【導讀】效、安全，達到了明顯的節(jié)能效果。且PLC控制系統(tǒng)具有對驅(qū)動風機的電機有過。系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)改造提供一條新途徑。

　　

【正文】 有安全隱患，做好排放瓦斯的準備。若井巷工作面瓦斯?jié)舛壤^續(xù)增大，當 VD196的存儲值大于設(shè)定的斷電瓦斯?jié)舛壬暇€時 ， ， PLC將發(fā)出切斷電源的指令，將 PLC所有輸出和內(nèi)部位復位，并切斷風機電源各井巷工作面的電源，防止有明火引起與其爆炸。同時并發(fā)出報警。抽放瓦斯后，當瓦斯?jié)舛?VD196的存儲值再次下降到小于斷電瓦斯?jié)舛壬暇€時，風機組并不能重新運行工作。只有當瓦斯?jié)舛?VD196的存儲值下降到小于瓦斯?jié)舛葓缶暇€時， PLC才恢復風機組再次啟動并將風機組運行工作。 (見附錄 程序 2 26) 15 圖 12 溫度控制程序 壓力控制部分 壓力是本控制系統(tǒng)的主控參數(shù)，在壓力數(shù)據(jù)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(jié)構(gòu)如圖 13所示。 圖 13 壓力控制部分 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(shù)變化的能力，而本身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(yīng)速度。因此，對于速度、位置等快過程擴散溫度、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(diào)節(jié)其輸出使偏差為零。偏 16 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(diào)節(jié)的微分方程式由比例項、積分項和微分項 組成。 壓力控制部分用到的內(nèi)部存儲器如表 10所示 。 表 10 壓力控制內(nèi)部存儲器 PID反饋量（ PVn） VD100 PID給定置（ SPn） VD104 PID輸出置（ Yn） VD108 PID增益（ KC） VD112 PID采樣時間（ T） VD116 PID積分時間（ TI） VD120 PID微分時間（ TD） VD124 模擬輸入壓力值存儲 VD128 壓力下限存儲 VD132 壓力下限位 在自動方式下，利用遠程空氣壓力傳感器檢測礦井內(nèi)的氣壓信號，用變送器將現(xiàn)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(zhuǎn)換模塊進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)變?yōu)?PLC內(nèi)部能識別的二進制信號。壓力參數(shù)的設(shè)置與礦井的深度、巷道的截面等諸多因素有關(guān)，所以本設(shè)計利用觸摸屏進行 PID參數(shù)設(shè)置。其設(shè)置調(diào)用了壓力子程序見附圖 1。 PID參數(shù)設(shè)置好后要分別對壓力設(shè)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 14所示 。 圖 14 PID參數(shù)設(shè)置 17 本系統(tǒng)的壓力控制是用 SMB34定時設(shè)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(zhuǎn)換模塊進 行模數(shù)轉(zhuǎn)換。中斷子程序如圖 15所示。 圖 15 壓力中斷子程序 壓力中斷程序分兩部分進行處理數(shù)據(jù)，一部分將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)存儲到 VD128中與設(shè)定的壓力值進行比較處理。假設(shè)礦井內(nèi)的氣壓在一個大氣壓或在設(shè)定的某個大氣壓力數(shù)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(shù)通過 PLC運算去控制變頻器來達到風機的轉(zhuǎn)速的控制；當出現(xiàn) 突發(fā)事故，或礦井內(nèi)的氣壓低于設(shè)定的某個氣壓參數(shù)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(zhuǎn)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(jù)礦井的氣壓參數(shù)進行變頻運行，加大對礦井內(nèi)的通風量，直至礦井內(nèi)的氣壓生至設(shè)定的大氣壓力數(shù)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 16所示 。 另一部分直接送到 AC0中進行 PID運算，因參與 PID運算的過程量要求均為實數(shù)格式，且要求轉(zhuǎn)換為無量綱的 ～ ，所以要對實際工程值進行標準化處理。處理過的標準化值經(jīng) PID運算后再轉(zhuǎn)換為實際工程值進行 輸出，送到 QW0中去控制變頻器。其控制程序如圖 17所示。 18 圖 16 壓力中斷程序 圖 17 PID運算處理程序 19 6 結(jié)束語 西門子 PLC控制變頻器在煤礦礦井通風系統(tǒng)中的應(yīng)用后，電機的電壓、電流明顯下降，電機輸入功率明顯減少。由于變頻器直接控制電機，通過調(diào)速來驅(qū)動風機工作，從而提高了風機的傳動效率，另外變頻器加減速時間可以任意設(shè)定，避免了風機全負荷啟動時的大電流沖擊，有利于延長設(shè)備使用壽命。此系統(tǒng)操作方便，控制精度高，響應(yīng)速度快，使整個系統(tǒng)工作平穩(wěn)。而且節(jié)電率在 20%～ 70%之間，具有巨大的節(jié)效益 。 致謝 經(jīng)過半學期的忙碌，本次畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)接近尾聲，在此，我要感謝每一個幫助過我的人。首先感謝我的導師 劉 老師，劉老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計的每個階段，都給予我悉心的指導和幫助?？梢哉f，沒有劉老師的悉心指導和幫助，我是不可能順利完成我的畢業(yè)設(shè)計的。另外，他的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。同時我還要感謝同組的同學們，感謝大家在我遇到困難和疑惑時真誠的幫助我、支持我。借此機會，還要感謝大學四年中，我所有的任課老師，他們在這四年間對我的教誨與幫助，我永遠都 不會忘記。這次畢業(yè)論文能夠最終順利完成，也歸功于他們的認真負責，使我能夠很好的掌握專業(yè)知識，并在論文中得以體現(xiàn)。最后我要感謝我的親人和朋友，是親人含辛茹苦把我撫養(yǎng)成人，是朋友在百忙之中給我鼓勵并且提供必要的論文資料。 隨著畢業(yè)論文寫作的完成，我的大學生活也即將結(jié)束，我要感謝在我人生中最美麗的四年里出現(xiàn)并給予我無私幫助的所有人，我向你們致以最誠摯的謝意！感謝你們！ 20 參考文獻 [1]劉法治． PLC在礦井通風控制系統(tǒng)的應(yīng)用［ J］．中圖分類號 : TP273 文獻標識碼 : B 文章編號 : 100023932 (2020) 0620208202 [2]坪島茂彥 ， 中村修照 ． 電動機實用技術(shù) [M]． 北京：科學出版社， 2020 [3]殷洪義．可編程控制器選擇、設(shè)計與維護 ［ M］ ．北京：機械工業(yè)出版社， 2020 [4]周九寧．可編程控制器在礦山設(shè)備中的應(yīng)用［ J］．采礦技術(shù)， 2020， 4(1)： 45— 46 [5]馬寧，孔紅． S7300PLC 和 MM440 變頻器的原理與應(yīng)用［ M］．北京：機械工業(yè)出版社，2020 [6]許明，言自行，劉堅．大型泵機組狀態(tài)監(jiān)測及工況調(diào)控系統(tǒng)的研制［ J］．機械工程學報，2020， (7)： 145～ 147 [7]徐國林． PLC 應(yīng)用技術(shù)［ M］．北京：機械工業(yè)出版社， 2020 [8]陳建明，等．電氣控制與 PLC 應(yīng)用［ M］．北京：電子工業(yè)出版社， 2020 [9]李國厚，楊青杰，余澤通．球磨機潤滑站控制系統(tǒng)的設(shè)計［ J］．金屬礦山， 2020(9)： 7475 [10]丁紀凱，許逸舟．基于 PLC 和現(xiàn)場總線的污水處理系統(tǒng)［ J］．機電一體化， 2020(1)：80． 83 [11]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 [12]傅貴，秦躍平，楊偉民，等．礦井通風系統(tǒng)分析與優(yōu)化［ M］．北京：機械工業(yè) 出版社，1995： 23 [13]高廣軍，賈世勝，朱學軍，等．通風系統(tǒng)調(diào)整中常見問題及對策［ J］．山西煤炭， 2020，(2) [14]徐鵬．張雙樓礦西翼通風系統(tǒng)調(diào)整及經(jīng)濟效果分析［ J］．煤礦安全， 2020， (4)． [15]石秋潔．變頻器應(yīng)用基礎(chǔ)［ M］．北京：機械工業(yè)出版社． 2020 [16]陳仕瑋．礦井主要用通風機在線監(jiān)測監(jiān)控現(xiàn)狀及展望［ J］．煤礦安全， 1999， (12)： 39～41 [17]李月紅，吳永祥．變電所監(jiān)控及其網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計［ J］．工礦自動化， 2020， (3)： 27～28 [18]廖常初 . PLC 編程及應(yīng)用［ M］ . 北京 ,機械工業(yè)出版社 ,2020 ,9 [19]馬國華 . 監(jiān)控組態(tài)軟件及其應(yīng)用［ M］ . 北京 ,清華大學出版社 ,2020 ,3 [20]姚福來 ,等 . 水泵變頻調(diào)速的節(jié)電量計算及系統(tǒng)設(shè)計［ M］ . 北京 ,科學出版社 ,1998 [21]Siemens AG,SIMATIC STEP7 編程手冊［ Z］ ,2020 21 附錄 (程序清單 ) 22 23 24 25