資源目錄里展示的全都有，所見即所得。下載后全都有,請放心下載。原稿可自行編輯修改=【QQ：401339828 或11970985 有疑問可加】 基于PLC新型煤礦礦井通風(fēng)設(shè)計 1 設(shè)計的目的設(shè)計的目的n n礦井通風(fēng)系統(tǒng)是煤礦礦井安全生產(chǎn)的重要組成部分，礦井通風(fēng)系統(tǒng)是煤礦礦井安全生產(chǎn)的重要組成部分，煤礦礦井通風(fēng)系統(tǒng)能否正常工作與礦井內(nèi)工作環(huán)境煤礦礦井通風(fēng)系統(tǒng)能否正常工作與礦井內(nèi)工作環(huán)境條件、生產(chǎn)效率、安全生產(chǎn)密切相關(guān)。目前在煤礦條件、生產(chǎn)效率、安全生產(chǎn)密切相關(guān)。目前在煤礦礦井通風(fēng)系統(tǒng)中，大多仍采用繼電礦井通風(fēng)系統(tǒng)中，大多仍采用繼電 接觸器控制系統(tǒng)，接觸器控制系統(tǒng)，但這種控制系統(tǒng)存在著體積大、機械觸點多、接線但這種控制系統(tǒng)存在著體積大、機械觸點多、接線復(fù)雜、可靠性低、排除故障困難等很多的缺陷；且復(fù)雜、可靠性低、排除故障困難等很多的缺陷；且因工作通風(fēng)機一直高速運行，備用通風(fēng)機停止，不因工作通風(fēng)機一直高速運行，備用通風(fēng)機停止，不能輪休工作，易使工作通風(fēng)機產(chǎn)生故障，降低使用能輪休工作，易使工作通風(fēng)機產(chǎn)生故障，降低使用壽命。針對這一系列問題，本系統(tǒng)將壽命。針對這一系列問題，本系統(tǒng)將 PLCPLC與變頻器與變頻器有機地結(jié)合起來，采用以礦井氣壓壓力為主控參數(shù)，有機地結(jié)合起來，采用以礦井氣壓壓力為主控參數(shù)，實現(xiàn)對電動機工作過程和運轉(zhuǎn)速度的有效控制，使實現(xiàn)對電動機工作過程和運轉(zhuǎn)速度的有效控制，使礦井通風(fēng)機通風(fēng)高效、安全，達到了明顯的節(jié)能效礦井通風(fēng)機通風(fēng)高效、安全，達到了明顯的節(jié)能效果。果。2 系統(tǒng)的設(shè)計功能系統(tǒng)的設(shè)計功能 n n（1 1）本系統(tǒng)提供手動自動兩種工作模式，具有）本系統(tǒng)提供手動自動兩種工作模式，具有狀態(tài)顯示以及故障報警等功能。狀態(tài)顯示以及故障報警等功能。n n（2 2）模擬量壓力輸入經(jīng)）模擬量壓力輸入經(jīng)PIDPID運算，輸出模擬量控運算，輸出模擬量控制變頻器。制變頻器。n n（3 3）在自動方式下，當(dāng)井下壓力低于設(shè)定壓力下）在自動方式下，當(dāng)井下壓力低于設(shè)定壓力下限時，兩組風(fēng)機將同時投入工作運行，同時并發(fā)限時，兩組風(fēng)機將同時投入工作運行，同時并發(fā)出指示和報警信號。出指示和報警信號。n n（4 4）模擬量瓦斯輸入，當(dāng)?shù)V井瓦斯?jié)舛却笥谠O(shè)定）模擬量瓦斯輸入，當(dāng)?shù)V井瓦斯?jié)舛却笥谠O(shè)定報警上限時，發(fā)出指示和報警。當(dāng)瓦斯?jié)舛却笥趫缶舷迺r，發(fā)出指示和報警。當(dāng)瓦斯?jié)舛却笥谠O(shè)定斷電上限時，設(shè)定斷電上限時，PLCPLC將切斷工作面和風(fēng)機組電源，將切斷工作面和風(fēng)機組電源，防止瓦斯爆炸。防止瓦斯爆炸。n n（5 5）運用溫度傳感器測定風(fēng)機組定子溫度或軸承）運用溫度傳感器測定風(fēng)機組定子溫度或軸承溫度，當(dāng)定子溫度或軸承溫度超過設(shè)定報警上線溫度，當(dāng)定子溫度或軸承溫度超過設(shè)定報警上線n n時，發(fā)出指示和報警信號。當(dāng)定子溫度或軸承溫度時，發(fā)出指示和報警信號。當(dāng)定子溫度或軸承溫度超過設(shè)定風(fēng)機組轉(zhuǎn)換溫度界線時，超過設(shè)定風(fēng)機組轉(zhuǎn)換溫度界線時，PLCPLC將切斷指示將切斷指示和報警信號并自動切斷當(dāng)前運行風(fēng)機組，在自動方和報警信號并自動切斷當(dāng)前運行風(fēng)機組，在自動方式下并能自動接入另一臺風(fēng)機組運行，若在手動方式下并能自動接入另一臺風(fēng)機組運行，若在手動方式下，工作人員手動切換。式下，工作人員手動切換。n n（6 6）為防止通風(fēng)機的疲勞運行，在任何狀態(tài)下，）為防止通風(fēng)機的疲勞運行，在任何狀態(tài)下，風(fēng)機在累計運行設(shè)定時間后都會自動切換至另一臺風(fēng)機在累計運行設(shè)定時間后都會自動切換至另一臺風(fēng)機組運行。風(fēng)機組運行。n n（7 7）手動方式下，有防止風(fēng)機組頻繁啟動功能。）手動方式下，有防止風(fēng)機組頻繁啟動功能。由于定子溫度或軸承溫度過高，若當(dāng)前風(fēng)機組停止由于定子溫度或軸承溫度過高，若當(dāng)前風(fēng)機組停止運行后，當(dāng)其溫度下降到設(shè)定下限時該風(fēng)機組不能運行后，當(dāng)其溫度下降到設(shè)定下限時該風(fēng)機組不能連續(xù)二次啟動，只有接入另一臺風(fēng)機組進行工作，連續(xù)二次啟動，只有接入另一臺風(fēng)機組進行工作，即防止溫度在臨界線狀態(tài)而頻繁啟動。即防止溫度在臨界線狀態(tài)而頻繁啟動。n n（8 8）有風(fēng)機組機械卡死指示報警功能。）有風(fēng)機組機械卡死指示報警功能。3 系統(tǒng)硬件構(gòu)成及各部分功能系統(tǒng)硬件構(gòu)成及各部分功能3.1.2 PLC選型選型 n n本系統(tǒng)設(shè)計選用的是西門子公司生產(chǎn)的本系統(tǒng)設(shè)計選用的是西門子公司生產(chǎn)的S7-200S7-200系列。系列。由于在設(shè)計中用到了由于在設(shè)計中用到了9 9個數(shù)字量輸入，個數(shù)字量輸入，6 6個模擬量輸入，個模擬量輸入，1515個數(shù)字量輸出和個數(shù)字量輸出和1 1個模擬量輸出。所以根據(jù)個模擬量輸出。所以根據(jù)I/OI/O點點數(shù)、以及設(shè)置數(shù)據(jù)需要得內(nèi)存大小，本文中所選用數(shù)、以及設(shè)置數(shù)據(jù)需要得內(nèi)存大小，本文中所選用的的CPUCPU的型號是的型號是CPU226 CPU226。n nCPU224 14I/10OCPU224 14I/10On nCPU226 24I/16OCPU226 24I/16On nCPU226CPU226集成了集成了2424點輸入和點輸入和1616點輸出，共有點輸出，共有4040個數(shù)字個數(shù)字量量I/OI/O點。可連接點。可連接7 7個擴展模塊，最大擴展至個擴展模塊，最大擴展至248248點數(shù)點數(shù)字量字量I/OI/O點或點或3535路模擬量路模擬量I/OI/O。CPU226CPU226有有13KB13KB程序和程序和數(shù)據(jù)存儲空間，數(shù)據(jù)存儲空間，6 6個獨立的個獨立的30kHz30kHz高速脈沖輸出，具高速脈沖輸出，具有有PIDPID控制器?？刂破鳌PU226CPU226配有配有2 2個個RS-485RS-485通信編程口，通信編程口，具有具有PPIPPI通信、通信、MPIMPI通信和自由方式通信和自由方式 通信能力，用于通信能力，用于較高要求的中小型控制系統(tǒng)。較高要求的中小型控制系統(tǒng)。3.2 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊n n模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊分為模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊分為A/DA/D轉(zhuǎn)換模塊和轉(zhuǎn)換模塊和D/AD/A轉(zhuǎn)換模塊。轉(zhuǎn)換模塊。PLCPLC模擬量處理功能主要通過模擬量輸入輸出模模擬量處理功能主要通過模擬量輸入輸出模塊及用戶程序來完成。本系統(tǒng)設(shè)計有塊及用戶程序來完成。本系統(tǒng)設(shè)計有6 6路模擬量輸路模擬量輸入和入和1 1路模擬量輸出，其中有四路是溫度傳感器輸路模擬量輸出，其中有四路是溫度傳感器輸入。所以本設(shè)計選用一塊入。所以本設(shè)計選用一塊EM231EM231熱電偶模擬量輸熱電偶模擬量輸入模塊，該模塊完成四路溫度傳感器的模數(shù)字量入模塊，該模塊完成四路溫度傳感器的模數(shù)字量轉(zhuǎn)換功能；一塊轉(zhuǎn)換功能；一塊EM235EM235模擬量輸入輸出模塊，該模擬量輸入輸出模塊，該模塊完成兩路傳感器的模數(shù)轉(zhuǎn)換和一路數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊完成兩路傳感器的模數(shù)轉(zhuǎn)換和一路數(shù)模轉(zhuǎn)換功能。功能。3.3 傳感器部分傳感器部分n nKGJ16B型瓦斯傳感器，其測量范圍 為04%CH。報警點、斷電點、復(fù)電點均為0.34.00%CH可任意設(shè)置。輸出為0 5mA經(jīng)變送器輸出1 10V的電壓信號。n nHM23Y礦井專用型壓力變送器，測量范圍為00.5MPa220MPa，信號輸出420mA。n nPt100鉑熱電阻溫度傳感器。測溫范圍為-50 180，信號輸出420mA的電流。3.4 變頻器和監(jiān)控對象部分變頻器和監(jiān)控對象部分n n本系統(tǒng)選用的是西門子全新一代標(biāo)準(zhǔn)變頻器本系統(tǒng)選用的是西門子全新一代標(biāo)準(zhǔn)變頻器MicroMaster440MicroMaster440功能強大，應(yīng)用廣泛。變頻器的容功能強大，應(yīng)用廣泛。變頻器的容量不低于電機的容量；變頻器的電流大于電機的量不低于電機的容量；變頻器的電流大于電機的電流。由于本設(shè)計以風(fēng)機組電流。由于本設(shè)計以風(fēng)機組 230kW230kW為例，因此可為例，因此可選用選用37kW37kW，額定電流，額定電流75A75A的變頻器。的變頻器。n n風(fēng)機是礦井通風(fēng)的心臟，所以風(fēng)機的選擇在礦井風(fēng)機是礦井通風(fēng)的心臟，所以風(fēng)機的選擇在礦井通風(fēng)設(shè)計中也尤其重要的。本設(shè)計以風(fēng)機組通風(fēng)設(shè)計中也尤其重要的。本設(shè)計以風(fēng)機組230kW230kW為例，選用為例，選用FBCZFBCZ系列煤礦防爆抽出式軸系列煤礦防爆抽出式軸流通風(fēng)機。具有高效、節(jié)能、低噪聲的優(yōu)點，并流通風(fēng)機。具有高效、節(jié)能、低噪聲的優(yōu)點，并達到了防爆要求，整機防爆性能已通過了國家防達到了防爆要求，整機防爆性能已通過了國家防爆電器產(chǎn)品質(zhì)量檢測中心的防爆檢驗爆電器產(chǎn)品質(zhì)量檢測中心的防爆檢驗 。4 軟件設(shè)計軟件設(shè)計n n由于由于PLCPLC所能識別的是數(shù)字量信號，所以要對傳感器所能識別的是數(shù)字量信號，所以要對傳感器采集的電壓或電流信號的輸入信號進行轉(zhuǎn)換。若輸采集的電壓或電流信號的輸入信號進行轉(zhuǎn)換。若輸入電壓范圍為入電壓范圍為0 010V10V的模擬量信號，則對應(yīng)的數(shù)字的模擬量信號，則對應(yīng)的數(shù)字量結(jié)果應(yīng)為量結(jié)果應(yīng)為0 03200032000或需要的數(shù)字?；蛐枰臄?shù)字。n n模擬量和數(shù)字量的轉(zhuǎn)換公式為：模擬量和數(shù)字量的轉(zhuǎn)換公式為：n n(y-AL)/(AH-AL)=(X-0)/(32000-0)(y-AL)/(AH-AL)=(X-0)/(32000-0)n ny:y:轉(zhuǎn)換過后的工程值（多少電流）轉(zhuǎn)換過后的工程值（多少電流）n nAHAH：工程值的上限（電流的上限）：工程值的上限（電流的上限）n nALAL：工程值的下限（電流的下限）：工程值的下限（電流的下限）n nX X：工程轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量值（電流轉(zhuǎn)換后的數(shù)字值）：工程轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量值（電流轉(zhuǎn)換后的數(shù)字值）4.1 壓力控制子程序壓力控制子程序 在系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運行時，PID控制器的作用就是通過調(diào)節(jié)其輸出使偏差為零。偏差由定量（SP，希望值）與過程變量（PV，實際值）之差來確定。系統(tǒng)PID調(diào)節(jié)的微分方程式由比例項、積分項和微分項組成。n nPIDPID反饋量存放在反饋量存放在VD100VD100中；中；n nPIDPID給定置存放在給定置存放在VD104VD104中；中；n nPIDPID輸出置輸出置YnYn存放在存放在VD108VD108中；中；n nPIDPID增益增益KCKC存放在存放在VD112VD112中；中；n nPIDPID采樣時間采樣時間T T存放在存放在VD116VD116中；中；n nPIDPID積分時間積分時間T T存放在存放在IVD120IVD120中；中；n nPIDPID微分時間微分時間TDTD存放在存放在VD124VD124中。中。n n壓力控制是用壓力控制是用SMB34SMB34定時設(shè)定的時間周期進行中定時設(shè)定的時間周期進行中斷處理的，利用斷處理的，利用SMB34SMB34固定的時間間隔作為采樣固定的時間間隔作為采樣周期，對模擬量周期，對模擬量AIW0AIW0輸入進行采樣，然后通過輸入進行采樣，然后通過A/DA/D轉(zhuǎn)換模塊進行模數(shù)轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換模塊進行模數(shù)轉(zhuǎn)換。4.2 溫度控制子程序溫度控制子程序n4.3 瓦斯深度控制子程序n4.4 機械故障處理部分n4.5 壓力輸出控制變頻器部分