基于PLC的矿井主扇风机自动监控系统的设计
基于PLC的风机监控系统设计(硬件)毕业设计(论文)
摘要可编程控制器(PLC)是一种以微处理器为核心,综合了计算机技术、自动控制技术和网络通信技术的通用工业控制装置。
它具有使用方便、维护容易、可靠性好、性能价格比高等特点,广泛应用于工业控制的众多领域。
煤矿主通风机是煤矿生产的重要设备，通风机能否正常工作，直接影响煤矿的生产活动。
因此对主通风机实现在线监控有很重要的意义。
本文针对通风机的工作环境和运行特点，以PLC为主控设备，介绍了可编程序控制器（PLC）在煤矿通风系统中的应用；探讨了通风机实现自动控制系统的系统组成和设计；涉及硬件设备的选型与组态；编制了通风机实现自动控制梯形图；并简要介绍了PLC与其他智能装置及个人计算机联网,组成的监控系统。
本系统提高了主通风机设备的自动化管理水平，有力地保证了主通风机设备的经济、可靠运行，为设备的管理和维修提供了可靠的科学依据。
关键词：煤矿通风机； PLC；在线监控ABSTRACTProgrammable Logic Controller is a kind of universal industrial control apparatus,which taking microprocessor as its core, integrating information technology,automation control technology,networking communication technology. It is applied in more and more industry control fields with the characteristics such as easy application, easy maintenance, well reliability, high performance-price ratio.Primary ventilators are the most important instruments of the colliery.Their working state can directly influence the coal producing processs.Therefore, online monitoring of the main fan there is of much significance. this paper introduced the application of Programmable Logic Controller (PLC) in the coal mine ventilation system ; Discussed the system composition and the design of ventilator realization automatic control system ;Included selection and configureation of hardware; Established the LAD chart of the ventilator realization automatic control ; And briefly introduced the consisting of monitoring system , the system including PLC and other intelligent installments and the personal computer networking, This system raised the automatic management level of the main fanner equipments，guaranteeing the economy of the main fanner equipments circulate credibility. For the management of the equipments and maintained, this system can provide dependable scientific warranty.Keywords:Coal mine ventilator; PLC; Online monitoring目录1 绪论 (4)1.1煤矿通风概况 (4)1.2 PLC的基本概念 (4)1.2.1 PLC的组成部分 (4)1.2.2 S7-300的系统结构 (5)1.2.3 PLC的循环处理过程 (5)1.2.4 S7-300的编程语言 (6)1.2.5 PLC的供电及接地抗干扰问题 (7)1.3 目前国内外的通风机监控状况 (7)1.4本设计所作的工作 (8)2 矿井主通风机系统 (10)2.1主通风机概述 (10)2.1.1主通风机性能参数 (10)2.1.2对旋轴流式风机的结构和工作原理 (11)2.2风门 (11)2.3反风方法 (12)3 主通风机自动监控系统的硬件设计 (14)3.1系统的组成和特点 (14)3.2主通风机在线监控的运行方式的设计 (15)3.3风机参数的检测 (15)3.4该系统的输入/输出统计配置 (16)3.4.1数字/模拟输入点统计及模块选择 (17)3.4.2数字/模拟量输出点统计及模块选择 (20)3.4.3 PLC其它硬件模块统计 (22)3.4.4数字量输入/输出模块接线图 (23)4 主通风机自动化监控系统的软件系统 (27)4.1本设计所用STEP7编程器的相关知识 (27)4.2本监控系统的系统流程图 (28)4.2.1风机的启动流程图 (28)4.2.2自动控制方式流程图 (29)4.2.3反风控制流程图 (30)4.3主通风机监控系统的程序设计 (31)5 结论 (50)参考文献： (51)6 翻译部分 (53)英文原文 (53)中文译文： (63)致谢 (72)1 绪论1.1煤矿通风概况据统计,我国煤矿事故因瓦斯爆炸死亡人数是世界上主要采煤国家，死亡总人数的4倍,百万吨煤死亡率是美国的近20倍、印度的12倍。
基于PLC的矿井通风控制系统设计
基于PLC的矿井通风控制系统设计矿井通风控制系统是矿井安全管理的重要组成部分。
矿井中存在着各种有害气体，如果不及时排除，将极大地影响矿工的健康和劳动生产力，甚至引发事故。
因此，对矿井中气体的监测、控制和处理显得尤为重要。
本文将介绍基于PLC的矿井通风控制系统的设计。
系统组成基于PLC的矿井通风控制系统主要由以下组成部分组成：现场信号采集模块现场信号采集模块负责采集矿井中各种有害气体的浓度、氧气浓度、风速、风量等实时数据，并将这些数据传输给PLC。
PLCPLC作为控制核心，负责接收现场信号采集模块传输的数据，并根据事先设定的控制策略进行计算，输出控制信号。
目前，在矿井通风控制系统中广泛采用西门子、施耐德等知名品牌的PLC。
数据显示与记录模块数据显示与记录模块负责将PLC输出的控制信号转化为实际控制效果，并在屏幕上显示，方便操作人员了解控制效果。
同时，该模块还可将历史数据进行记录，以便对矿井通风控制系统的运行情况进行分析和评估。
控制执行模块控制执行模块负责执行PLC输出的控制信号，并对矿井风机等设备进行控制，以满足矿井通风要求。
系统设计系统设计的关键在于确定控制策略。
控制策略应该能够满足对有害气体的监测和处理，同时具备一定的灵活性，以应对不同的矿井环境。
以下为常见的控制策略：阈值控制阈值控制是指根据一定的阈值范围，对实时采集到的气体浓度、氧气浓度、风速、风量等参数进行监测，并根据阈值调节风量和风速等措施，达到矿井通风要求。
时间控制时间控制是指根据矿井不同部位的气体情况和产煤量等因素，设定不同的通风时间和通风量，以保证矿井通风安全。
预测控制预测控制是指通过数据处理和分析，根据矿井不同部位的气体情况，预测可能发生的有害气体浓度，提前进行调整，避免事故发生。
矿井通风控制系统的重要性不言而喻。
基于PLC的控制方式，具有实时性、稳定性和精确性等优点，已经成为矿井通风控制的主流。
通过合理的控制策略设计和系统组成部分配置，可以实现对矿井通风的有效监测、控制和处理，确保矿工的安全。
基于PLC矿井压风机的自动控制系统
基于PLC的矿井压风机自动控制系统设计
专业
电气程及其自动化
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本人声明所呈交的毕业设计说明书(毕业论文)是本人在导师指导下进行的研究、设计工作后独立完成的。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，说明书中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究所做贡献集体和个人，均己在说明书中作了明确的说明并表示谢意。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
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基于PLC矿井压风机的自动控制系统
摘要:空气压缩机是一种通过压缩气体来提高气体压力或输送气体的动力供给设备。螺杆式空气压风机更以其损失小、效率高、适应性强等优点，广泛应用于工业生产领域。随着应用规模的扩大，原有控制方式的效率低下、维修率增高等问题也日益突出。同时电子技术和微电子技术的迅速发展，由PLC自动控制压风系统，具有较高的可靠性和较好的节能效果，PLC自动控制系统正是这种技术的产物。本文在了解社会发展与需求的情况下，以山东某矿井压风机为项目背景，设计和开发了一种PLC自动控制压风机系统，取代了旧时代的手工控制和分散控制，从而提高了系统的自动化程度。同时论文对压风机的几种控制方式进行了分析。并进行了综述，同时，设计出了压风机自动控制的总体方案、硬件配置以及软件与程序的设计。在该系统中，可编程控制器（西门子S7-300系列）作为下位机，较好的解决了自动控制等问题；上位机软件采用的是MCGS软件，通过此软件开发出一种可视化的监控画面。两者有效的结合起来，采用以矿井气压压力为主控参数，实现对压风机工作过程和运转速度的有效控制和监控。系统运行结果显示出本系统具有良好的可靠性和实用性，提高了整个压风机控制系统的自动化、智能化的水平。从而最终能够实现压风机房的无人值守。
基于PLC的主通风机在线监控系统设计
工业仪表 与 自动化 装置
・ ３ ９・
基于Ｐ Ｌ Ｃ 的 主 通 风 机 在 线 监 控 系 统 设 计
李俊秀 ， 李 明旭
（ １ ． 兰州石化 职 业技 术 学院 ， 兰州 ７ ３ ０ ０ ６ ０ ； ２ ． 成都传 媒 集 团 ， 成都 ６ １ ０ ０ ４ １ ）
摘要 ： 设计 了一种基 于 Ｐ Ｌ Ｃ控 制 和 ＭＣ Ｇ Ｓ监 控 的矿 井主 通 风机 自动 倒 机 切 换 系统 ， 该 系统 在 运 转 通风机 停 ａ ｋｙ － － 作 前 先启 用备 用通 风机 ， 通过 其 主 副风 门开度 的联 动 配合 ， 保 证风机 自动切换 过
程供给风量和风压的稳定。应用实践表明， 该 系统能保证稳定送风及井下作业的安全。
容 易形成 安全 隐患 。
全 生产 带来 隐患 。为 了保 证 给高 瓦斯 环境 井下 通风
风 量 和风压 的稳 定 ， 该 文设 计 了 一 种 基 于 Ｓ ７—３ ０ ０
关键 词 ： 主 通风 机 ； 自动切 换 ； 稳 定送风 ； Ｐ Ｌ Ｃ； ＭＣ Ｇ Ｓ
中 图分 类 号 ： Ｔ Ｄ ７ ６
ห้องสมุดไป่ตู้文献标 志码 ： Ｂ
文章 编 号 ： １ ０ ０ ０— ０ ６ ８ ２ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ｌ一 ０ ０ ３ ９— ０ ３
Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ ｍａ ｉ ｎ ｖ ｅ ｎｔ ｉ ｌ ａ ｔ ｏ ｒ ｓ ｏ ｎ－ － ｌ ｉ ｎ ｅ ｍｏ ｎｉ ｔ ｏ ｒ ｉ ｎ ｇ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ＰＬＣ
２ ．Ｃ ｈ ｅ ｎ ｇ ｄ ｕ Ｍｅ ｄ ｉ ａ Ｇ ｒ ｏ ｕ ｐ ，Ｃ ｈ ｅ ｎ ｇ ｄ ｕ ６ １ ０ ０ ４ １ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
0481基于三菱PLC的矿井通风控制系统设计
目录1 引言 (2)1.1 矿井通风系统简介 (2)1.2课程设计的研究意义 (3)1.3 国内外发展的状况 (4)2 本课程要完成的任务及手段 (5)2.1本课题设计任务 (5)2.2设计思路 (5)3 设计系统各部分说明及功能 (7)3.1矿井主扇风机概述 (7)3.2控制核心PLC概述 (8)3.3变频器 (13)3.4显示部分触摸屏概述 (15)4 系统软件部分的设置 (17)4.1系统的启动与停止 (17)4.2瓦斯浓度控制 (19)4.3 空气压力的控制 (20)4.4变频器切换控制 (21)4.5 触摸屏通信程序 (22)总结 (23)致谢 (24)参考文献 (25)附录A硬件原理图附录B程序清单1引言1.1 矿井通风系统简介矿井通风系统是矿井通风方式、通风方法和通风网络的总称。
其通风系统的基本主要任务是：供给井下足够的新鲜空气，满足人员对氧气呼吸的需要，冲淡井下有毒有害粉灰及空气，保证人员安全生存，调节矿井下的空气环境创造保证安全的工作环境。
矿井的通风系统是影响矿井安全生产的重要因素。
矿井通风系统可以分为不同的类型，其划分标准是不同的因素。
如根据瓦斯浓度、煤层自燃和高温因素等把矿井通风系统分为通俗一般型、相对降温型、防火型、排放瓦斯型、防火及降温型、排放瓦斯及降温型、排放瓦斯及防火型、排放瓦斯与防火及降温型几种，矿井内部通风的方式根据得到的风力的动力来源的不同，可分为自然和谐通风及自然风和机械辅助通风两种。
（1）自然通风：利用大自然气压的不同产生的通风动力，致使空气在井下巷道流动的通风方法叫做自然通风。
自然风压一般都比较小，且不稳定，所以《煤矿安全规程》规定：每一矿井都必须采用机械通风。
（2）机械通风：利用风扇电机运转产生的鼓风动力，从而致使空气在井下各个巷道之间互相流动的通风方法叫做机械通风。
采用机械通风的矿井，大自然风压也是必须要始终存在的，而且也并在各个时期内影响着矿井的通风工作，在通风管理工作中应给予充分重视。
基于PLC的煤矿主要通风机在线监控系统
图 3 监控程序数据传输与交换示意图
4结语
该系统具有较强的抗干扰能力，与以往的监控 系统相比，性能更加稳定安全可靠。基于 OPC 技术 的远程通信技术，实现了风机房监控系统和调度中 心上级管理系统之间的数据传输与交换，并充分利 用了工业以太网的数据传输优势，具有数据传输实 时性强、可靠性高的特点，有效的提高了煤矿的自动 化程度和信息化管理水平。该系统已在国内多家煤 矿投入运行，产生了良好的企业效益和社会效益。
图 2 软件系统构成及功能框架图
STEP7 程序处理功能块负责监测信号的采集 以及监测与控制信号的预处理，并将处理后的信号 变量存入存储块并通过 TCP / IP 协议与上位组态软 件进行变量连接。WINCC 组态功能块是上位组态 软件的核心部分，变量管理、画面组态、数据处理、报 警设置等工作都是在这里完成。此外，WINCC 组态 功能块还设计了辅助功能块，用于实现用户管理及 登陆、安全保护、权限设定及在线帮助等功能。 3． 3 远程通信设计
（ 2） 实现对监控对象的计算机集中控制功能。 操作人员通过上位计算机发出指令后，可编程控制 器通过相对应的开关量输出驱动中间继电器，中间 继电器将信号传入到相关的控制电路中，实现各类 控制动作。
（ 3） 实现事故报警及报警设置功能。对温度等 重要参数建立报警机制，具有权限的用户可以修改 报警设置，当发生报警时，相关界面有报警提示，并 进行颜色和声音报警，记录报警相关信息，该信息可 存储并打印。
参考文献：
〔1〕 张 志，杜亚江，朱德桥． 基于 OPC 技术的上位监控机 与 PLC 的 通 信 程 序 设 计〔J〕． 兰 州 交 通 大 学 学 报， 2009（ 3） ： 55 － 57．
〔2〕 王启立，胡亚非，熊建军． 基于可编程控制器的煤矿主 通风机计算机监控管理系统〔J〕． 煤炭工程，2007（ 7） ： 94 － 96．
基于PLC的矿井通风控制系统设计改造设计
本科毕业设计（论文）通过答辩本科毕业论文（设计）论文题目：基于PLC的矿井通风控制系统设计改造设计学生姓名：所在院系：所学专业：导师姓名：完成时间：优秀论文设计，答辩无忧，值得下载！摘要随着煤矿工业的发展，安全生产已经成为其中重要的组成部分，为确保煤矿的安全生产，矿井通风成为煤矿安全生产的重要要保障。
本论文针对某煤矿主通风机控制系统存在的问题，设计出一种基于PLC的矿井主通风机组的变频控制系统。
该系统采用西门子S7—200PLC 来设计矿井主通风机组自动化监控系统，以矿井气压压力和瓦斯浓度为主控参数，利用先进可靠的传感器进行信号采集，再经过变送器将现场信号变换成统一的标准信号,送入A/D转换模块进行模数转换,然后送入PLC，PLC将检测到的数值信号与设定参数进行比较来调节通风机组电机的启/停与转速从而实现最优控制，实现了实时监测及远程通讯，达到了安全监控与节能目的，保证了主通风机经济、可靠地运行。
关键字：西门子S7-200PLC，通风机，变频器，传感器。
1PLC-based design of the mine ventilation system designtransformationAbstractAlong with the coal industry development,the safety in production ready became important part.In order to guarantee the coal min the safety in production,mine ventilation is an important. safeguard to the coal mine production security.Aim at the monitoring system of the main fan in coal mine,which had some problem,one kind of the conversion control system which based on the PLC was designed.The main contents of the disquisition is to use the Simmens S7—200 PLC to design fanner automation supervion system,regarding gas and gas pressure consistency as the control parameter,The use of advanced sensors and reliable signal acquisition,and then to the scene by the transmitter signal into the A/D converter digital-analog conversion module,and then into the PLC,PLC to detect the signal and the numerical values set parameters to regulate ventilation units from the motor on/off and speed in order to achieve optimal contral.adjust the rotational speed of local fan motor to realize optimum control,achieve remote detection and remote communication,safe monitor and saving energy,ensure the fan reliable operation of the economy.Keywords：S7-200PLC, Main Fan, Inverter, Sensor2目录1 绪论 (4)2 系统结构和控制方案 (4)2.1系统的设计功能 (4)2.2系统组成及方案 (5)3 通风机组部分 (6)3.1KXJT型矿用通风机结构 (6)3.2KXJT型矿用通风机技术参数 (6)4 系统硬件构成及各部分功能 (7)4.1PLC可编程控制器部分 (7)4.1.1 PLC概述 (7)4.1.2 PLC的一般构成和基本工作原理 (7)4.1.3 可编程控制器的工作方式 (8)4.1.4 PLC选型及特点 (8)4.1.5 PLC内部分配 (8)4.1.6 CPU模块的外部连接 (9)4.1.7 扩展模块的外部连接 (9)4.2传感器部分 (12)4.3变频器部分 (13)4.3.1 变频器的基本构成 (13)4.3.2 变频器选型 (13)4.3.3 变频器与PLC的外部连接 (14)5 软件设计 (14)5.1温度控制部分 (15)5.2瓦斯浓度控制部分 (17)5.3压力控制部分 (18)6 结束语 (22)致谢 (22)参考文献 (23)附录(程序清单) (24)3煤矿矿井通风系统是煤矿矿井安全生产的重要组成部分，合理，稳定，可靠的矿井通风系统是保证矿井安全生产的基础，矿井随着深度的增加，开采强度的增大，综合机械化程度的提高，瓦斯压力，瓦斯含量和瓦斯涌出量越来越大，使得矿井通风线路长，通风阻力大，同时矿井和采区所需风量也大幅度增加，为此需及时调整矿井通风系统，对已不能满足矿井安全生产需要和矿井通风能力要求的通风系统进行技术改造。
基于PLC的矿井通风控制系统设计
基于PLC的矿井通风控制系统设计摘要本文提出了一种基于PLC的矿井通风控制系统设计。
首先，对矿井通风控制的基本原理进行了介绍和分析；其次，结合矿井通风控制的特点，设计了系统的硬件和软件；最后，通过实验验证了系统的可行性和稳定性。
结果表明，该系统具有较高的控制精度和反应速度，能够有效地保障矿工的生命安全和矿井的正常运行。
关键词：PLC；矿井；通风控制；可行性；稳定性AbstractThis paper proposes a design of mine ventilation control system based on PLC. Firstly, the basic principles of mine ventilation control are introduced and analyzed; secondly, the hardware and software of the system are designed with the characteristics of mine ventilation control; finally, the feasibility and stability of the system are verified through experiments. The results show that the system has highcontrol accuracy and response speed, which can effectively ensure the safety of miners' lives and the normal operationof the mine.Keywords: PLC; mine; ventilation control; feasibility; stability1. 前言矿井通风控制是保障矿工生命安全和矿井正常运行的关键环节。
基于PLC的矿井通风机监控系统设计
可求得此压力对应的风量 到设定的 １ ． ６ ０ ｍ 。 ／ ｓ时 ， 需要给变 频器 的模 拟输入 电压 ｕ 。 Ｑ ，Ｑ ３ － 工况 点 ２ 、３时风机风
量 ，ｍ 。 ／ ｓ ；ｎ ２ ， ｎ ３ － 工况 点 ２ 、３时风 机 转 速 ，ｒ ／ ｍ ｉ ｎ ；ｆ ２ ， ｆ ３ － 工 况 点 ２ 、３时变频器 输出电压频率 ，Ｈ ｚ ；Ｕ ｚ ， Ｕ ３ － 工况 点 ２ 、３时变
系： Ｑ ｌ ／ Ｑ ２ ＝ ｎ ｌ ／ ｎ ２； Ｐ １ ／ Ｐ ２ ＝（ ｎ ｌ ／ ｎ ２ ） 。 ； Ｎ １ ／ Ｎ ２ ＝ （ ｎ ｌ ／ ｎ ２ ） 。
ｎ 、ｎ ２ 一通风机调节 前后 的转速 ，ｒ ／ ｍ ｉ ｎ ；Ｐ 。 、Ｐ ２ 一通风机转速调 节前后 的风压 ，Ｐ ａ ；Ｎ 、Ｎ 。 一通风机转速调节前后的功率，ｗ 。 风机工频运行时在稳定工作区 出气静压为 ８ ８ ． ２— ２ ２ ９ ６ ． ０ Ｐ ａ ， 风机管道 出气风量为 １ ． ５ Ｏ 一 ２ ． ６ ６ ｍ ３ ／ ｓ 设某井下工作要 ｌ ９人，每 人每 分钟 需出气风量 ５ ｍ 。 ／ ｓ ，可算出要求的出气风量为 Ｑ ＝ Ｉ ． ６ １ Ｉ ｌ ３ ／ ｓ 。令 ｎ ： ２ ９ ０ ０ ｒ ／ ｍ ｉ ｎ ，Ｑ ｌ ＝ ２ ． ６ ６ ｍ ３ ／ ｓ ，ｆ ｌ ＝ ５ ０ Ｈ ｚ ，Ｑ ２ ＝ １ ． ６ ０ ｍ ３ ／ ｓ ，根据风机 的 比 例 定律 可 得开 始 掘 进 时 风 机 变 频 调 速 的起 始 速 ｎ ｚ ＝（Ｑ － ／ ） × ｎ ＝ １ ７ ４ ４ ｒ ／ ｍ ｉ ｎ 。再根据 风机转速 与输入 电源频率的线性关系可得 Ｑ ： １ ． ６ ０ ｍ 。 ／ ｓ时 变 频 器输 出给 风 机 的 电源 电压 频 率 ｆ ２ ＝ （ ｎ ／ ｎ 。 ） ×
基于PLC和组态软件的矿井主扇风机监控系统
摘
要： 采用西 门子 ２ ０ ０ 系列 Ｐ Ｃ和 国产组态软件组态王 ， Ｌ 构建了矿井主扇风机的监控 系统 ， 实现了在上位机上对主扇风机的起、停 、
正反 风的 自动 化控 制和运行参数 、风门状 态的实时监测 。
关键词 更能适应 工业现场恶劣的生产环境。
２ 自动化集成度高 ）
系统 实现 了主扇风机的 自 动化控制 ， 动采集了风机几乎所 自 有的运行参数 ， 并能实现异常时的报警 。系统对数据进行管理和 企业 内局域 网发布 ， 授权人员可以网上浏览监测数据 。同时系统
留有扩展空间 ， 可对主扇风机实现在线智 能故 障诊断。 ３ ）操作安全方便 匕 位机敬件采用的国产组态软件组态王 ， 对不同安全等级的操作
触 控制 ， 元器件 的寿命几乎不受影响， 与继 电器接触控制装置相
收 稿 日期 ： ０ —０ — ２ ７ ２ ０ ４ ７
３２ 电参 数 。
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自 化 与 用 ２０ 年 ６ 第０ 期 动 技术 应 ０７ 第２ 卷 ９
Ｐ Ｃ 与 Ｄ Ｓ Ｌ Ｃ
ＰＬ ｎ Ｃ ａ ｄ ＤＣＳ
电参数包括电压 ， 电流 ， 有功功率和功率 因数 ， 智能电量变送 器采集互感器上的电压 、 电流信号并进行运算得 出有功功率和功 率因数 。监测 电源电压和 电机 的负载情 况。
硬件系统机构框 图如 图 １ 所示
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ＰＯ 与 ＤＳ Ｌ Ｃ
ＰＬ ａ ｄ ＤＣＳ Ｃ ｎ
自 动 化 技 术 与 应 用 》２ ０ 第２ ０ ７年 ６卷第 ０ ９期
基 于 ＰＬ 和组态 软 件 的矿 井主扇风 机 监控 系统 Ｃ
基于PLC的矿用通风机在线监控系统的设计__本科毕业设计论文
摘要矿井主通风机是煤矿生产的关键性设备，其可靠性及安全性直接关系到矿井生产的正常化及煤矿工人的人身安全。
随着中国煤炭工业的不断发展，国家对安全生产治理力度的加大,煤矿企业对矿井通风监控系统提出了更高的要求。
风机在线监控系统能够使操作人员更为直观地了解风机当前的运行状况，并通过观测风机系统相关参数、历史数据来分析风机工作情况，预测风机可能发生的故障隐患。
监控系统的实时报警功能能够使风机操作人员及时发现风机出现的故障并加以解决，确保风机可靠、稳定地运行。
本文设计了基于PLC的煤矿主扇风机在线监控系统。
该通风机在线监测系统可以实现对通风机性能参数、工矿参数的在线实时监测和对于风机的远程控制。
可以根据用户需要绘制出通风机的性能曲线和打印数据报表方便用户管理。
文中给出了系统的总体设计情况，并详细的介绍了传感器、PLC的选型、以及PLC软件的设计和上位Wincc组态软件设计过程，而后从理论上分析了风机运行的相关参数及测量方法。
监测系统界面友好、操作方便、功能齐全，既实现了对现场数据的实时监测、控制，又提高了矿井现代化管理水平，对于同类系统的设计具有一定的借鉴意义。
关键词：煤矿主通风机 Wincc组态软件 PLC 监控系统设计AbstractThe coal mine main fan is the coal mine production crucial equipment, its reliability and safety is directly related to the normalization of mine production normalized and coal miner's personal safety. Along with the China coal industry unceasing development, the country to safety in production government dynamics enlarging, the coal mine enterprise a higher request to mine ventilation equipment.On line monitoring and control system of coal mines provides operators a more intuitive understanding of current working of the fan. Monitoring historical data of parameters of coal mines fan will help to analyze the working status of fans and predict possible failures hidden in fan. Real-time alarm monitoring system enables the operator to find the problems of the fan and resolve problems to ensure working of the fan in a reliable and stable way.This article devises the mine ventilator supervisory system, which is based on the programmable controller andthe touch screen as the core. This ventilator performance observation system may realize the online real-time monitor of ventilator performance parameter and the operating mode parameter, as well as the remote control of air blower. According to the user need, it can draw up the ventilator's performance curve and the printing data report form, and it is much convenient for user’s management. The article has shown the general design situation by the numbers, and introduction sensor, PLC shaping, as well as PLC software's design and superior Wincc configuration software design process in detail, and analysis of the relevant parameters of coal mines fan and their measurement methods. The observation system contact surface is friendly with the ease of operation, and the function is also completed. It does not realize the field data real-time monitor and control, but also raises the mine pit modern management level, besides, it has the significant meaning for the similar system's design. Keywords: coal mine; mine ventilator; Wincc configuration software ；PLC; monitoring andcontrol system; design目录摘要 (1)Abstract (2)1 绪论 (7)1.1 矿井主通风机在线监控现状 (7)1.2矿井主通风机在线监控的展望 (9)1.2.1矿井主通风机故障诊断智能化 (10)1.2.2矿井主通风机可控制化、控制智能化 (12)1.2.3矿井主通风机在监测监控系统与整个矿井系统的协调 (14)1.3本课题研究目的和意义 (15)2 通风机在线监控系统的设计需求分析 (16)2.1通风机简介 (16)2.2 主通风机主要性能参数的测量 (17)2.2.1 电动机温度检测 (17)2.2.2 通风机振动量采集 (18)2.2.3 巷道通风风量检测 (18)2.2.4 风机效率的计算 (20)2.2.5 电量的检测 (22)2.3 对旋轴流式风机的结构和工作原理 (23)2.3.1 对旋轴流风机的基本结构 (23)2.3.2 对旋轴流风机的工作原理 (24)3 监控系统的硬件设计与选型 (24)3.1 系统功能 (24)3.2 系统的整体设计 (25)3.2.1 监测监控系统 (25)3.2.2 RS485通信协议 (27)3.3 风机监测量的布点 (30)3.4 传感器（变送器）选型 (32)3.4.1 瓦斯传感器选型 (32)3.4.2 一氧化碳传感器选型 (35)3.4.3 温度传感器选型 (35)3.4.4 风压传感器选型 (37)3.4.5 风量传感器选型 (38)3.4.6 通风机设备开停传感器选型 (40)3.4.7 电机电压传感器选型 (41)3.4.8 电机电流传感器选型 (43)3.4.9 电机功率传感器选型 (44)3.5 S7-300 PLC的模块选型 (46)3.5.1 S7-300的基本组成 (46)3.5.2 S7-300的系统结构 (47)3.5.3 西门子PLC的分类 (48)3.5.4 S7-300的模块选择 (48)4 PLC的软件设计及编程 (54)4.1本设计所用STEP7编程器的相关知识 (54)4.2本监控系统的系统流程图 (56)4.2.1 风机的启动流程图 (56)4.2.2 控制方式流程图 (57)4.3主通风机监控系统的程序设计 (60)5 WICC监测系统界面设计 (66)5.1 组态主界面 (66)6 结论与展望 (67)7 致谢 (70)参考文献 (71)翻译部分 (73)中文翻译 (73)英文原文 (74)1 绪论主通风机是煤矿的四大固定设备之一，担负着向井下输送新鲜空气、排出粉尘和污浊气流的重任。
基于plc的风机控制系统设计
监控系统（SCADA）：监控系统实现对全风场风机状况的监视与启、停操它包括大型监控软件及完善的通讯网络。
主控系统：主控系统是风机控制系统的主体，它实现自动启动、自动调向、自动调速、自动并网、自动解列、故障自动停机、自动电缆解绕及自动记录与监控等重要控制、保护功能。它对外的三个主要接口系统就是监控系统、变桨控制系统以及变频系统（变频器），它与监控系统接口完成风机实时数据及统计数据的交换，与变桨控制系统接口完成对叶片的控制，实现最大风能捕获以及恒速运行，与变频系统（变频器）接口实现
Keywords:Coal mine ventilator; PLC; Online monitoring
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引பைடு நூலகம்
在工业生产中的锅炉燃烧系统、烘干系统、冷却系统、通风系统等场合，风机设备被大量应用，但不论生产的需求大小，风机都要全速运转，而运行工况的变化则使得能量以风门、挡板的节流损失消耗掉了，在生产过程中，不仅造成大量的能源浪费和设备损耗，而且控制精度受到限制，从而导致生产成本增加，设备使用寿命缩短，设备维护、维修费用高居不下。
有功率以及无功功率的自动调节。
变桨控制系统：与主控系统配合，通过对叶片节距角的控制，实现最大风能捕获以及恒速运行，提高了风力发电机组的运行灵活性。目前来看，变桨控制系统的叶片驱动有液压和电气两种方式，电气驱动方式中又有采用交流电机和直流电机两种不同方案。究竟采用何种方式主要取决于制造厂家多年来形成的技术路线及传统。
关键词：煤矿通风机；PLC；在线控制
Design ofFanControl SystemBasedon PLC
Abstract
Theprogrammablelogiccontroller (PLC)isamicroprocessorcore,a combination of computertechnology,automatic control technologyandnetwork communication technology,general industrial control devices.It haseasy to use,easy maintenance, reliability, high cost performancecharacteristics,widely used inmanyareasofindustrial control.Themine vertilatorcoalproductionequipment,thefancan worka direct impact oncoalproduction activities.Therefore,themainfanto achieveonline monitoringofvery importantsignificance.
基于plc的矿用通风机监控系统的设计
学号10212410310毕业设计（论文）基于PLC的矿用通风机监控系统的设计教学系：信息工程系指导教师：专业班级：自动化1103学生姓名：二零一四年五月毕业设计(论文)任务书学生姓名专业班级自动化1103 指导教师工作单位设计(论文)题目基于PLC的矿用通风机监控系统的设计设计（论文）主要内容:1、设计矿用通风机监控系统的总体方案；2、设计系统的硬件电路；3、设计系统的程序；4、运行系统并调试。
要求完成的主要任务及其时间安排:毕业设计(论文)开题报告井田边缘，通风设备的管理由于风量参数不能实现在线监测而成为煤矿自动化管理的薄弱环节。
而且大部分厂家只对设备进行简单的点测，或是对风机进行简易的诊断，可想而知其风机的不可靠性。
近几年来，才陆续有几家大中型企业开始安装专用检测诊断设备对风机进行了长期检测，可以看出，我国自动化工艺与国外还是存在着一定的距离。
2．基本内容和技术方案：图1 控制结构图基本内容：1实现信号采集与实时监测，包括风机的运行状态、故障状态、负压、流量、轴承振动、轴承温度、定子温度、电压、电流、功率、效率等。
2控制系统能实现风机手动和自动变频运行的切换，使风机处于工频或变频运行状态。
在变频运行时，该系统能根据压力传感器的模拟量输入，经PLC内部运算，计算出系统满足安全生产所需的风量大小对应的变频器输入电压值，经扩展模块模拟量输出控制变频器自动调整风机的转速。
3本系统能实现多种报警功能，如风机定子，轴承温度超限，电动机振动异常报警，以及变频器出现故障及时报警，及时处理的功能。
4 用工程制图软件绘制系统主电路图和PLC及扩展模块接线图。
5 用STEP7-Micro/WIN编程软件编出PLC梯形图。
3．进度安排：第1-2周布置毕业设计任务书，查阅文献资料，了解设计选题的主要内容；郑重声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包括任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
基于PLC的矿井通风机监控系统设计
基于PLC的矿井通风机监控系统设计随着科技的不断发展，我们的生活方式和生产方式都发生了翻天覆地的变化。
其中，自动化技术作为一项重要的技术在现代化的生产管理中发挥着极为重要的作用。
在工业生产中，矿井是一种特殊的生产环境，由于其特殊性质其支撑起了许多工业企业的生产。
在矿山生产中，矿井通风是非常关键的环节，因为它可以起到保障矿工生命安全、维护矿井设备的良好运行等多种功能。
因此，设计一套基于PLC的矿井通风机监控系统，可以提高矿井通风机的工作效率、降低能源消耗和提高企业的生产效益，同时也可以保障矿工生命安全。
本文就对基于PLC的矿井通风机监控系统进行一番探究。
一、矿井通风机基础知识1. 通风机的类型通风机是指将空气通过机械设备强制送出或吸入所需要的机器设备。
按照其分类方法，通风机主要有离心式通风机、轴流式通风机和斜流式通风机。
其中，离心式通风机、轴流式通风机是矿山生产中常用的通风机型号。
2. 通风机的参数通风机的性能参数主要包括电压、功率、电流、频率、转速、张力等。
3. 通风机的运行原理在矿井生产过程中，通风机是通过转动叶轮将风压进行传送的，从而起到通风作用。
在发动机正常工作的时候，强制空气进入通风管道，并将废气泵出通风管道，从而起到保障矿工生命安全的作用。
二、基于PLC的矿井通风机监控系统设计方案为了保障矿工和矿企之间的生产关系，在矿井生产中，需要对矿井通风机进行监控。
基于PLC的矿井通风机监控系统可以大大提高矿山生产的生产效率、节约能源和保障矿工生命安全。
基于PLC的矿井通风机监控系统设计方案如下：1. 硬件设计硬件设计方案主要包括PLC控制器、传感器、培养管、执行器、显示器和人机界面。
其中，PLC控制器作为矿井通风机监控的核心，通过进行数据采集和控制实现矿井通风机自动监控和控制。
传感器主要用于检测矿井通风机的电流、温度、振动、功率等参数的变化，从而判断矿井通风机是否出现故障。
培养管是通风系统中的一个非常重要的组成部分，它可以帮助矿工监测空气质量、湿度和气量等指标，从而降低空气因突发事件而造成的危险。
基于PLC的煤矿矿井新型通风控制系统设计和应用
1 绪论煤矿矿井通风系统是煤矿矿井安全生产的重要组成部分，煤矿矿井通风系统能否正常工作与矿井内工作环境条件、生产效率、安全生产密切相关。
随着我国政府对各行各业安全生产监管力度的不断加强，尤其对煤矿安全生产的要求越来越高，对煤矿矿井通风系统进行技术改造，提高其运行稳定性、可靠性、节能降耗等势在必行。
目前在煤矿矿井通风系统中，大多仍采用继电接触器控制系统，但这种控制系统存在着体积大、机械触点多、接线复杂、可靠性低、排除故障困难等很多的缺陷；且因工作通风机一直高速运行，备用通风机停止，不能轮休工作，易使工作通风机产生故障，降低使用寿命。
针对这一系列问题，本系统将 PLC与变频器有机地结合起来，采用以矿井气压压力为主控参数，实现对电动机工作过程和运转速度的有效控制，使矿井通风机通风高效、安全，达到了明显的节能效果。
PLC控制系统具有对驱动风机的电机过热保护、故障报警、机械故障报警和瓦斯浓度断电等功能特点，为煤矿矿井通风系统的节能技术改造提供一条新途径。
2 系统结构和控制方案2.1 系统的设计功能本控制系统具有通风机组的启动、互锁和过热保护等功能。
与常规继电器实施的通风系统相比，PLC系统具有故障率低、可靠性高、接线简单、维护方便等诸多优点，PLC的控制功能使通风系统的自动化程度大大提高，减轻了岗位人员的劳动强度。
PLC和变频器与空气压力变送器配合使用，使系统控制的安全性、可靠性大大提高，也使通风机运行的故障率大大降低，不仅节约了电能，而且还提高了设备的运转率。
为满足矿井通风系统自动控制的要求，系统的具体设计要求如下：（1）本系统提供手动／自动两种工作模式，具有状态显示以及故障报警等功能。
（2）模拟量压力输入经PID运算，输出模拟量控制变频器。
（3）在自动方式下，当井下压力低于设定压力下限时，两组风机将同时投入工作运行，同时并发出指示和报警信号。
（4）模拟量瓦斯输入，当矿井瓦斯浓度大于设定报警上限时，发出指示和报警。
基于PLC的风机控制系统设计34143
摘要可编程控制器(PLC)是一种以微处理器为核心,综合了计算机技术、自动控制技术和网络通信技术的通用工业控制装置。
它具有使用方便、维护容易、可靠性好、性能价格比高等特点,广泛应用于工业控制的众多领域。
煤矿主通风机是煤矿生产的重要设备，通风机能否正常工作，直接影响煤矿的生产活动。
因此对主通风机实现在线监控有很重要的意义。
本文针对通风机的工作环境和运行特点，以PLC为主控设备，介绍了可编程序控制器（PLC）在煤矿通风系统中的应用；探讨了通风机实现自动控制系统的系统组成和设计；涉及硬件设备的选型与组态；编制了通风机实现自动控制梯形图；并简要介绍了PLC与其他智能装置及个人计算机联网，组成的控制系统。
本系统提高了主通风机设备的自动化管理水平，有力地保证了主通风机设备的经济、可靠运行，为设备的管理和维修提供了可靠的科学依据。
关键词：煤矿通风机；PLC；在线控制Design of Fan Control System Based on PLCAbstractThe programmable logic controller (PLC) is a microprocessor core, a combination of computer technology, automatic control technology a nd network communication technology, general industrial control de vices. It has easy to use,easy maintenance, reliability, high cost perf ormance characteristics, widely used in many areas of industrial contro l.The mine vertilator coal production equipment, the fan can work a dir ect impact on coal production activities. Therefore, the main fan to ac hieve online monitoring of very important significance.In this paper, the working environment and operational charact eristics of theventilator, the PLC as the master device to introduce a pr ogrammable logiccontroller (PLC) in the mine ventilation system; explo re composition and designof fan system to achieve automatic control s ystem; involved in equipmentselection and configuration of hardware; t he preparation of the ventilator to achieve automatic control ladder; a nd briefly describes the PLC and otherintelligent devices and personal computers networked control system composed of.This system improves the ventilator equipment automation manage ment level, toensure the main ventilator equipment, economic, reliable operation, andprovides a reliable scientific basis for the management and maintenance ofequipment.Keywords: Coal mine ventilator; PLC; Online monitoring目录引言 (1)第1章绪论 (2)1.1课题的研究意义 (2)1.2 PLC及风机控制系统的发展状况 (2)第二章总体方案设计 (5)2.1 控制系统的要求 (5)2.2 系统构成及工作原理 (5)2.3 变频调速节能分 (5)2.4 变频调速的依据 (6)2.5 离心风机控制原理分析 (6)第3章系统硬件设计 (10)3.1 温度传感器的选择 (10)3.2 PLC的选择 (10)3.2.1 FP0系列PLC的特点 (10)3.2.2 PLC控制系统设计流程 (10)3.3 变频器的选择 (11)第4章系统软件设计 (15)4.1 PLC程序设计 (15)4.1.1 离心风机转换过程分析 (18)4.1.2 系统工作状态 (18)4.1.3 状态转换过程的实现方法 (19)4.2 程序设计的梯形图 (19)第5章系统可靠性设计及调试 (23)5.1系统的可靠性设计 (23)5.2 系统调试 (23)5.21 软件系统的调试 (23)5.22 硬件系统的调试 (23)5.23 软硬件结合调试 (23)结论与展望 (25)致谢 (26)参考文献 (27)附录A 一篇引用的外文文献及其译文 (28)附录B 部分源程序 (33)附录C:主要参考文献的题录及摘要 (36)插图清单图2-1 自动控制系统组成框图 (5)图2-2 变频调速在风机中的节能分析 (6)图2-3 变频器主电路原理图 (7)图2-4 离心风机主电路图 (8)图2-5 离心风机控制线路图 (9)图3-1 KA-KM接线图 (10)图3-2 PLC控制系统设计流程图 (12)图3-3 PLC接线图 (13)图4-2 变频器接线图 (17)图4-3 系统总控制流程图 (21)图4-4 启动/停止程序 (21)图4-5 比较程序 (22)图4-6 模拟量输出程序 (22)表格清单表3-1 I/O分配表 (14)表4-1 主电路端子及功能表 (16)表4-2 控制电路端子及功能表 (17)表4-3 系统工作状态表 (18)引言在工业生产中的锅炉燃烧系统、烘干系统、冷却系统、通风系统等场合，风机设备被大量应用，但不论生产的需求大小，风机都要全速运转，而运行工况的变化则使得能量以风门、挡板的节流损失消耗掉了，在生产过程中，不仅造成大量的能源浪费和设备损耗，而且控制精度受到限制，从而导致生产成本增加，设备使用寿命缩短，设备维护、维修费用高居不下。
基于SLC500 PLC的矿用主通风机自动监控系统
基于SLC500 PLC的矿用主通风机自动监控系统
崔光亮;朱红云;刘成良
【期刊名称】《工矿自动化》
【年(卷),期】2009(035)005
【摘要】文章设计了一种基于SLC500 PLC 控制器的矿用主通风机自动监控系统,介绍了该系统的组成及功能、控制程序的设计、上位机软件设计.该系统采用2套PLC作为控制器,分别控制互为备用的风机状态,实现了风机的远程监控.
【总页数】3页(P90-92)
【作者】崔光亮;朱红云;刘成良
【作者单位】ABB(中国)有限公司上海分公司矿产部,上海,200001;上海普昱矿山设备有限公司,上海,200233;上海普昱矿山设备有限公司,上海,200233;ABB(中国)有限公司上海分公司矿产部,上海,200001
【正文语种】中文
【中图分类】TD635
【相关文献】
1.基于S7-200 PLC的矿用主通风机自动监控系统 [J], 何兰萍
2.矿用通风机监控系统开发研究——基于PLC和模糊理论 [J], 邱胜利;
3.矿用通风机监控系统开发研究——基于PLC和模糊理论 [J], 邱胜利
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（ 实时监测通风机流量、 ） ５ 压力、 振动等气动参
数；
（ 实现定子电压低于 ５Ｉ Ｖ、 ） ６ ， ｋ 定子电流超过 上下限报警的功能； ７ 实现远程通信， （） 监测参数可上传到地面上
位机 。
２ 系统的软件设计 Ｐ Ｃ的监控程序包括系统监控程序和用户监 Ｌ 控程序 ２ 个部分。系统监控程序由制造商提供， 它 包括管理程序（ 运行管理、 生成用户元件、 内部 自 检）用户指令解释程序、 、 标准程序模块等。用户监 控程序是用户编制的针对具体监控任务要执行 的
万化
Ｎｏ ６ ．
２０ 年 １ 月 ０７ ２
Ｉｄ ｓｒ ｎ ｎｕｔ ｙａｄＭｉ ｕｏ ａｉ ｎ ｅＡ ｔｍ ｔ ｎ ｏ
ｒｃ ０７ 随 ，２ ０
文章编号 ：６ １ ５Ｘ（０ ７０ 一０ ０ 一０ １７ 一２ ｌ ２０ ）６ １８ ３
光纤工业以太环网在煤矿安全监控系统中的应用
万方数据
２０ 年第 ６ ０７ 期
谭长森等： ｌ刀 的矿井主扇风机 自 基于Ｐ 动监控系统的设计
１７ ・ ０
Ｐ， ｌ Ｃ采用的是 ＳＥ Ｎ Ｉ ＭＥ Ｓ的 ５ 一３０系列， ７ ０ 硬
件结构如图 ２ 所示， 其主要由电源、 Ｐ 数字量输 Ｃ Ｕ、 人输出、 模拟量输入、 通信单元等模块组成。其中， 数字量单元主要检测低压风门及电动机开关接触器 的状态， 并对其实施控制； 模拟量处理模块主要对温 度、 压力、 振动等参数进行转换； 通信模块负责与智 能仪表、 综保单元以及上位机服务器的通信。
器
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综合保护
装里 器
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工控ＰＣ 中央处理单元） Ｌ《
网络接 口 卜 一 ｛ 矿调度室
收稿日期： ７ ７ ７ ２０ 一０ 一１ ０
作者简介： 谭长森（ ８一》男， ９ １３ ， 助理工程师， 现主要从事煤矿胶 带愉送机控制方面的工作。
图 １ 矿井主扇风机自动监控系统组成框图
上述系统架构随着煤矿开采规模的不断扩大 、
收稿日期：０７ ？ ６ ２０ 一０ 一２ 作者简介： 范高贤（９３ ， １邪 年毕业于山东科技大学采 １７一）男，９ 矿专业， 现为北京交通大学经济管理学院在读博士， 山东济矿鲁能煤
电有限公司阳城煤矿副矿长。
数据传输接口
地面
０ 引言
具有“ 矿井肺腑” 之称的主扇风机是煤矿的四大 固定设备之一， 它担负着向井下输送新鲜空气、 排出
粉尘和污浊气流的重任。由于井下工作现场条件恶 劣， 主扇风机一旦发生故障， 将会对整个矿区生产和 安全造成重大影响， 故而有必要建立一套功能完善 的自动监控系统。目前该类监控系统存在着以下问 题： 系统过于简单， 部分关键参数（ 如风机流量） 监测 精度较低， 监测内容不全面， 未与调度中心信息系统
谭长森， 孙 ， 鹏２ 那 ， 峰２ 顾志鹤“ ，
（． ５ １天地（ 常州） 动化股份有限公司， 自 江苏 常州 ２３ ； １０ １ ２中国矿业大学信电学院， 徐州 ２１０ ． 江苏 ２ ８ ０）
摘要： 前犷井主扇风机监控系 针对当 统过于简单、 部分关 健参数监浏精度较低、 监侧内 容不全面、 未与调
０ 引言
地面监侧 主机
地面监测主机
目 国内不同生产厂家的煤矿安全监控系统 前， 组成如图 １ 所示。系统构架以集散型控制结构为 主； 地面监测主机通过串行总线与系统线路传输装 置连接， 采用串口轮巡的方式与井下各数据采集分 站交换数据； 系统传输线路主要采用阻燃通信线缆 （ 井筒部分 可采 用 光缆） 数据传 输模 式 主 要 有 ； Ｒ ８ 总线、Ｓ Ｄ Ｓ ４ Ｓ ５ Ｆ Ｋ、 Ｐ Ｋ等。
井下
—
／／ ／／／／刁
数 据 采 集 分 站 站 分 站 集 分 分 站 采 集 据 采 集 数 据 采 数 据 数
各类井下传感器、执行器
图 １ 现有的煤矿安全监控系统组成图
对煤矿安全生产要求的不断提高， 存在着以下问题 ： （ 总线型的构架方式使得系统在传输速率和 ） １ 传输距离上受到严重制约， 在接人系统的数据采集 及状态的在线实时监测、 远程控制。同时， 该系统提 高了矿井主扇风机设备的自动化管理水平， 达到 了 无人值守的生产要求， 有力地保证了主扇风机设备 经济、 可靠地运行， 为设备的管理和维修提供了科学 依据。
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１ 系统组成及主要功能
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１１ 系统组成 ． 矿井主扇风机系统主要由以下设备组成 ： 每台 风机安装有 ２ 台６ Ｖ的高压异步电动机， ｋ 电动机上
１ 通风机及配套机电设备 号
流 ｔ 监 侧 装 置 置
置
２ 号通风机及配套机电设备
水平， 保证主扇风机设备的经济、 可靠运行， 为设备 的管理和维修提供可靠的科学依据。本文介绍一种
基于高可靠性 Ｐ Ｃ控制的矿井主扇风机 自动监控 Ｌ 系统的设计。
流
振
压
动
力
电
电 监
流
振
压
压
监 侧
侧
流 互
装 互
量
动
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申 门 监 涌 月日
度 中心信息系统集成等问题， 设计了一种基于 ｓＭＡ Ｉ ｓ 一３０系列 Ｐ刀 的矿井主扇风机 自动监拉系统。 Ｉ Ｔ ７ ０ Ｃ ｌ 该系统实现了主扇风机的性能参数、 状态参数和电动机电气参数的实时监浏和远程控制， 达到无人值守的生 产要求， 保证了主扇风机设备经济、 可靠地运行。 关键词 ： 犷井； 主扇风机；自动监控； Ｌ ； Ｐ Ｃ 无人值守 中图分类号：Ｄ ５ Ｔ ３ ６ 文献标识码： Ｂ
图 Ｚ Ｐ Ｃ硬件结构框图 Ｌ
触摸屏采用 Ｉ ＭＥ Ｓ公司的 Ｔ ２ 触摸屏 ， ＳＥ Ｎ Ｐ７ ０ 它以 ＭＰ 接口与 Ｐ， Ｉ ｌ Ｃ连接， 采用 ＳＥ Ｎ ＩＭＥ Ｓ的协 议完成通信。 变电站监控系统采用南瑞公司生产的综合保护 测控单元 ， 该单元可就地显示相 电压和线电压 、 电
（ 实时监测风机的电动机各种电气参数； ） ２ （ 实时监测电动机和风机前后轴承温度、 ） ３ 振 动参数， 并超限报警； ４ 显示当前运行机号、 （） 正反转信号、 风机开停
状态 ；
ｌ Ｐ刀 模拟量输人模块是矿井主扇风机自动监
控系统中的一个重要部分， 振动参数、 差压、 负压值 都需要通过模拟量输入模块输入到 Ｐ Ｃ Ｌ 。模拟量 输入模块选择两电流输人的工作模式， 输入的电流 为 ４ ０ ｍ 。电流送人模拟量输人模块后， ￣２ Ａ 变送
范高贤以， 周 波２ 殷庆平“ ， ｌ 北京交通大学经济管理学院， （． 北京 １０４ ； ． ００ ２济矿鲁能煤电有限公司阳城煤矿， 山东 坟上 ２２ｏ ； ７５２ ３上海能源大屯股份有限公司发电厂， ． 上海 ２ １１） ２６ １ 摘要： 随着煤矿开采规模的不断扩大、 对煤矿安全生产要求的不断提高， 煤犷安全监控 系统传统的数据 采集和传愉模式在矿井复杂的巷道、 大型用电设备电磁干扰等环境下， 其数据传愉的实时性和稳定性受到制 约， 不能满足煤矿安全新规程的要求。文章介绍Ｔ基于光纤传输介质的工业以太环网应用于煤矿井下安全 监控系统的方案， 该方案解决了 安全监控系统在复杂环境中的传输问题。 关键词： 煤矿； 安全监控系统； 数据传愉； 工业以太环网 中图分类号 Ｔ ：Ｄ ６ ７ 文献标识码 ： Ｂ
流、 有功、 无功功率、 功率因数等参数， 可通过 ４５ ８ 接 口采用 １３ ０ 规约与 Ｐ尤 通信模块连接。 ｌ 其它低压开关 、 风门限位开关的信号均通过数 字量或模拟量输人输出与 ＰＪ Ｉ Ｃ连接。
１ ２ 系统功能 ，
（ 实现风机运行参数的实时监测与风机主辅 ） １ 设备控制的一体化；
程序。 考虑到风机运行的重要性， 设计采用三级操作 模式， 即手动操作模式、 就地触摸屏控制操作模式和
触 摸 屏 温度 巡检仪 综保
菠置
光电
转换
上位机遥控操作模式。对于风机的启停操作也运用 了２ 种方式： 一种通过 ＰＪ Ｐ ４ 模块给综保装置 Ｉ ＣＣ ３Ｏ 发遥控命令， 利用综保装置的遥信状态当作反校模 式； 另一种通过 ＰＪ Ｏ模块直接硬接线到高压开 Ｉ ＣＤ 关的合分闸继电器线圈。 Ｃ ３０ Ｐ 模块与多台综保装置通过 Ｒ ４ 接 口、 ４ Ｓ８ ５ 其自定义的协议进行问答式通信。考虑到电气参数 的特殊性 ， 设置循环通信间隔期为 １ ｍ ； ０ ５ ｓ另一块 Ｃ ３ｏ Ｐ 模块也通过 Ｒ ８ 接口、 自定义的协议与 ４ ４ Ｓ５ 其 温度巡检仪通信， 考虑到温度参数变化的迟缓性及 合理分配 Ｃ Ｕ的资源， Ｐ 设置循环通信时间为１ 。 而ｎ 整个系统的延时及分析判断的中间状态都在 ＰＪ ＩＣ 内部完成 ， 充分利用了 Ｐ尤 的内部资源。 ｌ 在矿井主扇风机 自动监控系统中， 低压柜担负 着给 Ｐ刃 柜供电、 ｌ 控制风门开合的作用。为了保证 对风机系统的可靠控制， 必须安全可靠地控制低压 柜的每一个开关， 因此， 在程序中设计了一些互锁， 可防止误操作的发生。低压柜采用双进线母联的供 电方式， 条进线互为备用， ２ 保证供电的可靠性。在 低压柜上还设有风门电动机的就地和远控选择开 关， 当选择就地开关时， 刀 控制柜无法对低压柜 ｌ Ｐ 的风门电动机进行控制。在正常的生产中， 低压柜 的就选择开关要打到远控位置。
第６ 期 ２０ 年 １ 月 ０７ ２
工 矿
自 动 化