基于PLC的隧道通风控制系统--毕业论文.docx

1、 毕业设计（论文）题目 基于PLC的隧道通风控制系统 毕业设计（论文）任务书电气工程系2012届电气自动化技术专业毕业设计（论文）题目基于PLC的隧道通风控制系统设计课题内容性质工程技术研究课题来源性质教师收集的结合生产实际的课题校内（外）指导教师职 称工作单位及部门 讲师电气工程系 一、题目说明（背景、目的和意义）隧道通风系统是隧道安全运行的重要组成部分，通风系统能否正常工作与隧道运行环境条件、运行效率、运行安全密切相关。通风控制系统即在实时监测这些隧道环境参数的基础上，控制隧道内风机的开启及功率大小，以使各项空气指标符合安全行车标准，达到既保障安全行车、同时节约能源的目的。通过PLC和变频

2、器及各种传感器的配合使用，使通风控制的安全性、可靠性大大的提高，不仅节约了电能，而且还提高了设备的运转率。通风系统自动化程度的提高，必将大大减轻岗位人员劳动强度。通过本课题使学生能够掌握PLC的选型及IO点分配，掌握电动机变频调速的控制方法，掌握PLC控制系统的设计方法，提高学生解决实际问题的能力。二、设计（论文）要求（工作量、内容、设计成果）1.说明：本设计将PLC与变频器进行有机结合，由PLC模拟量输入模块采集各空气指标数据，风机的启停通过PLC的开关量输出模块程序控制。采用以车流量为主控参数，实现对风机工作过程和运转速度的有效控制，使隧道通风机通风高效、安全，达到明显的节能效果。2技术要

3、求：（1）系统上电，在触摸屏上按下启动按钮，系统即进入运行模式。（2）以车流量为基准型号进行主控制调节 A、当隧道内车数量在129辆，风机以20HZ频率运行 B、当隧道内车数量在3059辆，风机以25HZ频率运行 C、当隧道内车数量在6089辆，风机以35HZ频率运行 D、当隧道内车数量在90120辆，风机以40HZ频率运行 E、当车数量大于120辆，在触摸屏上显示报警信号，表明隧道内发生堵塞，且各组主副电机同时全速50HZ运行 （3）当隧道内因火灾或其他原因引起温度高于400C,各组主副风机均以50HZ全速运行（4）当隧道内因烟尘或大雾，造成能见度降低，各组风机以全速50HZ运行，知道环境恢

4、复正常，并显示报警。3设计成果（1）设计报告1.52万字左右；（2）1#以上的设计图纸最少一张；（3）有一定数量的定性分析和定量计算；（4）基本软件清单。三、进度表日期20112012学年秋第十五周第十六周第十七周第十八周第十九周第二十周20112012学年春第一周第二周查阅、笑话资料总体方案论证硬件线路设计、分析、确定软件总体设计及细化分析撰写论文准备答辩材料毕业答辩毕业答辩完成日期20112012学年秋 第二十周答辩日期20112012学年春 第一、二周四、主要参考文献、资料、设备和实习地点及翻译工作量【1】张万忠.编程控制器应用技术【M】.北京：机械工业出版社.2005【2】张玉莲.传感

5、器与自动检测技术【M】.机械工业出版社.2006【3】马宁，孔红.7-300PLC和MM440变频器的原理与应用【M】.机械工业出版社，2006【4】许明，言自行等.大型泵机组态检测及工况调控系统的研制【J】.机械工程学报，2002【5】徐国林.PLC应用技术【M】.机械工业出版社，2007【6】陈建明.电子控制与PLC应用【M】.电子工业出版社，2006【7】吴中立.矿井通风与安全【M】.中国矿业出版社,1989【8】傅贵，秦跃平，杨伟明等.矿井通风系统分析与优化【M】：机械工业出版社，1995【9】高广军，贾世胜，朱学军等，通风系统调整中常见问题及对策【J】.山西煤矿，2002【10】徐鹏

6、，张双楼，煤矿西翼通风系统调整及经济效果分析【J】.煤矿安全，2001【11】石秋杰，变频器应用基础【M】.北京：机械工业出版社，2003【12】陈仕伟，矿井主要用通风机在线检测控制现状及展望【J】.煤矿安全，1999【13】李月红，吴永祥，变电所监控及其网络系统的设计【J】.工矿自动化，2005教研室意见： 教研室主任（签字） 2011年10月31日注：本任务书要求一式两份，一份打印稿交系办，一份打印稿交学生。同时提交电子稿到系办。摘 要随着我国科学技术的逐步提高，微电子技术和电子技术得到了迅速的发展，PLC和变频器渐渐成了通用、廉价和性能可靠的控制和驱动设备，得到广泛的应用。由PLC控制的

7、变频调速离心风机的通风系统，具有较高的可靠性和较好的节能效果，便于组建成整体的自控系统，很方便地实现各种控制和远程监控。本课题设计内容是将PLC、变频器和触摸屏相结合，并且隧道内设置计数传感器，温度传感器和能见度传感器，以此来检测隧道内行车的环境。通风控制系统即在实时检测这些环境参数的基础上，控制隧道内风机的开启，以使各项空气指标符合安全行车标准，达到既保障安全行车、同时节约能源的目的。各空气指标数据由PLC模拟量输入模块采集，风机的启停通过PLC的开关量输出模块程序控制变频器并由接触器实现控制。采用以隧道的车流量为主控参数，实现对风机工作过程和运转速度的有效控制，使风机在不同车辆数时以相应的

8、频率运行，以便隧道通风机通风高效、安全，达到明显的节能效果。并且风机的各个部分都准备了备用风机，以防因风机故障而影响整体系统的运行。PLC控制系统具有对驱动风机的电机过热保护、故障报警、断电等功能特点，为隧道通风控制系统的简易控制、节能、安全技术提供了一条新途径。关键词：隧道通风；通风机；PLC；变频器；触摸屏；传感器AbstractAlong with the science and technology change rapidly, electronic technology and microelectronics technology has been rapidly develop

9、ed, PLC and inverter gradually became common, inexpensive and reliable control and drive equipment, widely used. Controlled by the PLC variable speed centrifugal fan ventilation systems, with high reliability and good energy-saving effect, convenient for building integrated automation system, very c

10、onvenient to achieve a variety of control and remote monitoring.The system of PLC and frequency converter and touch screen to efficiently combine, for monitoring tunnel traffic environment, the tunnel is arranged in a counting sensor, temperature sensor and visibility detecting instrument. Ventilati

11、on control system in real-time detection of these environmental parameters based on the control of fan, tunnel opening, so that the air index conforms to the safety standard, to protect the safety of driving, and the purpose of saving energy. The air index data from the PLC analog input module, the

12、fan to start and stop the PLC through the switch quantity output module procedure control and by the contactor control. Using tunnel traffic flow as the main control parameter, realize the fan working process and speed control, so that the fan in different vehicle number corresponding to the frequen

13、cy of operation, so that the tunnel ventilation fan ventilation efficiency, security, achieve obvious energy saving effect. And the wind machine parts prepared standby fan, to guard against the fan failure affecting the overall operation of the system. PLC control system of driving fan motor overhea

14、t protection, fault alarm, electricity and other features, as the tunnel ventilation control system of simple control, energy saving, safety technology provide a new way.Key words: tunnel ventilation; ventilation; PLC; inverter;touch screen; sensor.目 录摘 要Abstract1.绪 论1.1 课题背景及意义1.2 隧道通风系统国内外发展概况1.2.1 国外隧道通风控制系统研究现状1.2.2 国内隧道通风控制系统研究现状1.3 隧道通风系统的发展趋势1.4 课题主要研究内容1.5 本章小结2.公路隧道通风控制系统简介2.1课题硬件控制方案的确定2.1.1 PLC功能特点2.1.2 单片机功能特点2.1.3 控制器的确定2.2 系统结构介绍2.3 本章小结3.硬件部分设计3.1 PLC的控制单元简介及选择3.1.1 PLC概述3.1.2 PLC外部连接3.1.3 PLC使用中需要注意的问题3.1.4 PLC的选用3.2 触摸屏简介与选择3.3 风机简介及选用3.4 变频器的选型及确定3.4.1 变频器简介3.4.2 变频器