 2500 X1 吋 4 只 自制 26 電壓變送器 4 只 上海浦江 27 電流變送器 2 只 上海浦江 28 功率變送器 UFPW201B ， 380V （或100V） 4 只 上海浦江 29 振動傳感器 CA— YD104 2 套 揚中儀器 30 精密采樣電阻 250 歐姆， 1%o 50 只 北京 718 廠 31 繼電器、插座 24V， 3 開 3 閉 10 付 電子市場 32 信號電纜 ， , 屏蔽 600m 電子市場 33 電線 RWP928 500m 電子市場 33 三通、開關、生膠帶、鐵卡，螺絲、帽 三通、開關配壓力管，銅質；鐵卡Ф 26；螺絲 若干 水暖市場 34 配件 9V 方形電池，喇叭，走線槽，接線端子排 5X10， 5孔插座板，記號管，絕緣若干 電子市場 中國礦業(yè)大學 2020 屆本科畢業(yè)設計 第 17 頁 套管，膠帶，塑料 扎頭，開關等 35 視頻服務器 1 臺 自行開發(fā) 36 視頻分割疊加器 1 臺 自行開發(fā) 37 全方位視頻攝像儀 2 臺 電子市場 38 電視機 32′液晶 1 臺 電子市場 表 系統(tǒng)主要配置表 基本工作原理 的應用 (1)在制造工業(yè) (以改變幾何形狀和機械性能為特征 )和過程工業(yè) (以物理變化和化學變化將原料轉化成產(chǎn)品為特征 )中，大量的開關量順序控制，它按照邏輯條件進行順序動作，并按照邏輯關系進行連鎖保護動作的控制，及大量離散量的數(shù)據(jù)采集。 傳統(tǒng)上，這些功能是通過氣動或電氣控制系統(tǒng)來實現(xiàn)的。 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(shù)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(xiàn)的程序化，這就是第一代可編程序控制器，英文名字叫 PrammbaelCOnrtoller(PC)。 (2)隨著電子技術和計算機技術的發(fā)生， CP 的功能越來越強大，其概念和內涵也不斷擴展。 (3)上世紀 80 年代，個人計算機發(fā)展起來，也簡稱為 CP，為了方便，也為了反映或可編程控制器的功能特點，美國 A 一 B 公司將可編程序控制器定名為可編程序邏輯控制器 ProgrammableLogieController(PLC)，并將“ PLC”作為其產(chǎn)品的注冊商標?，F(xiàn)在，仍常常將 PLC 簡稱 CP。 (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 40%。在這時期， PLC 在處理模擬量能力、數(shù)字運算能力、人機接口能力和網(wǎng)絡能力得到大幅度提高， PLC 逐漸進入過程控制領域，在某些應用上取代了在過程控制領域處于統(tǒng)治地位的 DCS 系統(tǒng) . (5)近年，工業(yè)計算機技術 (PIC)和現(xiàn)場總線技術 (FCS)發(fā)展迅速，擠占 了一部分 PLC 市場， PLC 增長速度出