原创矿区井道加热机组变频调速控制系统设计毕业论文设计说明书Word格式文档下载.docx
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选择出合适的传感器和仪表。
5.画出电路图，编写设计说明书。
二、专题部分要求
某煤矿为了保证井下温度，在矿井井口用四台风机输送热风，四台风机为3用一备。
每台风机功率为15KW，要求其中一台变频器同时驱动2台风机，另一台
变频器驱动一台风机，变频器功率1大1小，四台风机由2台变频器驱动，当其中某台风机故障时，备用风机可切换过去。
在井下距离井口的10到20米处，装备1个温度传感器，用于测量井口温度。
使该处的温度控制在5到10度之间。
热风是由换热器加热的，当换热器进口温度低于20度时，应停止风机运行，并报警，只有当换热器进口温度高于30度时，风机才可以启动。
当气温较高时由小功率变频器驱动运行。
当气温较低时，由大功率变频器驱动运行。
当大功率变频器频率达到50HZ仍然不能满足要求时，启动小功率变频器；
当大功率变频器降低到15HZ时，停止小功率变频器。
三、本题目的重点和难点以及与同组其他学生所做题目的关系
重点：
电气控制系统、仪表与控制、变频调调速器的应用设计
难点：
变频器的参数设置
四、可行方案的筛选方法提要
总结各种控制方法，进行比较，找出自己认为的最佳方法。
五、设计进程安排
1.第一周：
了解工艺过程及对电气控制系统的要求。
2.第二周：
熟悉电动机的各种起动方法及电气控制线路。
3.第三、四周：
完成设计要求的第1、2条。
4.第五、六、七周：
完成设计要求的第3条。
5.第七、八周：
完成设计要求的第4条。
6.第十、十一、十二、十三、十四周：
完成设计要求的第5条。
六、与本设计题目相关的理论知识（包括新知识）提要
电气控制、电机及拖动、交流调速、变频器应用、检测与仪表、自动控制原理、计算机控制技术
七、建议参考资料及使用方法
1．郑忠主编，《新编工厂电气设备手册》上、下册，兵器工业出版社，1994年。
2.天津电气传动设计研究所编著，《电气传动自动化技术手册》第2版，机械工业出版社，2006年。
3.宫淑贞等编著，《可编程控制器原理及应用》，人民邮电出版社，2002年。
4．《SIMATICS7-200可编程序控制器系统手册》，SIEMEMS，2002年。
5.《变频器行业应用实践》，李方圆编著，中国电力出版社，2006年5月，北京。
6.《变频器应用手册》第2版，吴忠智、吴加林编著，机械工业出版社，2003年。
7.韩安荣主编，《通用变频器及其应用》第2版，机械工业出版社，2003年。
八、答辩之前学生应作的准备工作提要
1.仔细检查图纸，完善电路图。
2.仔细检查说明书，找问题。
查错误。
3.对所做设计认真回顾，理清思路，理解原由。
4.对图纸及说明书所涉及内容都要知道为什么这样做，这样做的优缺点。
摘要
中国的大部分煤矿资源分布特点为东多西少、北富南贫，内蒙古、山西等北方寒冷地区的煤矿资源尤其丰富。
随着中国煤矿工业的发展，安全生产已经成为其中重要的组成部分。
而内蒙古、山西等北方寒冷地区冬天气温极低井口极易结冰或者低温导致安全隐患，为确保煤矿的安全生产，矿井防冻成为煤矿安全生产的重要要保障。
本设计针对某煤矿保证矿井井口温度控制在5到10度之间，设计出一种基于PLC控制的矿区井道加热机组变频调速控制系统。
该设计系统采用西门子S7—200PLC来设计矿井加热机组变频调速，以矿井井道内空气温度、矿井10M到20M处的井口温度换热器进口温度为主要参数，利用先进可靠的温度传感器进行监测，经过智能仪表显示并输入PLC，PLC将检测到的数值信号与设定参数进行比较来调节热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，保证了矿井下温度维持在需要温度从而使矿井能经济、可靠、安全地运行。
关键词：
西门S7-200PLC、热风机、变频器、传感器
Mineshaft
Abstract
MostofChina'
scoalresourcesdistributioncharacteristicsfortheEastWest,richNorthSouthlean,coalresourcesinInnerMongolia,Shanxiandothernortherncoldregionsespeciallyrich.WiththedevelopmentofChinesecoalindustry,productionsafetywinterthetemperatureisverylowwellheadeasilyiceorcoldcausessafetyincoalmine,mine.Thedesignforaminetoensurecontrolintheminetemperature5to10degrees,designakindofmineshaftPLCcontrol.Thedesignofthesystemtodesignthevariablespeedpumpsmineparameter,themonitoringisconductedbyuseoftemperaturesensorisadvancedandreliable,throughtheinputPLCandintelligentinstrumentdisplay,PLCnumericalsignalthedetectedandsettingparametersarecomparedtostartstopandspeedsoastoachievetheoptimalcontroloftheair,achievesthegoalofsafetymonitoringandenergysaving,theminetemperaturemaintainedattherequiredtemperaturesothattheminecaneconomic,reliable,safeoperation.
Keywords:
SimonS7-200PLC,：
≤5W
上海天乐测控仪表有限公司
准确度等级AccuracyClass：
0.5%FS
分辨力DisplayAccuracy：
1℃
环境温度Ambienttemperature：
0℃-50℃
相对湿度Relative）
接线方式Connectiontype：
接线端子terminals
产品符合《Q320401HBD001-2000XMT系列PID智能温度调节仪》标准的要求
2.汇邦表选型表格
CHB□1
□2
□3
□4
□5
□6
□7
□8
□9
□10
□11
□尾缀
序号
名称
说明
1
外型
401：
48mmX48mmX85mm
402:
48mmX96mmX82mm
901:
96mmX48mmX82mm
702:
72mmX72mmX82mm
902:
96mmX96mmX82mm
168:
160mmX80mmX70mm
2
控制方式
0：
PID控制
1：
位式控制
3
输入方式
1：
热电偶输入
2：
热电阻输入
4
输出方式
断续输出
5
制冷方式
0:
无制冷
位式控冷
比例制冷
6
报警方式
0：
无报警
上限报警
下限向下报警
3：
上限向上报警
7
输入类型
K分度
2：
E分度
PT100
4：
CU50
6：
J分度
8
输出类型
继电器触点开关输出
逻辑电平输出（用于SSR控制）
3：
单相可控硅过零触发输出
（用于控制晶闸管）天乐测控仪表8
9
制冷类型
无制冷输出
1:
逻辑电平输出（用于控制SSR）
3:
（用于控制晶闸管）
10
报警类型
无报警输出1:
继电器触点开关输出
单相可控硅过零触发输出（用于控制晶闸管
11
温度范围
0-100℃
0℃-150℃
3:
0℃-400℃
4:
0℃-400℃
4:
0℃-600℃
5：
0℃-800℃
5:
0℃-999℃
尾缀
电源输入类型
无尾缀：
线性电源
—EP：
开关电源
4.2.5本设计选型
该控制系统中存在大量的模拟量信号，这些信号的输入都要通过传感器进行模拟量采集，将采集的模拟量信号送入PLC输入模块进行模数转换，将连续的变化量（大部分为4－20mA的电流信号，0－5V或0－10V的电压信号）转换离散的数字量，存储到PLC内存里；
输出是由模拟量输出模块将我们要输出的存储在内存中的数字离散信号转换为电压信号或者电流信号。
本设计中要求的温度监测：
1.井下距离井口10M到20M的地方安装温度传感器测量井口温度，并且后面的控制要求是维持此处井口温度在5度到10度之间。
2.热风由换热器加热，换热器进口温度低于20度时风机应停止运行，并且报警。
换热器进口温度高于30度时，风机才可以起动。
3.由于实际生产过程中自动化程度较高，很多具有高程度自动化的设备无人值守，为了便于观察和安全，故也需要在井口中另外安装温度传感器来专门监测井道中的空气温度。
则由上面的测温要求决定本设计选用热电阻Pt100温度传感器。
铂电阻温度传感器是利用其电阻和温度成一定函数关系而制成的温度传感器,由于其测量准确度高、测量范围大、复现性和稳定性好等,被广泛用于中温（-200℃～650℃）范围的温度测量中。
PT100是一种广泛应用的测温元件，在-50-600℃℃范围内具有其他任何温度传感器无可比拟的优势，包括高精度、稳定性
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