基于PLC的矿井通风控制系统机械CAD图纸设计.doc

摘要 可以有效解决以前矿井通风控制负荷波动大、系统故障率高、能源浪费严重等一系列问题。同时，系统具有自动和手动两种控制方式，便于对系统进行维护，并能通过应用软件对矿井通风控制系统进行监控和远距离控制提高效率，从而实现自动控制。 关键：PLC变频调速自动控制 PLC-based mine ventilation control system design Abstract This paper introduces a PLC-based control system of the mine ventilation, gas concentration of the control parameters, by PLC control achieving VVVF inverter and motor speed regulation of ventilation to achieve optimal control, achieve security monitoring and energy efficiency. It can be effectively addressed mine ventilation control load fluctuations, the system failure rate is high and the serious waste of energy and other issues. Meanwhile, both manual and automatic control system to facilitate maintenance of the system repair, Application software and pass on mine can be controlled by application software. Improve efficiency, so as to achieve automatic control. Keywords: PLC, Speed Regulation by Frequency Variation, Automatic Control 目 录 1 引言 1 2 设计方案的拟定 1 3 系统的结构及工作原理 2 3.1 系统的结构 2 3.2 系统的控制原理 2 3.3 系统的运行方式 3 3.4 变频调速原理 4 3.5 PID调节原理介绍 5 4 提高通风机装置综合效率 7 4.1 风机调速 7 4.2 调整轴流风机叶片安装角度 8 4.3 更换电机 8 4.4 采用“子母”风机 9 5 硬件的设计 9 5.1 PLC类型的选用 9 5.2 变频器类型的选用及接线方式 10 5.3 瓦斯传感器的选择 10 5.4 压力传感器的选择 11 5.5 变送器的选择 11 5.6 电机的选择 12 5.6 电源的供电方式 12 5.7 故障处理及保护功能 14 6 软件的实现 15 6.1 PLC的I/O分配 15 6.2 PLC接线图 16 6.3 程序控制流程图 16 6.4 程序的调试、测试和监控 17 6.5 上位机联机调试 18 6.6 软件操作应注意事项 19 7 结束语 19 谢辞 20 参考文献 20 附录1 程序清单 22 1 引言 矿井通风控制是井下采、掘行业必不可少的环节，特别是在瓦斯浓度要求严格的作业面，井内的通风状态以及瓦斯气体含量对工作人员来说非常重要。因此，矿井通风的控制具有重要的理论意义与实际意义，近年来受到格外关注。所谓通风控制，主要是针对矿井风流的控制，通过对通风机进行调速来控制风流状态。在通常状况下，井下环境恶劣且风流压力受各种扰动影响而变化无常、难以把握。原先用人工进行通风控制，由于无法每时每刻对矿井的风量进行准确的定位监测，很难准确控制风机的启停；并且出现故障多，可靠性差，给维修带来很大的麻烦。以往通风控制系统中有很大一部分通风电机是不变速拖动，不变速电机的电能大多消耗在适应风量的变化而频繁的开停风机中，这样不但使电机工作在低效区、减短电机的使用寿命，而且电机的频繁开停使设备故障率很高，系统的维护、维修工作量较大；另一方面，由于风量的随机性，所使用的风量是动态的，采用传统方法难以保证通风的实时性。从整体最优目标要求出发，这些因素必须在控制设计中加以考虑，这就需要寻找并应用行之有效的理论，从而来满足这些要求使设计变得简单易行。针对以上提出的问题，本文采用自动化控制对整个矿井通风系统进行改进，将所关心区域主风流作为当前状态，井下环境干扰作为外部扰动输入，通风机输出功率作为控制输入，并考虑实际上瓦斯浓度