【導讀】河南工業(yè)職業(yè)技術學院。畢業(yè)設計（論文）。班級：電氣自動化技術1001

　　

【正文】 6所示。 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。因此，對于速度、位置等快過程擴溫度、化工合成等慢過程， PID控制都具有良好的實際效果。 壓力是本控制系統(tǒng)的主控參數，在壓力數據處理過程中運用到 PID算法。所謂的 PID就是比例、積分、微分的總稱。其結構如圖 4所示。 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。因此，對于速度、位置等快過程擴溫度、化工 合成等慢過程， PID控制都具有良好的實際效果。 在系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運行時， PID控制器的作用就是通過調節(jié)其輸出使偏差為零。偏差由定量（ SP，希望值）與過程變量（ PV，實際值）之差來確定。系統(tǒng) PID調節(jié)的微分方程式由比例項、積分項和微分項組成。在自動方式下，利用遠傳空氣壓力傳 18 感器檢測礦井內的氣壓信號，用變送器將現場的模擬壓力信號變換成統(tǒng)一的 1～10V直流電壓信號，送人 A／ D轉換模塊進行模數轉換，轉變?yōu)?PLC內部能識別的二進制信號。壓力參數的設置與礦井的深度、巷道的截面等諸多因素有關，所以本設計利用觸摸屏進行 PID參數 設置。 圖 7 PID參數設置 其設置調用了壓力子程序見附圖。 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。程序圖如圖 8所示。 19 本系統(tǒng)的壓力控制是用 SMB34定時設定的時間周期進行中斷處理的，利用SMB34固定的時間間隔作為采樣周期，對模擬量 AIW0輸入進行采樣，然后通過 A/D轉換模塊進行模數轉換。中斷子程序如圖 8所示。 壓力中斷程序分兩部分進行處理數據，一部分將轉換后的數據存儲到 VD128中與設定的壓力值進行比較處理。假設礦井內的氣壓在一個大氣壓或在設定的某個大氣 壓力數值以上， PLC通過控制變頻器，工作通風機與備用通風機循環(huán)工作，由礦井的氣壓參數通過 PLC運算去控制變頻器來達到風機的轉速的控制；當出現突發(fā)事故，或礦井內的氣壓低于設定的某個氣壓參數時， VD128的壓力值與工頻壓力值VD136進行比較，若 VD128小于或等于 VD136的值，則當前運行通風機將由變頻轉到工頻運行，此時如果仍滿足不了通風的需要時，工作通風機與備用通風機不再循環(huán)工作，并自動切換為同時工作，另外，接入的備用通風機根據礦井的氣壓參數進行變頻運行，加大對礦井內的通風量，直至礦井內的氣壓生至設定的大氣 壓力數值以上，工作通風機與備用通風機恢復循環(huán)工作。壓力中斷程序如圖 9所示。 圖 9 壓力中斷程序 溫度控制部分 本設計的風機組設有軸承溫度和定子溫度過熱保護。綜合所選用的風機組自 20 身特性和國家規(guī)定標準，設置了風機組軸承溫度和定子溫度報警溫度和跳閘溫度。 軸承溫度保護設置 85℃為報警溫度， 90℃為跳閘溫度。定子溫度保護設置120℃為報警溫度， 125℃為跳閘溫度。由于 PLC所能識別的是數字量信號，所以要對傳感器采集的電壓或電流信號的輸入信號進行轉換。若輸入電壓范圍為 0～ 10V的模擬量信號，則對應的 數字量結果應為 0～ 32020或需要的數字。若數據格式為單極性，模擬量信號的類型為電壓信號，滿量程為 0～ 10V，那么根據公式 1可得軸承溫度和定子溫度報警溫度和跳閘溫度所對應的數量和電壓的關系如表 3所示。 表 3 工程值與數字量對應關系 溫度值（℃） 數字量 電壓值（ V） 120 125 85 90 模擬量和數字量的轉換公式為： (yAL)/(AHAL)=(X0)/(655350) (3) y:轉換過后的工程值（多少電流） AH：工程值的上限（電流的上限） AL：工程值的下限（電流的下限） X：工程轉換后的數字量值（電流轉換后的數字值） 若數據格式為單極性，模擬量信號的類型為電壓信號，滿量程為 0～ 10V，那么根據公式 1可得軸承溫度和定子溫度報警溫度和跳閘溫度所對應的數量和電壓的關系如表 3所示。 模擬量信號的類型及范圍是通過模擬量模塊右下側的 DIP設定開關進行輸入和輸出信號選擇的 。 21 6 結束語 利用 PLC 變頻器和離心 機通風系統(tǒng)進行節(jié)能技術改造，不僅簡化了系統(tǒng)，提高了設備的可靠性和穩(wěn)定性，設備的操作和維護方便，節(jié)省能耗，同時也大大地提高了煤礦生產的安全系數。另外還可以根據需要配置相應的通信模塊，很方便地組成集散式控制系統(tǒng)，進行遠程監(jiān)控現場設備的運行狀態(tài)，提高了企業(yè)的生產效率和經濟效益，具有一定的推廣價值。 22 致 謝 在畢業(yè)設計過程中，得到導師的悉心指導。特別是在課題的設計過程中，對論文的技術問題，導師都花費了大量的心血，付出了大量的勞動，并一直給予我無微不至的指導與多方面的幫助，使我的知識、能力等各方面都有了很大的 進步，在此，謹向導師表示最衷心的感謝！在課題進行期間，學院為我們提供了良好的學習和設計環(huán)境。在課題的研究和進展中，同組同學也給予了很大的幫助，這里也一同表示感謝！由于時間和知識水平所限，論文中還可能會有許多紕漏或錯誤之處，懇請各位老師和同學批評指正。 23 參 考 文 獻 ［ 1］殷洪義．可編程控制器選擇、設計與維護［ M］．北京：機械工業(yè)出版社， 2020 ［ 2］彭桂力，劉知貴．集中供熱鍋爐控制系統(tǒng)的 PLC 控制［ J］．電力自動化設備， 2020(9)： 75． 77 ［ 3］馬寧，孔紅． S7300PLC 和 MM440 變頻器 的原理與應用［ M］．北京：機械工業(yè)出版社， 2020 ［ 4］徐國林． PLC 應用技術［ M］．北京：機械工業(yè)出版社， 2020 ［ 5］陳建明，等．電氣控制與 PLC 應用［ M］．北京：電子工業(yè)出版社， 2020 ［ 6］丁紀凱，許逸舟．基于 PLC 和現場總線的污水處理系統(tǒng) ［ 7］吳中立．礦井通風與安全［ M］．徐州：中國礦業(yè)大學出版社， 1989：138 ［ 8］高廣軍，賈世勝，朱學軍，等．通風系統(tǒng)調整中常見問題及對策［ J］．山西煤炭， 2020， (2) ［ 9］石秋潔．變頻器應用基礎［ M］．北京：機械工業(yè)出版社． 2020 ［ 10］李 月紅，吳永祥．變電所監(jiān)控及其網絡系統(tǒng)的設計［ J］．工礦自動化，2020， (3)： 27～ 28 24 附圖 總程序 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 指導教師評語及成績評定 論文成績： 指導教師（簽字）： 年 月 日 答辯小組評語及成績評定 答辯成績： 畢業(yè)設計成績： 答辯小組負責人 (簽字 )： 年 月 日 答辯委員 會審定意見： 答辯委員會主任（簽字）： 年 月 日 36 答 辯 小 組 成 員 姓名 職稱 工作單位 備注