基于plc风机监控系统Word文档下载推荐.doc
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二、设计（论文）任务与要求
1、收集原始资料，对主通风机选型。
2、对plc进行选型。
3、对变频器进行选型。
4、对上位机软件进行选择。
三、设计（论文）时间2014年3月1日至2013年5月4日
指导教师（签名）沈占彬
成教院院长（签名）
毕业设计（论文）评定书
二、设计（论文）说明书47页，附图0张。
三、审阅意见及评语
按照设计任务书的要求，基本完成了设计任务。
根据学院毕业设计管理的有关规定，同意（不同意）参加毕业设计（论文）答辩。
指导教师（签名）沈占彬
职称教授
工作单位平顶山工业职业技术学院
毕业设计（论文）答辩委员会记录
平顶山函授站年级专业2012电气工程及自动化1班学生姓名宋乐天的（论文）于2014年5月日进行答辩。
设计（论文）题目：
煤矿6Kv变电站供电系统设计
答辩学生向毕业设计答辩委员会（小组）提交以下资料：
一、设计（论文）说明书共47页
二、设计（论文）图纸共0张
三、指导教师评阅意见共1张
根据学生所提供的毕业设计（论文）材料和指导教师意见以及在答辩过程中学生回答问题的情况，毕业设计（论文）答辩委员会（小组）作出如下决议：
一、毕业设计（论文）的总评语：
二、毕业设计（论文）的总评成绩：
毕业答辩委员会主任（组长）签字：
委员（成员）签字：
年月日
河南理工大学成人教育学院毕业设计（论文）说明书
摘要
在煤矿的安全生产中，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。
而矿井主通风机又是矿井通风系统的主要设备之一，它担负着向井下输送新鲜空气的重要作用，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。
本文利用传感器技术、PLC控制技术、变频调速技术和组态监控技术，对矿井主通风机进行了PLC控制的变频调速系统的设计和研究。
首先，根据主通风机监控系统的功能要求，选择了合理的系统控制方案；
然后，根据选定的控制方案，设计了系统的控制电路，并对PLC、变频器、传感器等硬件进行了选型配置和接线；
接着，在硬件结构上，利用STEP-Micro/WIN编程软件完成了系统PLC控制程序的流程设计；
最后，根据系统的整体功能要求，结合组态王软件和PLC的应用，完成了主通风机监控系统的功能设计。
监控系统可实现风机的自动启/停、两台风机的自动切换、参数的实时采集以及根据给定的风量值实时调节风机转速等功能。
结合上位机界面，可实现各重要参数的显示、主要设备的故障报警、数据的存储和报表输出以及曲线绘制等功能，为工作人员提供良好的操作界面。
关键词：
主通风机；
PLC控制；
变频调速技术；
上位机
第46页-
目录
第一章绪论 1
1.1课题研究背景及研究意义 1
1.2变频调速技术在矿井通风机上的应用 1
1.3PLC控制技术在矿井通风机上的应用 2
1.4本论文研究的主要内容 3
1.5本章小结 4
第二章轴流式通风机的运行特性和理论 4
2.1轴流式通风机的工作特点 4
2.2轴流式通风机的性能曲线 5
2.3通风机性能参数相关计算、处理 6
2.4本章小结 13
第三章风机变频调速的原理及系统设计 13
3.1变频调速技术的原理及应用 13
3.1.1变频调速的基本原理 13
3.1.2变频调速的基本控制方式 14
3.1.3矿井通风机变频调速的节能原理 15
3.1.4变频器的结构和选型 17
3.1.5微能高压变频器特性 18
3.1.6WIN-HV的主电路结构 18
3.2PLC的工作原理及应用 19
3.2.1PLC的基本构成 19
3.2.2PLC的工作原理 19
3.2.3PLC控制器的选型 20
3.2.4PLC控制变频器的方式 21
3.3变频器的参数设置 21
3.4系统的总体设计 25
3.5本章小结 26
第四章风机监控系统硬件设计 26
4.1风机系统参数采集 26
4.1.1温度参数 27
4.1.2风量参数 29
4.1.3振动参数 30
4.1.4电压、电流及功率因数等电参数 31
4.2系统的主电路结构 31
4.3系统的控制电路结构 33
4.3.1PLC控制器I/O点的编址 33
4.3.2系统控制电路结构 33
4.4本章小结 35
第五章系统软件设计 36
5.1PLC的编程语言 36
5.1.1PLC的编程方法 36
5.1.2STEP7-Micro/WIN4.0编程软件介绍 36
5.2PLC控制软件设计 37
5.2.1模拟量的采集与处理流程 37
5.2.2单个风机的启动/停止控制流程 39
5.2.3风机自动倒换控制流程 39
5.3监控系统的上位机设计 41
5.3.1组态王软件简介 41
5.3.2组态王软件的结构组成 41
5.3.3组态王软件的功能特点 41
5.3.4上位机的功能设计 42
5.4本章小结 44
第六章总结及应用展望 44
6.1全文总结 44
6.2应用展望 45
参考文献 46
第一章绪论
1.1课题研究背景及研究意义
近年来，随着国家经济的发展，能源危机越来越成为了制约国家经济发展的一个突出问题。
煤矿的生产和安全也愈显的重要，煤矿一方面向国家提供能源，另一方面煤矿生产的同时也存在着设备运行效率低下，电力等能源浪费严重的现象。
矿井设备的节能减排就显得尤为重要。
主通风机是矿井四大固定设备之一，它被称为“矿井肺脏”，负责向矿井井下输送新鲜空气、冲淡有害气体的浓度和带走飞扬的煤尘；
主通风机一般功率较大，处于连续运转状态，因而耗能大，耗电量一般占全矿井总耗电量的17%以上，因此其性能如何关系到工作人员的人身安全和运行是否经济。
然而，我国煤矿通风机监控系统虽然有了较长时间的发展，但是总体看来，整体发展还比较落后，很多矿井通风机带病运转，严重威胁着矿工生命安全。
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。
另外煤矿的重大安全事故中，约50%以上是由瓦斯爆炸而引起的，而在这些瓦斯爆炸事故中，造成瓦斯积聚的原因主要有10余种，其中因煤矿风机造成的事故占49.6%。
与此同时，多数通风机运行效率偏低，据统计，我国煤矿共有1000多台主通风机，其运转平均效率低于50％者占将近一半，平均效率在50％～60％者约占48％，平均效率大于60％者仅占2％。
主要原因：
首先，系统设计时，容量选择得较大，系统匹配不合理，这种“大马拉小车”的状况造成了大量的能源浪费；
其次，通风机多数运行工况点偏离设计点，致使运行效率偏低。
为此，必须对运行中的通风机进行有效的监测和控制，对通风机的各个参数和运行的工况建立一个完备的档案，为现场的管理和维护提供依据,以解决通风机运行中的安全性和经济性问题。
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变频调速技术在矿井通风机上的应用
变频调速技术是根据交流电机电源频率与转速的关系，通过改变电源频率来改变电机转速的一种技术。
它是随着现代电力电子技术和计算机控制技术的展，而发展起来的一种高效节能的控制技术。
这项技术自上个世纪80年代投入工业应用以来，显示了强劲的竞争力和很大的发展空间，现在已经广泛地应用到各种工业生产领域，取得了显著的高效节能效果。
变频器是变频调速技术高度发展的结果。
近几年来，随着电力电子技术和计算机控制技术的迅速发展，变频器的价格不断下降，可选择的类型不断增多，其可靠性和功能性得到了不断提高和完善，使其在水泵、风机、电梯、空调等设备上得到了广泛的应用。
目前国内耗电量最大的电机，几乎一半为风机、泵类负载，因此变频器在它们上的应用和推广，有利于能源的节约利用。
通风机在煤矿上的使用占有很大的份量，是煤矿生产中最大的耗电设备。
采用传统的方法调节风量，使得大量能量从节流中损失掉了。
据统计，使用传统的方法调节风机的风量，运行效率通常为40%~60%，只有少数能达到70%，有的仅是30%，甚至更低，因此变频器在矿井通风机上的应用很有必要。
一般地来讲，将变频器应用在矿井通风机上，具有以下的功能和优点：
1、可以实现风机的无级平滑调速，及时满足矿井生产的风量需求，提高风机的运行效率，节省大量的电能损耗。
2、限制风机的启动电流，减少启动时的峰值功率损耗，消除电机起动和停止时，对机械和电气元件的冲击，延长其使用寿命。
3、PLC控制技术和变频器结合使用，可以使通风系统具有完善的监控功能和高可靠性，减少通风机的检修和维护的工作量，节约设备的费用。
4、变频器自身的保护功能齐全，有欠电压保护、过电压保护、过电流保护、短路保护、风机轴承过热保护等，使风机安全运行的可靠性得到大大提高。
基于以上的优点，国内有许多研究所和高校都在致力于变频调速技术在矿井通风机上的应用和研究。
如变频调速技术结合模糊控制在矿井局部通风机上应用，以及重庆煤研所设计的KXJT型矿用通风机自动调速装置，在煤矿的安全生产中都具有比较好的节能、自动化控制效果。
变频调速技术在矿井通风机上的应用，不仅节省了大量的资金和电能，还大大提高了煤矿安全生产的自动化、机械化水平。
1.3PLC控制技术在矿井通风机上的应用
可编程控制器（ProgrammableLogicalcontroller简称PLC）是以微
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