基于plc的離心風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)doc-展示頁
2025-07-27 01:23本頁面
【正文】 為例，選用一臺S72200 PLC、空氣壓力傳感器和變頻器等組成一個(gè)完整的閉環(huán)控制系統(tǒng)。 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和方案通風(fēng)控制系統(tǒng)主要由 2 臺離心風(fēng)機(jī)組成，每臺離心風(fēng)機(jī)有兩臺電機(jī)，每臺電機(jī)驅(qū)動一組扇片，兩組扇片是對旋的，一組用于吸風(fēng)，一組為增加風(fēng)速，對井下進(jìn)行供風(fēng)。當(dāng)定子溫度或軸承溫度超過設(shè)定風(fēng)機(jī)組轉(zhuǎn)換溫度界線時(shí)，PLC將切斷指示和報(bào)警信號并自動切斷當(dāng)前運(yùn)行風(fēng)機(jī)組，在自動方式下并能自動接入另一臺風(fēng)機(jī)組運(yùn)行，若在手動方式下，工作人員手動切換[1]。當(dāng)瓦斯?jié)舛却笥谠O(shè)定斷電上限時(shí)，PLC將切斷工作面和風(fēng)機(jī)組電源，防止瓦斯爆炸。（3）在自動方式下，當(dāng)井下壓力低于設(shè)定壓力下限時(shí)，兩組風(fēng)機(jī)將同時(shí)投入工作運(yùn)行，同時(shí)并發(fā)出指示和報(bào)警信號。為滿足礦井通風(fēng)系統(tǒng)自動控制的要求，系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)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(bào)警等功能。與常規(guī)繼電器實(shí)施的通風(fēng)系統(tǒng)相比，PLC系統(tǒng)具有故障率低、可靠性高、接線簡單、維護(hù)方便等諸多優(yōu)點(diǎn)，PLC的控制功能使通風(fēng)系統(tǒng)的自動化程度大大提高，減輕了崗位人員的勞動強(qiáng)度。PLC控制系統(tǒng)具有對驅(qū)動風(fēng)機(jī)的電機(jī)過熱保護(hù)、故障報(bào)警、機(jī)械故障報(bào)警和瓦斯?jié)舛葦嚯姷裙δ芴攸c(diǎn)，為煤礦礦井通風(fēng)系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)改造提供一條新途徑。目前煤礦礦井通風(fēng)系統(tǒng)中，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(jī)械觸點(diǎn)多、接線復(fù)雜、可靠性低、排除故障困難等很多的缺陷；且因工作通風(fēng)機(jī)一直高速運(yùn)行，備用通風(fēng)機(jī)停止，不能輪休工作，易使工作通風(fēng)機(jī)產(chǎn)生故障，降低使用壽命。煤礦礦井通風(fēng)系統(tǒng)是煤礦礦井安全生產(chǎn)的重要組成部分，煤礦礦井通風(fēng)系統(tǒng)能否正常工作與礦井內(nèi)工作環(huán)境條件、生產(chǎn)效率、安全生產(chǎn)密切相關(guān)。關(guān)鍵詞：礦井，離心通風(fēng)機(jī)，PLC，變頻器361 緒論隨著電子技術(shù)和微電子技術(shù)的迅速發(fā)展，PLC和變頻器正成為通用、廉價(jià)和性能可靠的控制和驅(qū)動設(shè)備，得到廣泛的應(yīng)用。本系統(tǒng)將 PLC與變頻器有機(jī)地結(jié)合起來，采用以礦井氣壓壓力為主控參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對離心風(fēng)機(jī)工作過程和運(yùn)轉(zhuǎn)速度的有效控制，使礦井通風(fēng)機(jī)通風(fēng)高效、安全，達(dá)到了明顯的節(jié)能效果。河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院Henan Polytechnic Institute畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題 目：基于PLC的風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速控制 系統(tǒng)設(shè)計(jì)班 級：電氣自動化技術(shù)1001 目 錄 摘 要 11 緒論 22 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和控制方案 3 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)功能 3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和方案 33 系統(tǒng)硬件構(gòu)成及各部分功能 6 PLC可編程控制器部分 6 PLC概述 6 PLC外部 I/O 連接 7 I/O接線圖 8 變頻調(diào)速的基礎(chǔ)知識 10 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊 10 離心風(fēng)機(jī) 11 變頻器的選型和容量的確定 124 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 14 硬件電路 14 系統(tǒng)控制電路設(shè)計(jì) 155 軟件設(shè)計(jì) 16 瓦斯?jié)舛瓤刂撇糠?16 壓力控制部分 17 溫度控制部分 196 結(jié)束語 21致 謝 22參 考 文 獻(xiàn) 23附圖 總程序 24摘 要在最近幾年，PLC 以其諸多優(yōu)異特點(diǎn)獲得廣泛的使用，在工業(yè)先進(jìn)國家已成為工業(yè)控制的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。它專為工業(yè)控制而設(shè)計(jì)，集電氣、儀表、控制三電于一體，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。PLC控制系統(tǒng)具有對驅(qū)動風(fēng)機(jī)的電機(jī)過熱保護(hù)、故障報(bào)警、機(jī)械故障報(bào)警和瓦斯?jié)舛葦嚯姷裙δ芴攸c(diǎn)，為煤礦礦井通風(fēng)系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)改造提供一條新途徑。由PLC控制的變頻調(diào)速離心風(fēng)機(jī)的通風(fēng)系統(tǒng)，具有較高的可靠性和較好的節(jié)能效果，易于組建成整體的自控系統(tǒng)，很方便地實(shí)現(xiàn)各種控制切換和遠(yuǎn)程監(jiān)控，本文通過一個(gè)實(shí)例——基于離心風(fēng)機(jī)的礦井通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行分析。隨著我國政府對各行各業(yè)安全生產(chǎn)監(jiān)管力度的不斷加強(qiáng)，尤其對煤礦安全生產(chǎn)的要求越來越高，對煤礦礦井通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造，提高其運(yùn)行穩(wěn)定性、可靠性、節(jié)能降耗等勢在必行。針對這一系列問題，本系統(tǒng)將 PLC與變頻器有機(jī)地結(jié)合起來，采用以礦井氣壓壓力為主控參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對電動機(jī)工作過程和運(yùn)轉(zhuǎn)速度的有效控制，使礦井中用的離心通風(fēng)機(jī)通風(fēng)高效、安全，達(dá)到了明顯的節(jié)能效果。 2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和控制方案 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)功能本控制系統(tǒng)具有離心通風(fēng)機(jī)組的啟動、互鎖和過熱保護(hù)等功能。PLC和變頻器與空氣壓力變送器配合使用，使系統(tǒng)控制的安全性、可靠性大大提高，也使通風(fēng)機(jī)運(yùn)行的故障率大大降低，不僅節(jié)約了電能，而且還提高了設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)率。（2）模擬量壓力輸入經(jīng)PID運(yùn)算，輸出模擬量控制變頻器。（4）模擬量瓦斯輸入，當(dāng)?shù)V井瓦斯?jié)舛却笥谠O(shè)定報(bào)警上限時(shí)，發(fā)出指示和報(bào)警。（5）運(yùn)用溫度傳感器測定風(fēng)機(jī)組定子溫度或軸承溫度，當(dāng)定子溫度或軸承溫度超過設(shè)定報(bào)警上線時(shí)，發(fā)出指示和報(bào)警信號。（6）為防止離心風(fēng)機(jī)的疲勞運(yùn)行，在任何狀態(tài)下，風(fēng)機(jī)在累計(jì)運(yùn)行設(shè)定時(shí)間后都會自動切換至另一臺風(fēng)機(jī)組運(yùn)行。根據(jù)井下用風(fēng)量的不同，采用不同型號的風(fēng)機(jī)。其中還包括接觸器、中間繼電器、熱繼電器、礦用防爆型磁力啟動器、斷路器等系統(tǒng)保護(hù)電器，實(shí)現(xiàn)對電機(jī)和 PLC的有效保護(hù)，以及對電機(jī)的切換控制。PLC與空氣壓力變送器配合使用，使系統(tǒng)控制的安全性、可靠性大大提高，也使通風(fēng)機(jī)運(yùn)行的故障率大大降低，提高了設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)率[2]。在手動方式下，通風(fēng)機(jī)通過開關(guān)進(jìn)行控制，不受礦井內(nèi)氣壓的影響。A組離心通風(fēng)機(jī)與B組離心通風(fēng)機(jī)可由二位開關(guān)轉(zhuǎn)換。報(bào)警信號均為聲光形式，聲報(bào)警 (電笛 )可用按鈕解除 ,報(bào)警指示在故障排除后自動消失。當(dāng)?shù)V井內(nèi)的氣壓在一個(gè)大氣壓或在設(shè)定的某個(gè)大氣壓力數(shù)值以上，工作離心通風(fēng)機(jī)與備用離心通風(fēng)機(jī)循環(huán)工作；當(dāng)出現(xiàn)突發(fā)事故，礦井內(nèi)的氣壓低于設(shè)定的某個(gè)大氣壓力數(shù)值，工作離心通風(fēng)機(jī)與備用離心通風(fēng)機(jī)不再循環(huán)工作，并自動切換為同時(shí)工作，加大對礦井內(nèi)的通風(fēng)量，直至礦井內(nèi)的氣壓升至設(shè)定的大氣壓力數(shù)值以上，工作通風(fēng)機(jī)與備用離心通風(fēng)機(jī)恢復(fù)循環(huán)工作[3]。 3 系統(tǒng)硬件構(gòu)成及各部分功能 PLC可編程控制器部分
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