基于PLC的矿井通风机监控系统设计毕业设计论文
基于PLC的矿井局部通风机智能远程监控系统设计与实践
上 位工 控机 系统 由工 业 控 制 计 算 机 （ 工控 机 ） 、 后 备 电源 （ Ｕ Ｐ Ｓ ） 等组成 ， 主 要 根 据 采 集 的 局 部 通 风 机 及 控 制设 备数 据 和 友 好 的 软 件 平 台 ， 实 现 局 部 通 风 机 的 运 行监 视和 控 制 管 理 ， 完 成 局 部 通 风 机 远 程 参 数 的显 示（ 如开关状态 、 保护型号、 事件记录、 电压 、 电流等） 、 运 行参 数设 置 及 数 据 处 理 、 查询 、 远程起停、 故 障复 位 等 功能 。
收稿 日期 ： ２ ０ １ ３— ０ ７—１ ９
此部分主要由风机参数监测单元 （ 综保 、 传感器） 、 井下监控分站、 防爆摄像仪和井下隔爆交换机组成 。 风 机参 数监 测 单 元 ： 负 责 现 场 设 备 数 据 的采 集 与 转发 ， 并 下 发执行 中心发 出的遥 控执行 命 令 。 井 下监 控分 站下 位 机采 用 西 门子 ｓ ７系 列 Ｐ Ｌ Ｃ作 为 监控 核心 。利 用 ｓ ７的模块 化 结 构 ， 系统 配置 相 应 的 通信模块与进线开关 、 双电源开关进行通信 ， 完成风机 及 控制设 备 的监 控 ， 同时 完 成 控 制 开 关 综 合 保 护 器 与 地 面上 位工 控机 间 的数据 上传 及命令 下 达 。 监视 局 部通 风机 图像 的防爆 摄 像 仪通 过 防爆 网线 就近接人交换机 ， 将现场图像传送至地面监控中心。
部 通风 机稳定 、 可靠 、 连续 运转。 关键词 ： 煤矿 ； 局 部通风机 ； 远程监控 ； 智能
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ８—０ １ ５ ５ ． ２ ０ １ ３ ． １ １ ． ０ ７ ２ 中 图分 类 号 ： Ｆ ４ ０ ３ ． ７； Ｔ Ｄ ６ ７ ６ 文献 标 志 码 ： Ｂ
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的矿井通风机监控系统设计毕业设计
学位论文原创性声明本人郑重声明: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，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明.本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。
本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文.涉密论文按学校规定处理。
作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日学位论文独创性声明本人郑重声明:所呈交的学位论文系本人在导师指导下独立完成的研究成果.尽我所知,除了文中特别加以标记和致谢的部分外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含本人为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的材料.与我一同工作的同事对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。
本人如违反上述声明，愿意承担由此引发的一切责任和后果.研究生签名：日期：年月日学位论文使用授权声明本人在导师指导下所完成的学位论文，学校有权保存其电子和纸制文档,可以借阅或上网公布本学位论文的全部或部分内容，可以向有关部门或机构送交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的全部或部分内容。
对于保密论文,按保密的有关规定和程序处理.本学位论文属于：1. 保密，在年解密后适用于本声明；2.不保密。
研究生签名：导师签名: 日期: 年月日毕业论文基本要求1．毕业论文的撰写应结合专业学习，选取具有创新价值和实践意义的论题.2．论文篇幅一般为8000字以上,最多不超过15000字。
3．论文应观点明确,中心突出，论据充分，数据可靠，层次分明,逻辑清楚，文字流畅，结构严谨。
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
学生姓名
班级
学号
指导教师
完成日期
毕业设计说明书（毕业论文）
独创性声明
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。
毕业设计说明书（毕业论文）作者签名(手写):
日期:年月日
指导教师签名(手写):
日期:年月日
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和组态软件的煤矿风机监控系统的设计
煤矿在井下生产的需要有非常可靠 的安全性 。 依据过往的统计 证 ， 风机监控系统主要使用具有变送 器且 标准输出 电流范围在４ ～ ０ ｍＡ之间的传感器 ， 有效地 使传输信号放大 ， 从而保证系统远端可 事故 ， 井下 出现安全 隐患有 很大一部分因素是 因为通风不顺 畅、 风 ２ 机设备发生故 障。 所以， 在矿井下必须保证风机在正常条件下运行， 以准确稳定地接 收对 信号 。 实时保 持空气畅通 、 及 时排 除毒害气体。 在实 际的工作需求中， 一般 判断风机在工作过程 中的状况 与发 生故 障的信息 的依据是对 通过计算机控制 、 传感器 、 网络以及变 频技术调节和控制风量 的大 其振动参数进行 判断 ， 通过传感器进行风机轴承 的振动检测 ， 与 之 小， 有效 的诊 断风机 出现的故 障， 依照 实际需求对 风机进行 自动控 前预先设置 的振动峰值等信息相 比较， 来对风机在 当前运行的状 况 制， 实时在线监控风机在运行时的状态对矿井生产安全ｌ 胜 的提高有 进行判断 ， Ｐ ＬＣ 技术主要用来获得在轴承位置传感器产生的振动信 息， 比较之后能够获得风机潜在 的故 障影 响， 为以后的检修维护提 着 极 其 重 要 的意对应操作系统 的不 同， 该系统对应 的密码 以及关到位发出的信号 的时候 ， 控制风机启动 以及停止控制 的设计 保护级别也 不同。 在平 时的操作 中风 机的起、 停都需要级 别比较高 程序就绝对 不可以被执行 。 密码保护 ， 有效 防止 非专业人员的误 操作 ， 从而可 以最大 限度地 保 上位机的组态软件设计主要通过组态 王６ ． ５ 进行 ， 此软 件具 有 证风机在安全稳 定的条件 下运行 。 比较方 便高效 的构建工程 ， 能够 较快地完成 上位机监控软 件的界 面， 从而为 能够 满足在控制风机的过程 中需要 的各类设计 报表提供 出报表系统和非常 丰富的内部函数。 在获得风机运行过程 中的各种 风机监 控系统主要分为 自动调整风量与 自动监控风机运行状 参数 以后 ， 上位机进行实 时画面模拟 ， 在对 实时数据进行显示、 提供 态， 系统硬件主要以Ｐ Ｌ Ｃ 技术为核心 ， 其余组成部分还包括传感器 、 报表查询 以及提前预警故 障等几项措施完成对 风机的监控 。 变送器 、 温度 巡检仪 、 报警器 以及 上位机等 ， 通过组态软件进 行监 控。 在设备 的控 制层 ， 采集输出数据信号主要使用控 制柜来 完成数 ４结语 据 信号 。 再通 过变 频器 来调 节送风量 ， 在保证矿井 中的空气质量符 合规定标准 的同时也 可以对风机高 效使 用 ， 从而节约资源 。 使用Ｐ Ｌ Ｃ 技术组成模块主要分为 ： 电源 、 Ｃ Ｐ Ｕ、 模拟量 输入 以及 通讯 模块等 。 需要对数据进 行实时采集 ， 以及采集风 门的状态和 温 度 报警 的状态 ， 也担负着 风门开关驱动 、 风机的起动 、 停止 以及正反 确保煤矿 风机可 以稳定的运行是提高矿井生产的安全性的重 要依据 ， 本系统 的设计是使用变频器对风机进行调速 ， 节约能效 ， 增 大效率 ， 增加风机可 以使 用的寿命 ， 对于平时的维护提供 出了大量 的数据 ， 再应用Ｐ Ｃ 机和Ｐ ＬＣ 技术进行通信 ， 实现长距离对风机进行
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的矿井通风机设计正文
目录第1章绪论 (3)1.1 课题研究的目的意义 (3)1.2 国内外研究状况 (4)1.2.1 国内研究状况 (4)1.2.2 国外研究状况 (4)1.3 课题的主要研究内容 (5)第2章通风系统结构及控制方案 (6)2.1 通风系统要求 (6)2.2 通风机控制方案 (6)第3章相关技术介绍 (8)3.1 PLC可编程控制器 (8)3.1.1 PLC简介 (8)3.1.2 PLC组成 (8)3.2 模拟量输入、输出模块 (9)3.3 PID算法 (9)3.4 变频调速技术 (10)第4章通风系统硬件的设计 (12)4.1通风系统硬件电路 (12)4.2I/O接线图 (13)4.3 元件选型 (14)4.3.1 传感器的选择 (14)4.3.2 风机的选择 (14)4.3.3 电机的选择 (15)4.3.4变频器的选择 (16)4.3.5 PLC的选择 (17)4.3.6 其他器件选型 (17)4.4 元件清单 (19)第5章软件设计 (20)5.1 系统流程图 (20)5.2 I/O分配表 (21)5.3 程序分析 (22)5.3.1 模拟量输入 (22)5.3.2 系统启动及停止 (23)5.3.3 工频、变频模式 (23)I石家庄铁道大学四方学院毕业设计5.3.4 风压的监控 (25)5.3.5 瓦斯浓度的监控 (28)5.3.6 温度的监控 (29)5.4 模拟调试 (30)5.4.1 自动模式程序调试 (30)5.4.2 变频器故障及复位调试 (32)5.4.3 风压监控程序调试 (32)第6章结论与展望 (34)6.1 结论 (34)6.2 展望 (34)参考文献 (35)致谢 (36)附录····························································································错误!未定义书签。
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方案设计书23
毕业设计（论文）题目：基于plc的矿井通风监控系统的设计院系：电子工程系专业班级：电气104班指导教师：黄俊梅学生姓名：李青洲学号：100433423摘要煤矿的安全生产中，矿井通风系统起着极其重要的作用，它是煤矿安全生产的关键环节。
而矿井通风机又是矿井通风系统的主要设备之一，因此对其进行PLC控制的变频调速系统的设计和研究，不仅可以大大提高煤矿生产的机械化、自动化水平，还能节省大量的电能，具有较高的经济效益。
煤矿主通风机监控系统主要包括风机性能检测和风机风量调节控制两部分。
本文以一台矿用对旋轴流风机为控制对象，结合PLC控制技术、变频调速技术和组态监控技术，对矿井通风机进行了PLC控制的状态监测和变频调速的设计和研究。
监控系统采用上位机加下位机的设计模式。
下位机采用可靠性高的可编程逻辑控制器，通过各种传感器和电量采集单元实时监测通风机的性能参数和状态参数、电机的电气参数并能实现远程通讯。
上位机应用北京亚控科技公司开发的KINGVIEW6.52组态软件编写人机界面，将风机工作流程以直观的画面显示出来，实现数据采集和显示、关键数据的记录和报警、生产数据的存储和报表输出、为操作员提供良好的操作界面，完成了风机房的无人值守自动化监控和管理的设计和改造。
在变风量系统中，主要比较了风门调节与变频调节，显示出了变频调节系统不仅能使风机工作在高效区，并且其节能效果要优于其它调节方法，具有很重要的应用前景。
风机调节控制由PLC+变频器控制电机转速实现风量控制。
同时本文还研究了风量调节的算法。
关键词：PLC控制；变频调速技术；矿井通风机；组态王软件。
目录1 绪论 01.1选题的背景和意义 01.2 风机监控系统国内外研究状况 01.3矿井主通风机在线监测监控的展望 01.4本论文的主要工作和安排 (1)2 系统构成及各部分功能 (2)2.1矿井主扇风机 (3)2.1.1矿井主扇风机概述 (3)2.1.2风机主要技术指标 (3)2.1.3风机的特性曲线 (4)2.1.4风量的调节方法 (5)2.2可编程控制器的应用 (6)2.2.1 PLC概述 (6)2.2.2 PLC的基本构成 (6)2.2.3 PLC的工作原理 (7)2.3风机参数的检测 (7)2.3.1风压、风量参数的检测 (8)2.3.2振动参数的检测 (9)2.3.3电气参数的检测 (10)2.3.4电机轴承和定子温度检测 (10)2.3.5开关量检测 (11)2.4 变频调速 (11)2.4.1变频调速技术在矿井通风机上的应用概述 (11)2.4.2变频调速的基本原理 (12)2.4.3风机变频调速节能分析 (13)2.4.4变频器的结构 (14)2.4.5 PLC控制变频器的方式 (15)3 通信网络的实现 (16)3.1 风机自动化监控系统的整体结构 (16)3.2基于现场总线和工业以太网的控制系统 (17)3.2.1现场总线控制系统和以太网技术 (17)3.2.2现场总线与以太网的互连 (18)3.2.3网络的具体实现方法 (19)4 系统的硬件设计 (19)4.1系统硬件连接 (19)4.2主电路 (19)4.3控制电路的设计 (20)4.4 器件的选型 (23)4.4.1PLC的选型 (23)4.4.2变频器的选型 (23)4.5 变频器与PLC的连接 (24)4.6风量的控制算法 (24)4.6.1变频器输入值计算 (24)4.6.2 U-P和Q-P曲线的拟合 (26)5主通风机监控系统的软件设计 (27)5.1 PLC软件设计 (27)5.1.2子程序0和1程序流程 (29)5.1.3子程序2和3程序流程 (29)5.1.4子程序4程序流程 (30)5.1.5中断子程序 (31)5.2 组态软件设计 (32)5.2.1 KINGVIEW 6.52操作界面 (32)5.2.2煤矿主通风机在线监测系统主界面 (32)5.2.3 PLC控制变频器调速系统主界面 (33)结论 (33)致谢 (34)参考文献 (35)附录 (36)1 绪论1.1选题的背景和意义通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，具有“矿井肺腑”之称。
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【摘要】在煤矿的生产中，矿井通风系统作用极为重要，它是煤矿安全生产的重要部分。
而矿井通风机更为矿井通风系统的主要设备之一，所以针对这里的PLC控制的变频调速系统的设计和研究既能大大提高煤矿生产的机械化、自动化水平，又可以节省大量的电能，可以大大提高经济效益。
本文基于PLC对矿井通风机对PLC监测系统进行了设计。
【关键词】PLC控制；变频调速技术；矿井通风机1 系统的硬件设计1.1 主电路主电路中MA1、MA2为对旋式轴流风机的两台电机，交流接触器QA4、QA6控制MA1、MA2工频运行；交流接触器QA3、QA5控制MA1、MA2变频运行；QA1为主电路电源隔离开关；FA为主电路熔断器；BB1、BB2为电机MA1、MA2热继电器。
1.2 控制电路的设计在控制电路部分利用PLC进行控制可提高系统可靠性、节省大量的继电器、实现复杂逻辑控制及模拟量控制等。
控制系统为SiemensS7-200系列CPU226，同时外部扩展EM235和EM231模块。
控制系统接线。
1.3 变频器与PLC的连接以变频器的故障信号输出接PLC的I0.4端口，PLC的输出端口Q0.4与Q0.5接变频器的数字输入端DIN1和DIN3，用于变频器启动和停止控制。
压力传感器采集的信号经PLC处理后，由EM235模块的3口和5口输出，连接MM430变频器的AIN+和AIN-端口，进而控制两台电机的运行。
1.4 风量的控制算法通风机稳定运行时，风机的风量、风压、功率与转速有以下关系：Q1/Q2=n1/n2 ；P1/P2=（n1/n2）2 ；N1/N2=（n1/n2）2n1、n2—通风机调节前后的转速，r/min；P1、P2—通风机转速调节前后的风压，Pa；N1、N2—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88.2一2296.0Pa，风机管道出气风量为1.50-2.66m3/s设某井下工作要19人，每人每分钟需出气风量5m3/s，可算出要求的出气风量为Q=1.6m3/s。
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。
基于三菱PLC矿井通风监控系统的设计——文献综述
20 届本科毕业设计（论文）文献综述题目基于三菱PLC矿井通风机监控系统的设计学院年级专业班级学号姓名指导教师职称一、课题背景意义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大，尤其对煤矿生产的安全要求越来越高，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，节能性等势在必行。
我国煤矿的重、特大瓦斯事故所造成的井下人员大量伤亡均源于通风系统抗灾能力不足致使正常生产时的分区通风在瓦斯爆炸条件下受到破坏爆炸气体进入了爆源以外的广泛区域使其他通风分区乃至全矿井下的人员中毒死亡。
煤矿安全规程对煤矿通风有严格的要求和限制特别在高突矿井明确禁止使用串联通风。
因此以各采掘工作面为核心的分区通风成为了煤矿通风的基本规定和实践。
在矿井灾变条件下维持正常分区通风的能力是评价矿井通风系统抗灾能力的基本考虑因素。
除巷道布置这一重要但难以调整的因素之外分区通风及风量分配调节主要依靠于风门、风窗等通风设施的应用其类型、数量、分布上的合理性是影响通风系统合理性的基本因素扇风机及通风构筑物受矿井生产活动及灾变影响而失去原定功能时矿井通风维持在合理水平上的能力则是通风系统可靠性的重要标志。
二、课题的主要任务和目标本论文设计的主要任务是针对矿井通风系统中主扇风机的运行的控制。
通过对通风机电机定子温度的实时监控，良好的掌握风机电机的工作状态，保证风机能正常的工作，在风机出现工作疲软或者效率降低的情况下切换风机的运行，达到整个通风系统的稳定运行，从而为井下工作创造良好的环境，保证生产的安全。
同时还通过传感器对井内空气压力，瓦斯浓度等数据进行实时的监控，以保证安全的工作条件，减少事故的发生。
同时使用触摸屏对系统进行控制，监控，提高了系统的稳定性及可视性。
其中通过变频器对电机速度的调节达到调整风机转速的目的，最终实现风量的调节，根据风量和风压的调节能使在节能和提高风机效率方面性能大大提高。
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 (5)2 系统结构和控制方案 (5)2.1系统的设计功能 (5)2.2系统组成及方案 (6)3 通风机组部分 (7)3.1KXJT型矿用通风机结构 (7)3.2KXJT型矿用通风机技术参数 (7)4 系统硬件构成及各部分功能 (8)4.1PLC可编程控制器部分 (8)4.1.1 PLC概述 (8)4.1.2 PLC的一般构成和基本工作原理 (8)4.1.3 可编程控制器的工作方式 (9)4.1.4 PLC选型及特点 (9)4.1.5 PLC内部分配 (9)4.1.6 CPU模块的外部连接 (10)4.1.7 扩展模块的外部连接 (10)4.2传感器部分 (13)4.3变频器部分 (14)4.3.1 变频器的基本构成 (14)4.3.2 变频器选型 (15)4.3.3 变频器与PLC的外部连接 (15)5 软件设计 (15)35.1温度控制部分 (16)5.2瓦斯浓度控制部分 (18)5.3压力控制部分 (19)6 结束语 (25)致谢 (25)参考文献 (26)附录(程序清单) (27)41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，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。
矿井通风机系统设计论文
矿井通风机系统设计论文一、系统设计方案我们研究了矿井风机监控系统，主要采用PLC结合变频器和组态软件的方式，能够随时随地的观察风机的各种状况，随时可以自动改变通风机的电机频率，在整个过程中解放了劳动力。
详细分析了煤矿风机监控系统，根据监控系统的需求特点，从不同方面设计本课题，主要有：（一）分析了矿井主通风机的具体结构及特点，对矿井主通风机的运行参数进行详细分析，如：温度、振动等，还对传感器、通风机进行了合理地选型。
（二）西门子S7-300在本系统中被我们作为下位机使用，整个监控系统的构成更加符合现代工业的需求。
（三）采用了Wincc组态软件作为上位机监控软件来进行开发和设计，能够随时观测风机的各种运行状况，并根据实际需求对风机进行控制。
如能随时查看当前数据，对以前的数据也能够保存和打印和发生报警时有语音提示等功能，还可以把各种数据转化为曲线的形式，方便工作人员对风机的运行状况进行分析。
二、系统的基本构成在整个煤矿系统中，不可能只使用一台风机，根据不同的用途，主、辅通风机，整体和局部通风机，它们的作用也不尽相同。
矿井主通风机主要担负着整个矿井或矿井某一区域的通风任务，由于主通风机需要保持长期持续的运转状态，所以主通风机工作状况的不论是好的还是坏的，它和煤矿的安全生产和职工的生命安全息息相关。
本系统的主通风机有两台，它们之间没有主次之分，两台通风机轮流使用，一台在工作时，另一台处于保养状态，这样就能够保证一旦主通风机出现故障时，这个通风机系统不至于瘫痪，既能使设备得到及时的保养，又能使系统可靠运行，这种结构就是双冗余结构。
风压、温度、瓦斯浓度等数据是本系统只要控制的依据，根据测量数据的不同来改变通风机的旋转频率。
保证各项数据各项数据在最佳范围内浮动，确保系统的稳定性。
本系统主要由两部分构成，即上位机系统和下位机系统。
上位机的主要功能是使各种数据被实时显示出来，设定系统的各个参数的数值，并根据反馈回来的数据下达指令，控制整个系统的运行状况。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
摘要煤矿的安全生产中，矿井通风系统起着极其重要的作用，它是煤矿安全生产的关键环节。
而矿井通风机又是矿井通风系统的主要设备之一，因此对其进行PLC控制的变频调速系统的设计和研究，不仅可以大大提高煤矿生产的机械化、自动化水平，还能节省大量的电能，具有较高的经济效益。
煤矿主通风机监控系统主要包括风机性能检测和风机风量调节控制两部分。
本文以一台矿用对旋轴流风机为控制对象，结合PLC控制技术、变频调速技术和组态监控技术，对矿井通风机进行了PLC控制的状态监测和变频调速的设计和研究。
监控系统采用上位机加下位机的设计模式。
下位机采用可靠性高的可编程逻辑控制器，通过各种传感器和电量采集单元实时监测通风机的性能参数和状态参数、电机的电气参数并能实现远程通讯。
上位机应用北京亚控科技公司开发的KINGVIEW6.52组态软件编写人机界面，将风机工作流程以直观的画面显示出来，实现数据采集和显示、关键数据的记录和报警、生产数据的存储和报表输出、为操作员提供良好的操作界面，完成了风机房的无人值守自动化监控和管理的设计和改造。
在变风量系统中，主要比较了风门调节与变频调节，显示出了变频调节系统不仅能使风机工作在高效区，并且其节能效果要优于其它调节方法，具有很重要的应用前景。
风机调节控制由PLC+变频器控制电机转速实现风量控制。
同时本文还研究了风量调节的算法。
关键词：PLC控制；变频调速技术；矿井通风机；组态王软件；ABSTRACTAs the key component of coal mine safety，mine ventilation system plays an important role in coal mine safety. It is one of the main equipments in the system. So research and design of its variable frequency speed regulation system with PLC control have good economic benefits. It not only improves the mechanical and automatic level of coal production, but also saves large electrical energy.Mine main ventilator monitoring system includes testing and adjusting air volume fan control in two parts. In this paper, a rotating axial flow fan of mine as a control object，combined with PLC control，frequency conversion technology and configuration monitoring technology，PLC control of the mine fan was the state of monitoring and frequency control design and research.Monitoring system uses the host computer plus lower machine design patterns. High reliability and lower machine using programmable logic controller，through a variety of sensors and real-time monitoring of power acquisition unit fan performance parameters and state parameters，the motor electrical parameters and to achieve long-distance communication. We used KINGVIEW6.52 written man-machine interface configuration software developed by Beijing Asia PC application control technology company，the fans to an intuitive work flow screen display，data acquisition and display, record and alarm of critical data，production data storage and Report output for the operator to provide a good user interface，completed the fan room unattended automated monitoring and management of the design and reconstruction.In VAV systems，the main damper adjustment compared with the frequency adjustment，frequency regulation system shows not only make the fans work in high areas，and its energy is more effective than other adjustment methods，a very important application. Regulation and control by the PLC + fan drive motor speed to achieve control of air volume control. At the same time we study the air volume control algorithm.Keywords：PLC control；Variable frequency speed regulation technology；Mine ventilator；Kingview software；目录1 绪论 (1)1.1选题的背景和意义 (1)1.2风机监控在国内外研究状况 (1)1.3矿井主风机在线监控的展望 (1)1.4本论文的主要工作和安排 (2)2系统构成及各部分功能 (4)2.1矿井主扇风机 (4)2.1.1矿井主扇风机概述 (4)2.1.2风机主要技术指标 (4)2.1.3风机的特性曲线 (5)2.1.4风量的调节方法 (7)2.2可编程控制器的应用 (7)2.2.1 PLC概述 (7)2.2.2 PLC的基本构成 (7)2.2.3PLC的工作原理 (8)2.3风机参数的检测 (8)2.3.1风压、风量参数的检测 (9)2.3.2振动参数的检测 (10)2.3.3电气参数的检测 (10)2.3.4电机轴承和定子温度检测 (10)2.3.5开关量检测 (11)2.4 变频调速 (11)2.4.1变频调速技术在矿井通风机上的应用概述 (11)2.4.2变频调速的基本原理 (11)2.4.3风机变频调速节能分析 (12)2.4.4变频器的结构 (14)2.4.5 PLC控制变频器的方式 (15)3通信网络的实现 (16)3.1风机自动化监控系统的整体结构 (16)3.2基于现场总线和工业以太网的控制系统 (16)3.2.1现场总线控制系统和以太网技术 (16)3.2.2现场总线与以太网的互连 (17)3.2.3网络的具体实现方法 (18)4系统的硬件设计 (19)4.1系统硬件连接 (19)4.2主电路 (19)4.3控制电路的设计 (19)4.4 器件的选型 (22)4.4.1PLC的选型 (22)4.4.2变频器的选型 (22)4.5变频器与PLC的连接 (23)4.6风量的控制算法 (23)4.6.1变频器输入值计算 (23)4.6.2 U-P和Q-P曲线的拟合 (25)5主通风机监控系统的软件设计 (26)5.1 PLC软件设计 (26)5.1.1主控制程序流程 (26)5.1.2子程序0和1程序流程 (27)5.1.3子程序2和3程序流程 (28)5.1.4子程序4程序流程 (29)5.1.5中断子程序 (30)5.2组态软件设计 (30)5.2.1KINGVIEW 6.52操作界面 (30)5.2.2煤矿主通风机在线监测系统主界面 (30)5.2.3 PLC控制变频器调速系统主界面 (31)结论 (33)参考文献 (34)附录 (35)翻译部分 (40)英文原文 (40)中文译文 (46)致谢 (52)1绪论1.1选题的背景和意义通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，具有“矿井肺腑”之称。
由于井下工作环境恶劣，主通风机工作电压较高，电流较大，出现故障的概率也较大。
一旦发生故障，将会对整个矿区的生产和安全造成重大影响。
因此，有必要建立一套功能完善的自动监控系统，实现矿井主通风机性能及状态的在线实时监测，以便在生产过程中及时掌握主通风机的运行参数和状态，这也是主通风机控制系统的发展方向。
据统计，煤矿事故70%以上是由于通风设备故障、通风管理不善等所造成。
随着煤矿生产规模的扩大、生产效率的提高，井下通风系统对通风设备的监测监控也必须提出了更高的要求。
利用设备在线监测监控等相关技术，实时调节风机运行状态，及早发现故障隐患十分必要。
高压变频技术、智能控制技术、传感器技术、现场总线技术以及工业以太网技术的迅速发展，为满足煤矿生产的上述要求提供了可能。
本监控系统就是在此背景下提出的。
1.2风机监控系统国内外研究状况国外很早就对风机进行了研究。
至90年代，一般的风机均配有在线监控系统，集保护、检测、控制于一体，不但能实现风量的自动调节，主要能进行故障诊断，预测使用寿命，预报维修极限，成功地对风机进行了检测，有效的保证了矿井通风系统的安全运行。
美国煤矿使用的主风机以轴流式为主，近年来开始采用在运行中可以改变叶片角度的液压式动叶可调风机，节能效果好。
德国以TLT公司为代表，采用液压式动叶调节的轴流通风机，其运行效率可保持在83%～88%以内。
国内在这两方面起步比较晚。
风量调节方法都比较落后，需要在停机的情况下进行手动调节或者是隔一段时间才能调节一次。