论文总字数：11579字

摘 要

矿井通风控制系统主要的组成部分是压力传感器、温度传感器、风机逻辑控制机器、瓦斯传感器、本篇论文的控制对象为对旋轴流风机，控制系统中心为可编程控制器，主要作用是接受并处理分析传感器所接受到的外部输入信号，完成对矿井内部风量、温度和瓦斯含量的控制，借助上位机的功能，显示并设置当前的状态，然后再进行硬件分析和图纸设计，完成系统硬件的接线，软件的编写，并且通过程序仿真并在上位机上进行调试和修改。

关键词：矿井通风机；传感器；可编程控制器；上位机

ABSTRACT

Mine system on risk control system is the main part of the pressure sensor, temperature sensor, fan logic control machine, gas sensor, the control object of this paper is to spin axial flow fan, control system center for programmable controller, the main function is to accept and process analysis of sensor is acceptable to the external input signal, Complete the control of the mine internal air volume, temperature and gas content, with the help of the upper computer function, display and set the current state, and then carry on the hardware analysis and drawing design, complete the wiring of the system hardware, software writing, and through the program simulation and debugging and modification on the upper computer.

Key words: Mine fan; The sensor; Programmable controller; Upper machine

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

目 录 III

1 绪论 1

1.1选题的背景和意义 1

1.2国内外研究状况 2

1.3本课题的研究思路 2

2 矿井通风控制系统的总体设计 4

2.1系统设计的工艺分析 4

2.2控制系统方案比较和选择 4

2.3矿井通风控制系统总体框图 5

3 矿井通风控制系统的硬件设计 7

3.1系统硬件的设计分析 7

3.2 PLC的选型及接线 7

3.3 PLC的I/O分配 10

3.4变频器的选型 12

3.5矿井通风机的选择 14

3.6瓦斯传感器的选型 15

3.7矿用压力传感器的选型 16

3.8主电路的设计分析 16

4 矿井通风控制系统的软件设计 19

4.1程序流程设计及分析 19

4.2程序的设计及分析 20

4.2.1系统控制程序 20

4.2.2 PID控制程序 21

4.2.3瓦斯浓度控制 24

4.2.4温度的监测 25

4.2.5风压的监测 26

5 运行与调试 27

结 论 28

致谢 29

参考文献 30

附录 40

绪论

1.1 选题的背景和意义

由于井下工作环境恶劣，氧气相对较少，瓦斯含量高，温度高，风速风压的不稳定等情况都需要相应的传感器进行实时的数据监测及分析，并及时反馈给系统，控制风机变频变速。主通风机工作电压较高，电流较大，极有可能引起故障极有可能引起故障，且故障发生时会对矿区的生产和安全形成较大威胁。所以必须要设置一个功能，完善的自动控制系统，保证矿井主通风机性能和状态的及时控制。利用可编程控制器等相关技术，实时调节风机运行状态。矿井通风系统是煤矿产业中很重要的一部分，是煤矿生产中必不可少也是重要的一环，安全责任重于泰山，没有安全的生产系统就不会有可持续的发展。矿井通风就是将电动机、可编程控制器、变频器、传感器等等元器件组成一个系统，对井下的空气进行一个实时监测，实时通风，保证矿区安全，井下安全、工人安全的综合系统。通风系统作为矿山八大系统之一，承担着矿山井下工作人员呼吸空气，矿井下温度调节，矿井下粉尘等有害气体排出的重大任务。通风的话，一般有两种方式一种是利用机械进行排风。另外一种就是自然排风，自然排风的原理，就是利用气压差，温差湿度差，等等，使空气发生自动对流。这种方式范围局限，只能用于一些小规模的矿山，环境相对简单，深度较浅的矿山，如果是一些综合性的大型矿场，自然通风的作用太小了，达不到通风的要求，就需要借助机械设备，进行通风，否则井下温度高、氧气含量不足、危险气体来不及排出就会造成井下的危险，难以正常开展工作。不仅生产工作会受到影响，更重要的是严重威胁到井下工人们的生命安全，所以矿井通风系统十分必要，也十分重要，常见的通风设施有风机、风幕、挡风墙、风门等。根据近些年的报道和研究，我国煤矿企业在通风工作中存在不少的问题，比如说设备陈旧、线路老化、有待更新。这是一个很普遍的问题，其次重视程度也不高，矿井安全常常会因为通风不足而受到严重威胁，技术水平差。信息封闭与国外水平有不小差距。

调试软件编程，按照程序流程的思路，借助良好的编程技巧，实现系统的工艺目标。可编程控制器具有很多别的控制器所不具备的优点，比如价格便宜性价比高，体积小不占空间，易扩展，不容易被干扰，可靠稳定，是目前很多工厂的第一选择。

1.2国内外研究状况

国外对于风机的研究不管是在时间上还是成果上，都要领先于我国，截至90年代，国外的风机一般都配备了可编程控制系统，集成了保护、控制、自动化等功能，不仅可以自动调节风量，还能进行故障诊断，提高使用寿命，预测维修极限，提高通风效率，极大程度的保证矿井通风运行安全。我国由于发展的较晚，在各个方面都比较落后，很大一部分仍只有单一的通风功能，甚至还需要人工介入，不能做到自动调节，导致实时性差，控制滞后，控制不准确，自动化程度低，并且，我国的矿井通风井都处于井田的边缘地带，矿井通风机的管理也成了矿井作业的一大难题。不过随着这几年科技的进步，经济的发展，陆续有大中型企业开始配备了矿井通风控制系统，进行自动化矿井作业，生产效率及产能大大提高，矿井安全有了极大保障。

1.3本课题的研究思路

本矿井生产的首要宗旨就是安全，所以矿井通风设计的基本任务是要建立一个安全可靠经济可行的系统。不仅要顾及安全方面，也要顾及到深产经济生产方面，以及可行性的实施。本论文的主要研究对象是轴流通风机，采用的控制核心，是三菱和编程控制器。根据最佳的系统选择策略进行分析设计，为可编程控制 器选型，为传感器选型，为电气元件控制选型。根据所选设备的电气元器件模型，在原有的矿井状况基础上进行详细分析，比如通风可能存在的问题，矿井的结构设计问题以及发展规划，在原有的基础上提出切合实际，有效可行的设计， 明确设计，要求比如预留扩展系统安全保护等等，为后面的调试以及故障排除，提供路径。 根据不同地区或矿井的特殊条件，还要注意矿井空气温度调节的计算。重要的是，不管是新建改建还是扩建所有的系统设计都必须贯彻党的经济政策，遵守国家颁布的安全规定，技术规定和其他有关规定。为了通风设计能够顺利落实，我们应该考虑到以下几点。

（1）通风系统的选型风量的计算和分配电机的选型、传感器的选型。

剩余内容已隐藏，请支付后下载全文，论文总字数：11579字