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基于PLC的煤礦礦井新型通風(fēng)控制系統(tǒng)設(shè)計
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資料類別
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電子電工畢業(yè)論文（設(shè)計） |
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課程(專業(yè))
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應(yīng)用電子技術(shù)教育 |
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關(guān)鍵詞
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通風(fēng)系統(tǒng)|S7—200PLC |
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適用年級
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大學(xué) |
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身份要求
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普通會員 |
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金 幣
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75 （金幣如何獲得？） |
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文件格式
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word+ppt |
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文件大小
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684K |
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發(fā)布時間
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2011-02-21 08:06:00 |
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預(yù)覽文件
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無 |
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下載次數(shù)
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1 |
| 發(fā)布人 |
kj008 |
內(nèi)容簡介：
畢業(yè)設(shè)計 基于PLC的煤礦礦井新型通風(fēng)控制系統(tǒng)設(shè)計，正文共41頁，12473字，附任務(wù)書、開題報告、中期檢查表、英文翻譯
摘 要
針對礦井舊通風(fēng)控制系統(tǒng)中存在的體積龐大、接線復(fù)雜、機(jī)械觸點多、排除故障困難、可靠性差、自動化程度低等缺陷，設(shè)計了一種基于先進(jìn)PLC和變頻器控制技術(shù)的礦井通風(fēng)安全控制系統(tǒng)。詳細(xì)討論了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、控制方案、工作原理、硬件與軟件設(shè)計方法。該控制器通過采集外界各個設(shè)備的狀態(tài)信號，以礦井壓力為主控參數(shù)，通過PLC控制變頻調(diào)速系統(tǒng)，來調(diào)節(jié)通風(fēng)機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)速，對2臺風(fēng)機(jī)組電機(jī)進(jìn)行手動和自動控制實現(xiàn)最優(yōu)控制。該控制系統(tǒng)合理控制各臺電機(jī)的啟停，同時實現(xiàn)故障報警。通過PLC和變頻器的應(yīng)用，礦井通風(fēng)系統(tǒng)不僅節(jié)約了電能，提高了效率，并且還達(dá)到安全監(jiān)控的目的，為煤礦創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益。
關(guān)鍵詞：PLC，變頻器，通風(fēng)系統(tǒng)，礦井，S7—200PLC
1 緒論
煤礦礦井通風(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)境條件、生產(chǎn)效率、安全生產(chǎn)密切相關(guān)。隨著我國政府對各行各業(yè)安全生產(chǎn)監(jiān)管力度的不斷加強(qiáng)，尤其對煤礦安全生產(chǎn)的要求越來越高，對煤礦礦井通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造，提高其運行穩(wěn)定性、可靠性、節(jié)能降耗等勢在必行。目前在煤礦礦井通風(fēng)系統(tǒng)中，大多仍采用繼電接觸器控制系統(tǒng)，但這種控制系統(tǒng)存在著體積大、機(jī)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；且因工作通風(fēng)機(jī)一直高速運行，備用通風(fēng)機(jī)停止，不能輪休工作，易使工作通風(fēng)機(jī)產(chǎn)生故障，降低使用壽命。針對這一系列問題，本系統(tǒng)將 PLC與變頻器有機(jī)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(jī)工作過程和運轉(zhuǎn)速度的有效控制，使礦井通風(fēng)機(jī)通風(fēng)高效、安全，達(dá)到了明顯的節(jié)能效果。PLC控制系統(tǒng)具有對驅(qū)動風(fēng)機(jī)的電機(jī)過熱保護(hù)、故障報警、機(jī)械故障報警和瓦斯?jié)舛葦嚯姷裙δ芴攸c，為煤礦礦井通風(fēng)系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)改造提供一條新途徑。
2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和控制方案
2.1 系統(tǒng)的設(shè)計功能
本控制系統(tǒng)具有通風(fēng)機(jī)組的啟動、互鎖和過熱保護(hù)等功能。與常規(guī)繼電器實施的通風(fēng)系統(tǒng)相比，PLC系統(tǒng)具有故障率低、可靠性高、接線簡單、維護(hù)方便等諸多優(yōu)點，PLC的控制功能使通風(fēng)系統(tǒng)的自動化程度大大提高，減輕了崗位人員的勞動強(qiáng)度。PLC和變頻器與空氣壓力變送器配合使用，使系統(tǒng)控制的安全性、可靠性大大提高，也使通風(fēng)機(jī)運行的故障率大大降低，不僅節(jié)約了電能，而且還提高了設(shè)備的運轉(zhuǎn)率。為滿足礦井通風(fēng)系統(tǒng)自動控制的要求，系統(tǒng)的具體設(shè)計要求如下：
（1）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。
（2）模擬量壓力輸入經(jīng)PID運算，輸出模擬量控制變頻器。
（3）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(jī)將同時投入工作運行，同時并發(fā)出指示和報警信號。
（4）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)舛却笥谠O(shè)定斷電上限時，PLC將切斷工作面和風(fēng)機(jī)組電源，防止瓦斯爆炸。
（5）運用溫度傳感器測定風(fēng)機(jī)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(jī)組轉(zhuǎn)換溫度界線時，PLC將切斷指示和報警信號并自動切斷當(dāng)前運行風(fēng)機(jī)組，在自動方式下并能自動接入另一臺風(fēng)機(jī)組運行，若在手動方式下，工作人員手動切換。
（6）為防止通風(fēng)機(jī)的疲勞運行，在任何狀態(tài)下，風(fēng)機(jī)在累計運行設(shè)定時間后都會自動切換至另一臺風(fēng)機(jī)組運行。
（7）手動方式下，有防止風(fēng)機(jī)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(jī)組停止運行后，當(dāng)其溫度下降到設(shè)定下限時該風(fēng)機(jī)組不能連續(xù)二次啟動，只有接入另一臺風(fēng)機(jī)組進(jìn)行工作，即防止溫度在臨界線狀態(tài)而頻繁啟動。
（8）有風(fēng)機(jī)組機(jī)械卡死指示報警功能。
2.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及方案
通風(fēng)控制系統(tǒng)主要由2臺通風(fēng)機(jī)組成，每臺通風(fēng)機(jī)有2臺電機(jī)，每臺電機(jī)驅(qū)動1組扇片，2組扇片是對旋的，1組用于吸風(fēng)，1組為增加風(fēng)速，對井下進(jìn)行供風(fēng)。根據(jù)井下用風(fēng)量的不同，采用不同型號的風(fēng)機(jī)。本設(shè)計以風(fēng)機(jī)組 2×30kW為例，選用 1臺西門子S7—200可編程控制器(PLC)，空氣壓力變送器等組成一個完整的閉環(huán)控制系統(tǒng)。其中還包括瓦斯傳感器、溫度傳感器、接觸器、中間繼電器、熱繼電器、礦用防爆型磁力起動器、斷路器等系統(tǒng)保護(hù)電器，實現(xiàn)對電機(jī)和 PLC的有效保護(hù)，以及對電機(jī)的切換控制。
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