基于PLC的通风机转速调节控制系统设计

基于PLC的通风机转速调节控制系统设计

摘要：

主通风机，承担着往井的下面传入未被污染的空气、传出粉尘以及许多类有害气体的重要任务。因它的功率很大，在白天和晚上都需要不间断的运行，从统计得到的数据来看，它消耗电力占据整个矿井总数至少，有甚者更是到了以上。大多数老式通风机应用了异步电机，从而保持其转动速度的恒定，风量的减少依赖于风门或者蝶阀，这使得能量的浪费增加。除此以外，重要的是，通风机的目前的技术并不是让人那么的满意，在某些特定的环境下，他的表现往往让人不是非常的满意。比如高电流，高电压，就会出现很多的问题。本文主要从变频技术和控制技术设计了一套以西门子为控制核心的变频调速控制系统。

在目前的工业生活中，通风机的使用比较广泛，他能有效的保证产业生产和物资存储不受影响，本次设计通过温度，瓦斯浓度和压力控制使通风机能良好的呈现出一个室内密度控制效果。

关键词：通风机；变频调速

Abstract

The main ventilator is responsible for the important task of passing on uncontaminated air, dust and many harmful gases below the well. Because of its power, it needs uninterrupted operation during the day and at night, and from the statistical data, it consumes electricity to occupy the entire total number of mines, at least, and even more so. Most vintage ventilators use asynchronous motors to keep their rotation speed constant, and the reduction in air volume depends on the windshield or butterfly valve, which increases the waste of energy. In addition, because the existing ventilator equipment is old, the control technology is not advanced, It is important that the old technology of the respiratory control a is not always high, and it is usually a bad environment and a high current error rate, so it is always controlled as follows. In this paper, the electric control system is reform. Under the premise of safety, the speed tuning of the frequency conversion makes the west gate and high reliability a redundancy of the controller of the core, ensuring the central control system of reliability and comparison, this is the core idea, and combines one of the technologies of the frequency conversion and the technodas system. The body includes R and power. Monitoring. In four parts 44 and 2. Speed regulation control is a different industrial application. Widely used. The role of goods demonstrates safety and preservation materials in safe production. The management system is primarily inneine cost and input signals. From such a good signal produced and produced, the fan frequency converter speed adjustment and speed control are effective, environmentally sound, energy, and indoor. That's it.

KEY WORDS: Ventilator；Redundancy；Frequency control

目录

第一章绪论 4

1.1课题来源 4

1.2通风机的发展概括 5

1.3 研究内容及意义 5

1.3.1研究内容 6

1.3.2 研究意义 6

第二章控制系统设计要求和选择 6

2.1系统主要要求 7

2.2 系统结构 8

第三章系统硬件选择 14

3.1.1主电路 14

3.1.2控制电路设计 15

3.2.1PLC选型及性能指标 15

3.2.3PLC内部分配 15

3.3传感器部分概述 16

3.3.1瓦斯浓度传感器 16

3.3.2温度传感器 16

3.3.3压力传感器 16

3.4变频器部分 16

第四章系统的软件设计 17

4.1温度控制部分 17

4.2瓦斯浓度控制部分 21

4.3压力控制部分 21

4.3机械故障处理部分 21

第五章系统安装与调试 22

5.1 实验室调试 22

5.2现场调试 22

5.3系统故障处理 22

第六章总结 23

参考文献 24

致谢 25

第一章绪论

1.1课题来源

通风机是一种流体性的机械，它能够提升气压而且能够输送气体的通用机械，一般都在用于工厂，隧道，车辆等的通风、排尘等系统。在煤矿开采的过程中，通风机如果短暂的通风就可能会造成意外事件，使工作人员的人身安全收到威胁。现如今通风机的改良已经成为日常工业不可磨灭的一部分，恶劣的环境使通风机的故障发生的情况越加频繁，因此，一个更加合理的通风机控制系统成了工业生产上非常重要的一部分

在很大程度上，煤炭资源在我国经济发展的道路上起到了重要作用。煤炭的生产工艺相对来说是非常落后的，导致我们国家的煤炭行业有着比较高额度的耗能，还有出现一些资源浪费的现象。在这个现象中，通风机会很大程度上浪费电能

通风机可以保障煤矿的安全，功率也是很大的，并且需要全年365天不分昼夜的运转着。我们根据规划安全的生产，对于矿井的透风量的限制要求比较高。在矿井中，传统的通风机几乎要保持全天全功率的进行，这对电量的浪费是十分可怕的。虽然我们要考虑到煤矿开发的安全，但是适当的节约也至关重要。。

而且在日常生产中，如果我们不注意电量的浪费现象，我们还将会破坏目前的自然环境，传统的通风机采用完全通风的方式，将生产出的废气全部排放到大气中去，中间就有有毒气体，这种气体里包括大批量的粉尘，一氧化碳有毒气体，然后污染着我们的干净的空气。

综上所述，改良出一个全新的矿井风机控制系统迫在眉睫，通风机是确保地下煤矿开采空气清洁的主要设备，因此，我们应该合理采用PLC的变频调速技术对矿井风机进行改良，使其更加的节约和安全

本文就是煤矿通风机控制系统对近视进行改善和升级，通风机在启动后会全速运行，风的大小是通过对风门的大小来改变的，但是这种现象存在这较大的能源浪费。难以掌控其精确度；我们通常是依靠放置的仪器和具有较多经验的师傅为依据来判断、监测通风机的，这就可以看出有很大的问题，本文将通过参考多位国内外学者的文献，设计了基于PLC的通风机转速调节控制系统。

1.2通风机的发展历史

通过查看了各国通风机的发展情况，不难看出其实各国的通风机的研究发展是很不平衡的。在此之前，我国的通风机都是照着苏联的仿的，通过国内的风机厂家多年的研究和改良，也随着科技水平的提高，通风机的性能也在逐步的改良，大体种类分为离心通风机和轴流式通风机。轴流式通风机包括对旋式轴流通风机，电机放在通风机外的轴流通风机。由于对旋式轴流通风机装机简单，许多矿井都使用了这一通风机。但是它的制造的原因，电机只能被安装在通风机的密闭的一个空间里。如果散热不好的话，小程度上回使机电受到影响，大程度上会毁坏电机，造成停车事故。在通风机的不断发展的历程中，后期研究得到了能改变角度的通风机。通过改变角度，控制风门来改变风量，这是通风机发展历程上的里程碑。但是由于角度只能在通风机停止的时候进行，调节起来非常的不方便，调节的范围比较小。节能效果不是很明显。

1.3.1研究内容

设计了通风机传动部分的主电路和控制电路，进行系统控制点的统计和分发，完成相应的控制系统的供电，进行两个控制柜的电路设计和选择。根据风机的制作过程控制，采用模块化编程和结构化编程两种，这两种编程方法的结合，是系统的控制得到了很大的完善。对待客户也有很好的反应的，能够及时且客观的反应通风机运行时的状况，顺利的完成报警、储存访问历史数据。我们需要实现给触摸屏加上监视功效。联系现场实际，参考国内外海量参考文献，以安全实用可靠的原则为前提，制定了一系列具体的方案，采用控制变频器，进行开关柜操作，利用上位机组和触摸屏进行在线监测，进行各种长途控制和变量监视。 

1.3.2 研究意义

随着时代的不断推进，地球的生态和能源危机都已经发展成为一个风场严峻的问题，就以煤矿生产而言，电能的浪费已经十分的可怕了，因此我们要结合实际情况来改变系统供风量，节约通风机消耗的同事，还将减轻他的排量。同时这个系统采用了自动式的控制，使得人力资源也节约了出来，可以很大程度上保证矿井的安全，提高矿井自动化，为下一步奠定基础。

在往昔的20世纪60年代的时间，社会上的人着手生产变频器，仅仅过去20年，不少的发达国家和发展中国家全部开始重视直流调速和交流调速，后来从根本上交换了地位，现在，一些发达国家的变频调速与直流调速有4:1的关系。风机在日常生产内有着普遍的运用。控制风机风量的方法很多，以前常采取鼠笼式异步电动机拖动，保持转动速度的恒定，调节风量不可避免时，通常利用调节挡风板来实现目的。

虽然这类法子看上去很容易，但是对于能源的消耗是很明显的。这几年，伴随半导体器件和控制水平的迅猛发展，变频器的价钱持续降低，运行安全性一直在增长，变频调速已然在现代工业中占有越来越高的地位，这能减少资源浪费，增加经济收益。变频调速是电动机速度调整的诸多方法中极为优秀的一个。

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