【正文】 .......................... 17 溫度控制部分 ................................................................................................... 19 6 結(jié)束語 .......................................................................................................................... 21 致 謝 ............................................................................................................................ 22 參 考 文 獻(xiàn) ...................................................................................................................... 23 附圖 總程序 ...................................................................................................................... 24 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 1 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。 3 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]。 6 3 系統(tǒng)硬件構(gòu)成及各部分功能 PLC 可編程控制器部分 PLC 概述 PLC 即可編程控制器（ Programmable logic Controller，是指以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置。它采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算，順序控制，定時(shí)，計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入 /輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程， PLC 是可編程邏輯電路，也是一種和硬件結(jié)合很緊密的語言，在半導(dǎo)體方面有很重要的應(yīng)用，可以說有半導(dǎo)體的地方就有 PLC。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通 過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。 （ 1） CPU 的構(gòu)成 CPU 是 PLC 的核心，起神經(jīng)中樞的作用，每套 PLC 至少有一個(gè) CPU，它按 PLC的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數(shù)據(jù)，用掃描的方式采集由現(xiàn)場輸入裝置送來的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的寄存器中，同時(shí)，診斷電源和 PLC 內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過程。內(nèi)存主要用于存儲程序及數(shù)據(jù)，是 PLC 不可缺少的組成單元。 （ 2） I/O 模塊 PLC 與電氣回路的接口，是通過輸入輸出部分（ I/O）完成的。輸入模塊將電信號變換成數(shù)字信號進(jìn)入 PLC系統(tǒng)，輸出模塊相反。 常用的 I/O 分類如下： 開關(guān)量：按電壓水平分，有 220VAC、 110VAC、 24VDC，按隔離方式分，有繼電器隔離和晶體管隔離。 除了上述通用 I/O 外，還有特殊 I/O 模塊，如熱電阻、熱電偶、脈沖等模塊。但其最大數(shù)受 CPU 所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或機(jī)架槽數(shù) 限制。同時(shí)，有的還為輸入電 路提供 24V 的工作電源。 PLC 外部 I/O 連接 根據(jù)系統(tǒng)的要求，選取 S72200 PLC CPU224作為控制核心， CPU224的 I/O點(diǎn)數(shù)是 14 /10。煤礦礦井通風(fēng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要涉及 10個(gè)數(shù)字量輸入和 2個(gè)模擬量輸入， 15個(gè)數(shù)字量輸出。 傳感器作輸入信號，如表 1 所示。 表 1 PLC I/O 接口分配表 輸入 輸出 序號 名稱 地址 序號 名稱 地址 8 I/O 接線圖 1 A風(fēng)機(jī) 1 電機(jī)狀態(tài) 1 故障顯示 2 A風(fēng)機(jī) 2 電機(jī)狀態(tài) 2 中高氣壓顯示 3 B風(fēng)機(jī) 1 電機(jī)狀態(tài) 3 低氣壓顯示 4 B風(fēng)機(jī) 2 電機(jī)狀態(tài) 4 報(bào)警 5 A風(fēng)機(jī)控制開關(guān) 5 繼電 器 KM1 6 B風(fēng)機(jī)控制開關(guān) 6 繼電器 KM2 7 消音開關(guān) 7 繼電器 KM3 8 自動開關(guān) 8 繼電器 KM4 9 手動開關(guān) 9 A 風(fēng)機(jī) 1 電機(jī)運(yùn)行顯示 10 停止按鈕 10 A 風(fēng)機(jī) 2 電機(jī)運(yùn)行顯示 11 氣壓信號 11 B 風(fēng)機(jī) 1 電機(jī)運(yùn)行顯示 12 瓦斯信號 12 B 風(fēng)機(jī) 2 電機(jī)運(yùn)行顯示 13 手動狀態(tài)顯示 14 自動狀態(tài)顯示