基于PLC的矿井通风机监控系统设计毕业设计论文
基于PLC的矿井局部通风机智能远程监控系统设计与实践
上 位工 控机 系统 由工 业 控 制 计 算 机 （ 工控 机 ） 、 后 备 电源 （ Ｕ Ｐ Ｓ ） 等组成 ， 主 要 根 据 采 集 的 局 部 通 风 机 及 控 制设 备数 据 和 友 好 的 软 件 平 台 ， 实 现 局 部 通 风 机 的 运 行监 视和 控 制 管 理 ， 完 成 局 部 通 风 机 远 程 参 数 的显 示（ 如开关状态 、 保护型号、 事件记录、 电压 、 电流等） 、 运 行参 数设 置 及 数 据 处 理 、 查询 、 远程起停、 故 障复 位 等 功能 。
收稿 日期 ： ２ ０ １ ３— ０ ７—１ ９
此部分主要由风机参数监测单元 （ 综保 、 传感器） 、 井下监控分站、 防爆摄像仪和井下隔爆交换机组成 。 风 机参 数监 测 单 元 ： 负 责 现 场 设 备 数 据 的采 集 与 转发 ， 并 下 发执行 中心发 出的遥 控执行 命 令 。 井 下监 控分 站下 位 机采 用 西 门子 ｓ ７系 列 Ｐ Ｌ Ｃ作 为 监控 核心 。利 用 ｓ ７的模块 化 结 构 ， 系统 配置 相 应 的 通信模块与进线开关 、 双电源开关进行通信 ， 完成风机 及 控制设 备 的监 控 ， 同时 完 成 控 制 开 关 综 合 保 护 器 与 地 面上 位工 控机 间 的数据 上传 及命令 下 达 。 监视 局 部通 风机 图像 的防爆 摄 像 仪通 过 防爆 网线 就近接人交换机 ， 将现场图像传送至地面监控中心。
部 通风 机稳定 、 可靠 、 连续 运转。 关键词 ： 煤矿 ； 局 部通风机 ； 远程监控 ； 智能
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ８—０ １ ５ ５ ． ２ ０ １ ３ ． １ １ ． ０ ７ ２ 中 图分 类 号 ： Ｆ ４ ０ ３ ． ７； Ｔ Ｄ ６ ７ ６ 文献 标 志 码 ： Ｂ
基于PLC的风机监控系统设计(硬件)毕业设计(论文)
摘要可编程控制器(PLC)是一种以微处理器为核心,综合了计算机技术、自动控制技术和网络通信技术的通用工业控制装置。
它具有使用方便、维护容易、可靠性好、性能价格比高等特点,广泛应用于工业控制的众多领域。
煤矿主通风机是煤矿生产的重要设备，通风机能否正常工作，直接影响煤矿的生产活动。
因此对主通风机实现在线监控有很重要的意义。
本文针对通风机的工作环境和运行特点，以PLC为主控设备，介绍了可编程序控制器（PLC）在煤矿通风系统中的应用；探讨了通风机实现自动控制系统的系统组成和设计；涉及硬件设备的选型与组态；编制了通风机实现自动控制梯形图；并简要介绍了PLC与其他智能装置及个人计算机联网,组成的监控系统。
本系统提高了主通风机设备的自动化管理水平，有力地保证了主通风机设备的经济、可靠运行，为设备的管理和维修提供了可靠的科学依据。
关键词：煤矿通风机； PLC；在线监控ABSTRACTProgrammable Logic Controller is a kind of universal industrial control apparatus,which taking microprocessor as its core, integrating information technology,automation control technology,networking communication technology. It is applied in more and more industry control fields with the characteristics such as easy application, easy maintenance, well reliability, high performance-price ratio.Primary ventilators are the most important instruments of the colliery.Their working state can directly influence the coal producing processs.Therefore, online monitoring of the main fan there is of much significance. this paper introduced the application of Programmable Logic Controller (PLC) in the coal mine ventilation system ; Discussed the system composition and the design of ventilator realization automatic control system ;Included selection and configureation of hardware; Established the LAD chart of the ventilator realization automatic control ; And briefly introduced the consisting of monitoring system , the system including PLC and other intelligent installments and the personal computer networking, This system raised the automatic management level of the main fanner equipments，guaranteeing the economy of the main fanner equipments circulate credibility. For the management of the equipments and maintained, this system can provide dependable scientific warranty.Keywords:Coal mine ventilator; PLC; Online monitoring目录1 绪论 (4)1.1煤矿通风概况 (4)1.2 PLC的基本概念 (4)1.2.1 PLC的组成部分 (4)1.2.2 S7-300的系统结构 (5)1.2.3 PLC的循环处理过程 (5)1.2.4 S7-300的编程语言 (6)1.2.5 PLC的供电及接地抗干扰问题 (7)1.3 目前国内外的通风机监控状况 (7)1.4本设计所作的工作 (8)2 矿井主通风机系统 (10)2.1主通风机概述 (10)2.1.1主通风机性能参数 (10)2.1.2对旋轴流式风机的结构和工作原理 (11)2.2风门 (11)2.3反风方法 (12)3 主通风机自动监控系统的硬件设计 (14)3.1系统的组成和特点 (14)3.2主通风机在线监控的运行方式的设计 (15)3.3风机参数的检测 (15)3.4该系统的输入/输出统计配置 (16)3.4.1数字/模拟输入点统计及模块选择 (17)3.4.2数字/模拟量输出点统计及模块选择 (20)3.4.3 PLC其它硬件模块统计 (22)3.4.4数字量输入/输出模块接线图 (23)4 主通风机自动化监控系统的软件系统 (27)4.1本设计所用STEP7编程器的相关知识 (27)4.2本监控系统的系统流程图 (28)4.2.1风机的启动流程图 (28)4.2.2自动控制方式流程图 (29)4.2.3反风控制流程图 (30)4.3主通风机监控系统的程序设计 (31)5 结论 (50)参考文献： (51)6 翻译部分 (53)英文原文 (53)中文译文： (63)致谢 (72)1 绪论1.1煤矿通风概况据统计,我国煤矿事故因瓦斯爆炸死亡人数是世界上主要采煤国家，死亡总人数的4倍,百万吨煤死亡率是美国的近20倍、印度的12倍。
基于PLC的矿井通风控制系统设计
基于PLC的矿井通风控制系统设计矿井通风控制系统是矿井安全管理的重要组成部分。
矿井中存在着各种有害气体，如果不及时排除，将极大地影响矿工的健康和劳动生产力，甚至引发事故。
因此，对矿井中气体的监测、控制和处理显得尤为重要。
本文将介绍基于PLC的矿井通风控制系统的设计。
系统组成基于PLC的矿井通风控制系统主要由以下组成部分组成：现场信号采集模块现场信号采集模块负责采集矿井中各种有害气体的浓度、氧气浓度、风速、风量等实时数据，并将这些数据传输给PLC。
PLCPLC作为控制核心，负责接收现场信号采集模块传输的数据，并根据事先设定的控制策略进行计算，输出控制信号。
目前，在矿井通风控制系统中广泛采用西门子、施耐德等知名品牌的PLC。
数据显示与记录模块数据显示与记录模块负责将PLC输出的控制信号转化为实际控制效果，并在屏幕上显示，方便操作人员了解控制效果。
同时，该模块还可将历史数据进行记录，以便对矿井通风控制系统的运行情况进行分析和评估。
控制执行模块控制执行模块负责执行PLC输出的控制信号，并对矿井风机等设备进行控制，以满足矿井通风要求。
系统设计系统设计的关键在于确定控制策略。
控制策略应该能够满足对有害气体的监测和处理，同时具备一定的灵活性，以应对不同的矿井环境。
以下为常见的控制策略：阈值控制阈值控制是指根据一定的阈值范围，对实时采集到的气体浓度、氧气浓度、风速、风量等参数进行监测，并根据阈值调节风量和风速等措施，达到矿井通风要求。
时间控制时间控制是指根据矿井不同部位的气体情况和产煤量等因素，设定不同的通风时间和通风量，以保证矿井通风安全。
预测控制预测控制是指通过数据处理和分析，根据矿井不同部位的气体情况，预测可能发生的有害气体浓度，提前进行调整，避免事故发生。
矿井通风控制系统的重要性不言而喻。
基于PLC的控制方式，具有实时性、稳定性和精确性等优点，已经成为矿井通风控制的主流。
通过合理的控制策略设计和系统组成部分配置，可以实现对矿井通风的有效监测、控制和处理，确保矿工的安全。
基于PLC的矿井通风机监控系统设计毕业设计
学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
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3．论文应观点明确,中心突出，论据充分，数据可靠，层次分明,逻辑清楚，文字流畅，结构严谨。
基于PLC矿井压风机的自动控制系统
基于PLC的矿井压风机自动控制系统设计
专业
电气程及其自动化
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毕业设计说明书（毕业论文）
独创性声明
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基于PLC矿井压风机的自动控制系统
摘要:空气压缩机是一种通过压缩气体来提高气体压力或输送气体的动力供给设备。螺杆式空气压风机更以其损失小、效率高、适应性强等优点，广泛应用于工业生产领域。随着应用规模的扩大，原有控制方式的效率低下、维修率增高等问题也日益突出。同时电子技术和微电子技术的迅速发展，由PLC自动控制压风系统，具有较高的可靠性和较好的节能效果，PLC自动控制系统正是这种技术的产物。本文在了解社会发展与需求的情况下，以山东某矿井压风机为项目背景，设计和开发了一种PLC自动控制压风机系统，取代了旧时代的手工控制和分散控制，从而提高了系统的自动化程度。同时论文对压风机的几种控制方式进行了分析。并进行了综述，同时，设计出了压风机自动控制的总体方案、硬件配置以及软件与程序的设计。在该系统中，可编程控制器（西门子S7-300系列）作为下位机，较好的解决了自动控制等问题；上位机软件采用的是MCGS软件，通过此软件开发出一种可视化的监控画面。两者有效的结合起来，采用以矿井气压压力为主控参数，实现对压风机工作过程和运转速度的有效控制和监控。系统运行结果显示出本系统具有良好的可靠性和实用性，提高了整个压风机控制系统的自动化、智能化的水平。从而最终能够实现压风机房的无人值守。
基于PLC和组态软件的煤矿风机监控系统的设计
煤矿在井下生产的需要有非常可靠 的安全性 。 依据过往的统计 证 ， 风机监控系统主要使用具有变送 器且 标准输出 电流范围在４ ～ ０ ｍＡ之间的传感器 ， 有效地 使传输信号放大 ， 从而保证系统远端可 事故 ， 井下 出现安全 隐患有 很大一部分因素是 因为通风不顺 畅、 风 ２ 机设备发生故 障。 所以， 在矿井下必须保证风机在正常条件下运行， 以准确稳定地接 收对 信号 。 实时保 持空气畅通 、 及 时排 除毒害气体。 在实 际的工作需求中， 一般 判断风机在工作过程 中的状况 与发 生故 障的信息 的依据是对 通过计算机控制 、 传感器 、 网络以及变 频技术调节和控制风量 的大 其振动参数进行 判断 ， 通过传感器进行风机轴承 的振动检测 ， 与 之 小， 有效 的诊 断风机 出现的故 障， 依照 实际需求对 风机进行 自动控 前预先设置 的振动峰值等信息相 比较， 来对风机在 当前运行的状 况 制， 实时在线监控风机在运行时的状态对矿井生产安全ｌ 胜 的提高有 进行判断 ， Ｐ ＬＣ 技术主要用来获得在轴承位置传感器产生的振动信 息， 比较之后能够获得风机潜在 的故 障影 响， 为以后的检修维护提 着 极 其 重 要 的意对应操作系统 的不 同， 该系统对应 的密码 以及关到位发出的信号 的时候 ， 控制风机启动 以及停止控制 的设计 保护级别也 不同。 在平 时的操作 中风 机的起、 停都需要级 别比较高 程序就绝对 不可以被执行 。 密码保护 ， 有效 防止 非专业人员的误 操作 ， 从而可 以最大 限度地 保 上位机的组态软件设计主要通过组态 王６ ． ５ 进行 ， 此软 件具 有 证风机在安全稳 定的条件 下运行 。 比较方 便高效 的构建工程 ， 能够 较快地完成 上位机监控软 件的界 面， 从而为 能够 满足在控制风机的过程 中需要 的各类设计 报表提供 出报表系统和非常 丰富的内部函数。 在获得风机运行过程 中的各种 风机监 控系统主要分为 自动调整风量与 自动监控风机运行状 参数 以后 ， 上位机进行实 时画面模拟 ， 在对 实时数据进行显示、 提供 态， 系统硬件主要以Ｐ Ｌ Ｃ 技术为核心 ， 其余组成部分还包括传感器 、 报表查询 以及提前预警故 障等几项措施完成对 风机的监控 。 变送器 、 温度 巡检仪 、 报警器 以及 上位机等 ， 通过组态软件进 行监 控。 在设备 的控 制层 ， 采集输出数据信号主要使用控 制柜来 完成数 ４结语 据 信号 。 再通 过变 频器 来调 节送风量 ， 在保证矿井 中的空气质量符 合规定标准 的同时也 可以对风机高 效使 用 ， 从而节约资源 。 使用Ｐ Ｌ Ｃ 技术组成模块主要分为 ： 电源 、 Ｃ Ｐ Ｕ、 模拟量 输入 以及 通讯 模块等 。 需要对数据进 行实时采集 ， 以及采集风 门的状态和 温 度 报警 的状态 ， 也担负着 风门开关驱动 、 风机的起动 、 停止 以及正反 确保煤矿 风机可 以稳定的运行是提高矿井生产的安全性的重 要依据 ， 本系统 的设计是使用变频器对风机进行调速 ， 节约能效 ， 增 大效率 ， 增加风机可 以使 用的寿命 ， 对于平时的维护提供 出了大量 的数据 ， 再应用Ｐ Ｃ 机和Ｐ ＬＣ 技术进行通信 ， 实现长距离对风机进行
0481基于三菱PLC的矿井通风控制系统设计
目录1 引言 (2)1.1 矿井通风系统简介 (2)1.2课程设计的研究意义 (3)1.3 国内外发展的状况 (4)2 本课程要完成的任务及手段 (5)2.1本课题设计任务 (5)2.2设计思路 (5)3 设计系统各部分说明及功能 (7)3.1矿井主扇风机概述 (7)3.2控制核心PLC概述 (8)3.3变频器 (13)3.4显示部分触摸屏概述 (15)4 系统软件部分的设置 (17)4.1系统的启动与停止 (17)4.2瓦斯浓度控制 (19)4.3 空气压力的控制 (20)4.4变频器切换控制 (21)4.5 触摸屏通信程序 (22)总结 (23)致谢 (24)参考文献 (25)附录A硬件原理图附录B程序清单1引言1.1 矿井通风系统简介矿井通风系统是矿井通风方式、通风方法和通风网络的总称。
其通风系统的基本主要任务是：供给井下足够的新鲜空气，满足人员对氧气呼吸的需要，冲淡井下有毒有害粉灰及空气，保证人员安全生存，调节矿井下的空气环境创造保证安全的工作环境。
矿井的通风系统是影响矿井安全生产的重要因素。
矿井通风系统可以分为不同的类型，其划分标准是不同的因素。
如根据瓦斯浓度、煤层自燃和高温因素等把矿井通风系统分为通俗一般型、相对降温型、防火型、排放瓦斯型、防火及降温型、排放瓦斯及降温型、排放瓦斯及防火型、排放瓦斯与防火及降温型几种，矿井内部通风的方式根据得到的风力的动力来源的不同，可分为自然和谐通风及自然风和机械辅助通风两种。
（1）自然通风：利用大自然气压的不同产生的通风动力，致使空气在井下巷道流动的通风方法叫做自然通风。
自然风压一般都比较小，且不稳定，所以《煤矿安全规程》规定：每一矿井都必须采用机械通风。
（2）机械通风：利用风扇电机运转产生的鼓风动力，从而致使空气在井下各个巷道之间互相流动的通风方法叫做机械通风。
采用机械通风的矿井，大自然风压也是必须要始终存在的，而且也并在各个时期内影响着矿井的通风工作，在通风管理工作中应给予充分重视。
基于PLC的矿井通风机设计正文
目录第1章绪论 (3)1.1 课题研究的目的意义 (3)1.2 国内外研究状况 (4)1.2.1 国内研究状况 (4)1.2.2 国外研究状况 (4)1.3 课题的主要研究内容 (5)第2章通风系统结构及控制方案 (6)2.1 通风系统要求 (6)2.2 通风机控制方案 (6)第3章相关技术介绍 (8)3.1 PLC可编程控制器 (8)3.1.1 PLC简介 (8)3.1.2 PLC组成 (8)3.2 模拟量输入、输出模块 (9)3.3 PID算法 (9)3.4 变频调速技术 (10)第4章通风系统硬件的设计 (12)4.1通风系统硬件电路 (12)4.2I/O接线图 (13)4.3 元件选型 (14)4.3.1 传感器的选择 (14)4.3.2 风机的选择 (14)4.3.3 电机的选择 (15)4.3.4变频器的选择 (16)4.3.5 PLC的选择 (17)4.3.6 其他器件选型 (17)4.4 元件清单 (19)第5章软件设计 (20)5.1 系统流程图 (20)5.2 I/O分配表 (21)5.3 程序分析 (22)5.3.1 模拟量输入 (22)5.3.2 系统启动及停止 (23)5.3.3 工频、变频模式 (23)I石家庄铁道大学四方学院毕业设计5.3.4 风压的监控 (25)5.3.5 瓦斯浓度的监控 (28)5.3.6 温度的监控 (29)5.4 模拟调试 (30)5.4.1 自动模式程序调试 (30)5.4.2 变频器故障及复位调试 (32)5.4.3 风压监控程序调试 (32)第6章结论与展望 (34)6.1 结论 (34)6.2 展望 (34)参考文献 (35)致谢 (36)附录····························································································错误!未定义书签。
基于PLC的矿井通风控制系统设计
基于PLC的矿井通风控制系统设计摘要本文提出了一种基于PLC的矿井通风控制系统设计。
首先，对矿井通风控制的基本原理进行了介绍和分析；其次，结合矿井通风控制的特点，设计了系统的硬件和软件；最后，通过实验验证了系统的可行性和稳定性。
结果表明，该系统具有较高的控制精度和反应速度，能够有效地保障矿工的生命安全和矿井的正常运行。
关键词：PLC；矿井；通风控制；可行性；稳定性AbstractThis paper proposes a design of mine ventilation control system based on PLC. Firstly, the basic principles of mine ventilation control are introduced and analyzed; secondly, the hardware and software of the system are designed with the characteristics of mine ventilation control; finally, the feasibility and stability of the system are verified through experiments. The results show that the system has highcontrol accuracy and response speed, which can effectively ensure the safety of miners' lives and the normal operationof the mine.Keywords: PLC; mine; ventilation control; feasibility; stability1. 前言矿井通风控制是保障矿工生命安全和矿井正常运行的关键环节。
基于PLC的矿井通风机监控系统方案设计书23
毕业设计（论文）题目：基于plc的矿井通风监控系统的设计院系：电子工程系专业班级：电气104班指导教师：黄俊梅学生姓名：李青洲学号：100433423摘要煤矿的安全生产中，矿井通风系统起着极其重要的作用，它是煤矿安全生产的关键环节。
而矿井通风机又是矿井通风系统的主要设备之一，因此对其进行PLC控制的变频调速系统的设计和研究，不仅可以大大提高煤矿生产的机械化、自动化水平，还能节省大量的电能，具有较高的经济效益。
煤矿主通风机监控系统主要包括风机性能检测和风机风量调节控制两部分。
本文以一台矿用对旋轴流风机为控制对象，结合PLC控制技术、变频调速技术和组态监控技术，对矿井通风机进行了PLC控制的状态监测和变频调速的设计和研究。
监控系统采用上位机加下位机的设计模式。
下位机采用可靠性高的可编程逻辑控制器，通过各种传感器和电量采集单元实时监测通风机的性能参数和状态参数、电机的电气参数并能实现远程通讯。
上位机应用北京亚控科技公司开发的KINGVIEW6.52组态软件编写人机界面，将风机工作流程以直观的画面显示出来，实现数据采集和显示、关键数据的记录和报警、生产数据的存储和报表输出、为操作员提供良好的操作界面，完成了风机房的无人值守自动化监控和管理的设计和改造。
在变风量系统中，主要比较了风门调节与变频调节，显示出了变频调节系统不仅能使风机工作在高效区，并且其节能效果要优于其它调节方法，具有很重要的应用前景。
风机调节控制由PLC+变频器控制电机转速实现风量控制。
同时本文还研究了风量调节的算法。
关键词：PLC控制；变频调速技术；矿井通风机；组态王软件。
目录1 绪论 01.1选题的背景和意义 01.2 风机监控系统国内外研究状况 01.3矿井主通风机在线监测监控的展望 01.4本论文的主要工作和安排 (1)2 系统构成及各部分功能 (2)2.1矿井主扇风机 (3)2.1.1矿井主扇风机概述 (3)2.1.2风机主要技术指标 (3)2.1.3风机的特性曲线 (4)2.1.4风量的调节方法 (5)2.2可编程控制器的应用 (6)2.2.1 PLC概述 (6)2.2.2 PLC的基本构成 (6)2.2.3 PLC的工作原理 (7)2.3风机参数的检测 (7)2.3.1风压、风量参数的检测 (8)2.3.2振动参数的检测 (9)2.3.3电气参数的检测 (10)2.3.4电机轴承和定子温度检测 (10)2.3.5开关量检测 (11)2.4 变频调速 (11)2.4.1变频调速技术在矿井通风机上的应用概述 (11)2.4.2变频调速的基本原理 (12)2.4.3风机变频调速节能分析 (13)2.4.4变频器的结构 (14)2.4.5 PLC控制变频器的方式 (15)3 通信网络的实现 (16)3.1 风机自动化监控系统的整体结构 (16)3.2基于现场总线和工业以太网的控制系统 (17)3.2.1现场总线控制系统和以太网技术 (17)3.2.2现场总线与以太网的互连 (18)3.2.3网络的具体实现方法 (19)4 系统的硬件设计 (19)4.1系统硬件连接 (19)4.2主电路 (19)4.3控制电路的设计 (20)4.4 器件的选型 (23)4.4.1PLC的选型 (23)4.4.2变频器的选型 (23)4.5 变频器与PLC的连接 (24)4.6风量的控制算法 (24)4.6.1变频器输入值计算 (24)4.6.2 U-P和Q-P曲线的拟合 (26)5主通风机监控系统的软件设计 (27)5.1 PLC软件设计 (27)5.1.2子程序0和1程序流程 (29)5.1.3子程序2和3程序流程 (29)5.1.4子程序4程序流程 (30)5.1.5中断子程序 (31)5.2 组态软件设计 (32)5.2.1 KINGVIEW 6.52操作界面 (32)5.2.2煤矿主通风机在线监测系统主界面 (32)5.2.3 PLC控制变频器调速系统主界面 (33)结论 (33)致谢 (34)参考文献 (35)附录 (36)1 绪论1.1选题的背景和意义通风机是煤矿的四大固定设备之一，它担负着向井下输送新鲜空气、排出粉尘和污浊气流的重任，具有“矿井肺腑”之称。
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摘要煤矿的安全生产中，矿井通风系统起着极其重要的作用，它是煤矿安全生产的关键环节。
而矿井通风机又是矿井通风系统的主要设备之一，因此对其进行PLC控制的变频调速系统的设计和研究，不仅可以大大提高煤矿生产的机械化、自动化水平，还能节省大量的电能，具有较高的经济效益。
煤矿主通风机监控系统主要包括风机性能检测和风机风量调节控制两部分。
本文以一台矿用对旋轴流风机为控制对象，结合PLC控制技术、变频调速技术和组态监控技术，对矿井通风机进行了PLC控制的状态监测和变频调速的设计和研究。
监控系统采用上位机加下位机的设计模式。
下位机采用可靠性高的可编程逻辑控制器，通过各种传感器和电量采集单元实时监测通风机的性能参数和状态参数、电机的电气参数并能实现远程通讯。
上位机应用北京亚控科技公司开发的KINGVIEW6.52组态软件编写人机界面，将风机工作流程以直观的画面显示出来，实现数据采集和显示、关键数据的记录和报警、生产数据的存储和报表输出、为操作员提供良好的操作界面，完成了风机房的无人值守自动化监控和管理的设计和改造。
在变风量系统中，主要比较了风门调节与变频调节，显示出了变频调节系统不仅能使风机工作在高效区，并且其节能效果要优于其它调节方法，具有很重要的应用前景。
风机调节控制由PLC+变频器控制电机转速实现风量控制。
同时本文还研究了风量调节的算法。
关键词：PLC控制；变频调速技术；矿井通风机；组态王软件；ABSTRACTAs the key component of coal mine safety，mine ventilation system plays an important role in coal mine safety. It is one of the main equipments in the system. So research and design of its variable frequency speed regulation system with PLC control have good economic benefits. It not only improves the mechanical and automatic level of coal production, but also saves large electrical energy.Mine main ventilator monitoring system includes testing and adjusting air volume fan control in two parts. In this paper, a rotating axial flow fan of mine as a control object，combined with PLC control，frequency conversion technology and configuration monitoring technology，PLC control of the mine fan was the state of monitoring and frequency control design and research.Monitoring system uses the host computer plus lower machine design patterns. High reliability and lower machine using programmable logic controller，through a variety of sensors and real-time monitoring of power acquisition unit fan performance parameters and state parameters，the motor electrical parameters and to achieve long-distance communication. We used KINGVIEW6.52 written man-machine interface configuration software developed by Beijing Asia PC application control technology company，the fans to an intuitive work flow screen display，data acquisition and display, record and alarm of critical data，production data storage and Report output for the operator to provide a good user interface，completed the fan room unattended automated monitoring and management of the design and reconstruction.In VAV systems，the main damper adjustment compared with the frequency adjustment，frequency regulation system shows not only make the fans work in high areas，and its energy is more effective than other adjustment methods，a very important application. Regulation and control by the PLC + fan drive motor speed to achieve control of air volume control. At the same time we study the air volume control algorithm.Keywords：PLC control；Variable frequency speed regulation technology；Mine ventilator；Kingview software；目录1 绪论 (1)1.1选题的背景和意义 (1)1.2风机监控在国内外研究状况 (1)1.3矿井主风机在线监控的展望 (1)1.4本论文的主要工作和安排 (2)2系统构成及各部分功能 (4)2.1矿井主扇风机 (4)2.1.1矿井主扇风机概述 (4)2.1.2风机主要技术指标 (4)2.1.3风机的特性曲线 (5)2.1.4风量的调节方法 (7)2.2可编程控制器的应用 (7)2.2.1 PLC概述 (7)2.2.2 PLC的基本构成 (7)2.2.3PLC的工作原理 (8)2.3风机参数的检测 (8)2.3.1风压、风量参数的检测 (9)2.3.2振动参数的检测 (10)2.3.3电气参数的检测 (10)2.3.4电机轴承和定子温度检测 (10)2.3.5开关量检测 (11)2.4 变频调速 (11)2.4.1变频调速技术在矿井通风机上的应用概述 (11)2.4.2变频调速的基本原理 (11)2.4.3风机变频调速节能分析 (12)2.4.4变频器的结构 (14)2.4.5 PLC控制变频器的方式 (15)3通信网络的实现 (16)3.1风机自动化监控系统的整体结构 (16)3.2基于现场总线和工业以太网的控制系统 (16)3.2.1现场总线控制系统和以太网技术 (16)3.2.2现场总线与以太网的互连 (17)3.2.3网络的具体实现方法 (18)4系统的硬件设计 (19)4.1系统硬件连接 (19)4.2主电路 (19)4.3控制电路的设计 (19)4.4 器件的选型 (22)4.4.1PLC的选型 (22)4.4.2变频器的选型 (22)4.5变频器与PLC的连接 (23)4.6风量的控制算法 (23)4.6.1变频器输入值计算 (23)4.6.2 U-P和Q-P曲线的拟合 (25)5主通风机监控系统的软件设计 (26)5.1 PLC软件设计 (26)5.1.1主控制程序流程 (26)5.1.2子程序0和1程序流程 (27)5.1.3子程序2和3程序流程 (28)5.1.4子程序4程序流程 (29)5.1.5中断子程序 (30)5.2组态软件设计 (30)5.2.1KINGVIEW 6.52操作界面 (30)5.2.2煤矿主通风机在线监测系统主界面 (30)5.2.3 PLC控制变频器调速系统主界面 (31)结论 (33)参考文献 (34)附录 (35)翻译部分 (40)英文原文 (40)中文译文 (46)致谢 (52)1绪论1.1选题的背景和意义通风机是煤矿的四大固定设备之一，它担负着向井下输送新鲜空气、排出粉尘和污浊气流的重任，具有“矿井肺腑”之称。
由于井下工作环境恶劣，主通风机工作电压较高，电流较大，出现故障的概率也较大。
一旦发生故障，将会对整个矿区的生产和安全造成重大影响。
因此，有必要建立一套功能完善的自动监控系统，实现矿井主通风机性能及状态的在线实时监测，以便在生产过程中及时掌握主通风机的运行参数和状态，这也是主通风机控制系统的发展方向。
据统计，煤矿事故70%以上是由于通风设备故障、通风管理不善等所造成。
随着煤矿生产规模的扩大、生产效率的提高，井下通风系统对通风设备的监测监控也必须提出了更高的要求。
利用设备在线监测监控等相关技术，实时调节风机运行状态，及早发现故障隐患十分必要。
高压变频技术、智能控制技术、传感器技术、现场总线技术以及工业以太网技术的迅速发展，为满足煤矿生产的上述要求提供了可能。
本监控系统就是在此背景下提出的。
1.2风机监控系统国内外研究状况国外很早就对风机进行了研究。
至90年代，一般的风机均配有在线监控系统，集保护、检测、控制于一体，不但能实现风量的自动调节，主要能进行故障诊断，预测使用寿命，预报维修极限，成功地对风机进行了检测，有效的保证了矿井通风系统的安全运行。
美国煤矿使用的主风机以轴流式为主，近年来开始采用在运行中可以改变叶片角度的液压式动叶可调风机，节能效果好。
德国以TLT公司为代表，采用液压式动叶调节的轴流通风机，其运行效率可保持在83%～88%以内。
国内在这两方面起步比较晚。
风量调节方法都比较落后，需要在停机的情况下进行手动调节或者是隔一段时间才能调节一次。